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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 3/2010

01.06.2010

Cyclic Turbulent Instabilities in a Thin Slab Mold. Part I: Physical Model

verfasst von: E. Torres-Alonso, R.D. Morales, S. García-Hernández, J. Palafox-Ramos

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 3/2010

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Abstract

A water-physical model of a funnel-type thin slab mold fed by a two-port submerged entry nozzle (SEN) was employed to characterize the flow of liquid steel using dye tracer, particle image velocimetry, and video recording experiments. The overflow fluid flow pattern was the typical double-roll flow. A cyclic, low-frequency (≈0.01 s−1), and energetic flow distortion of a short-lived (8 to 12 seconds) inducing high meniscus oscillation was identified. Its intensity grew with high casting speeds (5 and 7 m/min) and with a shallow SEN immersion position (200 mm from the meniscus level to the SEN tip). This distortion originated from the apparent existence of vortex flows located below the two discharging jets, which are formed by shear stresses in their ends that act on the surrounding fluid. These vortexes exert momentum transfer upward through a cascade mechanism from the lowest part of the discharging jets until reaching the region close to the SEN tip. This cascade momentum transfer widens the separation of both jets, enhancing the fluid velocities of the upper rolls, which promotes a high-amplitude standing wave. It is inferred, based on the experimental results, that this flow distortion originated from an instantaneous unbalance of the turbulent kinetic energy in the discharging jets. The negative production of kinetic energy is ascribed as the source of this unbalance, which is compensated by a higher contribution of the turbulent kinetic energy through mean convection and turbulent transport mechanisms manifested through higher velocities. After the restoration of the energy balance, the system yields a stable meniscus to repeat the low-frequency cycle.

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1.
Zurück zum Zitat S. Feldbauer and A.W. Cramb: 13 th PTD Conference Proc., Warrendale, PA, 1997, pp. 327–40. S. Feldbauer and A.W. Cramb: 13 th PTD Conference Proc., Warrendale, PA, 1997, pp. 327–40.
2.
Zurück zum Zitat W.H. Emling and T. Waugaman: Steelmaking Conf. Proc. Warrendale, PA, 1994, pp. 371–79. W.H. Emling and T. Waugaman: Steelmaking Conf. Proc. Warrendale, PA, 1994, pp. 371–79.
3.
Zurück zum Zitat S. Kumar, B.N. Walker, I.V. Samarasekera, and J.K. Brimacombe: 13 th PTD Conference Proc., Warrendale, PA, 1997, pp. 119–41. S. Kumar, B.N. Walker, I.V. Samarasekera, and J.K. Brimacombe: 13 th PTD Conference Proc., Warrendale, PA, 1997, pp. 119–41.
4.
Zurück zum Zitat E. Torres-Alonso, R.D. Morales, S. Garcia-Hernandez, A. Najera-Bastida, and A. Sandoval Ramos: Metall. Mater. Trans. B, 2008, vol. 39B, pp. 840–52.CrossRefADS E. Torres-Alonso, R.D. Morales, S. Garcia-Hernandez, A. Najera-Bastida, and A. Sandoval Ramos: Metall. Mater. Trans. B, 2008, vol. 39B, pp. 840–52.CrossRefADS
5.
Zurück zum Zitat R.D. Morales and P.E. Ramirez-Lopez: Proc. AISTech Conf. 2006, pp. 20–26. R.D. Morales and P.E. Ramirez-Lopez: Proc. AISTech Conf. 2006, pp. 20–26.
6.
Zurück zum Zitat M. Suzuki, M. Suzuki, and M. Nakada: ISIJ Int., 2001, vol. 41, pp. 670–82.CrossRef M. Suzuki, M. Suzuki, and M. Nakada: ISIJ Int., 2001, vol. 41, pp. 670–82.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat K. Takatani, Y. Tanizawa, H. Mizukami, and K. Nishimura: ISIJ Int., 2001, vol. 41, pp. 1252–61.CrossRef K. Takatani, Y. Tanizawa, H. Mizukami, and K. Nishimura: ISIJ Int., 2001, vol. 41, pp. 1252–61.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J. Yoshida. T. Ohmi, and M. Iguchi: ISIJ Int., 2005, vol. 45, pp. 1160–64.CrossRef J. Yoshida. T. Ohmi, and M. Iguchi: ISIJ Int., 2005, vol. 45, pp. 1160–64.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat R.D. Morales, J. Palafox-Ramos, L. Garcia-Demedices, and R. Sanchez-Perez: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 1384–92.CrossRef R.D. Morales, J. Palafox-Ramos, L. Garcia-Demedices, and R. Sanchez-Perez: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 1384–92.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat E. Torres-Alonso, R.D. Morales, L.G. Demedices, A. Nájera, J. Palafox-Ramos, and P. Ramírez-López: ISIJ Int., 2007, vol. 47, pp. 679–88.CrossRef E. Torres-Alonso, R.D. Morales, L.G. Demedices, A. Nájera, J. Palafox-Ramos, and P. Ramírez-López: ISIJ Int., 2007, vol. 47, pp. 679–88.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat E. Torres-Alonso, R.D. Morales, J. Palafox-Ramos, and P. Ramirez-Lopez: Steel Res. Int., 2008, vol. 79, pp. 553–63. E. Torres-Alonso, R.D. Morales, J. Palafox-Ramos, and P. Ramirez-Lopez: Steel Res. Int., 2008, vol. 79, pp. 553–63.
12.
Zurück zum Zitat M.R. Davidson and N.J. Lawson: Proc. Second Int. Conf. on CFD in the Minerals and Process Industries, CSIRO, Melbourne, Australia, 1999, pp. 223–27. M.R. Davidson and N.J. Lawson: Proc. Second Int. Conf. on CFD in the Minerals and Process Industries, CSIRO, Melbourne, Australia, 1999, pp. 223–27.
13.
Zurück zum Zitat N.J. Lawson and M.R. Davidson: J. Fluids Eng., 2002, vol. 124, pp. 535–43.CrossRef N.J. Lawson and M.R. Davidson: J. Fluids Eng., 2002, vol. 124, pp. 535–43.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat R. Sánchez-Pérez, R.D. Morales, M. Díaz-Cruz, O. Olivares Xometl, and M. Díaz-Cruz: ISIJ Int., 2003, vol. 43, pp. 637–46.CrossRef R. Sánchez-Pérez, R.D. Morales, M. Díaz-Cruz, O. Olivares Xometl, and M. Díaz-Cruz: ISIJ Int., 2003, vol. 43, pp. 637–46.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat P. Ramirez-Lopez and R.D. Morales: Ironmaking Steelmaking, 2006, vol. 33, pp. 157–68.CrossRef P. Ramirez-Lopez and R.D. Morales: Ironmaking Steelmaking, 2006, vol. 33, pp. 157–68.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat S.B. Pope: Turbulent Flows, Cambridge University Press, Cambridge, MA, 2000, pp. 130–31.MATH S.B. Pope: Turbulent Flows, Cambridge University Press, Cambridge, MA, 2000, pp. 130–31.MATH
17.
Zurück zum Zitat T. Honeyands and J. Herbertson: Steel Res. Int., 1995, vol. 66, pp. 287–93. T. Honeyands and J. Herbertson: Steel Res. Int., 1995, vol. 66, pp. 287–93.
Metadaten
Titel
Cyclic Turbulent Instabilities in a Thin Slab Mold. Part I: Physical Model
verfasst von
E. Torres-Alonso
R.D. Morales
S. García-Hernández
J. Palafox-Ramos
Publikationsdatum
01.06.2010
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 3/2010
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-010-9361-9

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