Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2016

23.08.2016

Comparison of CFD Simulations with Experimental Measurements of Nozzle Clogging in Continuous Casting of Steels

verfasst von: Mahdi Mohammadi-Ghaleni, Mohsen Asle Zaeem, Jeffrey D. Smith, Ronald O’Malley

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Measurements of clog deposit thickness on the interior surfaces of a commercial continuous casting nozzle are compared with computational fluid dynamics (CFD) predictions of melt flow patterns and particle–wall interactions to identify the mechanisms of nozzle clogging. A submerged entry nozzle received from industry was encased in epoxy and carefully sectioned to allow measurement of the deposit thickness on the internal surfaces of the nozzle. CFD simulations of melt flow patterns and particle behavior inside the nozzle were performed by combining the Eulerian-Lagrangian approach and detached eddy simulation turbulent model, matching the geometry and operating conditions of the industrial test. The CFD results indicated that convergent areas of the interior cross section of the nozzle increased the velocity and turbulence of the flowing steel inside the nozzle and decreased the clog deposit thickness locally in these areas. CFD simulations also predicted a higher rate of attachment of particles in the divergent area between two convergent sections of the nozzle, which matched the observations made in the industrial nozzle measurements.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat SK Choudhary and AJ Khan: Steel Times Int., 2000, vol. 24, p. 21. SK Choudhary and AJ Khan: Steel Times Int., 2000, vol. 24, p. 21.
2.
Zurück zum Zitat KG Rackers and BG Thomas: Urbana, 1995, vol. 51, p. 61801. KG Rackers and BG Thomas: Urbana, 1995, vol. 51, p. 61801.
3.
Zurück zum Zitat H. Schuster S. Rödl, S. Ekerot, G. Xia,N. Veneri, F. Ferro, S. Baragiola, P. Rossi, S. Fera, V. Colla, G. Bioli, M. Krings, L.-F. Sancho, A. Diaz, M. Andersson and N. Kojola, Research Fund for Coal and Steel Unit 2008. H. Schuster S. Rödl, S. Ekerot, G. Xia,N. Veneri, F. Ferro, S. Baragiola, P. Rossi, S. Fera, V. Colla, G. Bioli, M. Krings, L.-F. Sancho, A. Diaz, M. Andersson and N. Kojola, Research Fund for Coal and Steel Unit 2008.
4.
Zurück zum Zitat A Theodorakakos and G Bergeles: Metall. Mater. Trans. B, 1998, vol. 29, pp. 1321-1327.CrossRef A Theodorakakos and G Bergeles: Metall. Mater. Trans. B, 1998, vol. 29, pp. 1321-1327.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat GA Panaras, A Theodorakakos, and G Berggeles: Metall. Mater. Trans. B, 1998, vol. 29, pp. 1117-1126.CrossRef GA Panaras, A Theodorakakos, and G Berggeles: Metall. Mater. Trans. B, 1998, vol. 29, pp. 1117-1126.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat J Anagnostopoulos and G Bergeles: Metall. Mater. Trans. B, 1999, vol. 30, pp. 1095-1105.CrossRef J Anagnostopoulos and G Bergeles: Metall. Mater. Trans. B, 1999, vol. 30, pp. 1095-1105.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Noriko Kubo, Toshio Ishii, Jun Kubota, and Norichika Aramaki: ISIJ Int., 2002, vol. 42, pp. 1251-1258.CrossRef Noriko Kubo, Toshio Ishii, Jun Kubota, and Norichika Aramaki: ISIJ Int., 2002, vol. 42, pp. 1251-1258.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Yeong-Ho Ho, Chi-Hung Chen, and Weng-Sing Hwang: ISIJ Int., 1994, vol. 34, pp. 255-264.CrossRef Yeong-Ho Ho, Chi-Hung Chen, and Weng-Sing Hwang: ISIJ Int., 1994, vol. 34, pp. 255-264.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Mohammadi-Ghaleni, M. Zivdar, and M. Reza Nemati: in 6th International Conference on Advanced Computational and Experimenting, 2012, Istanbul, Turkey. M. Mohammadi-Ghaleni, M. Zivdar, and M. Reza Nemati: in 6th International Conference on Advanced Computational and Experimenting, 2012, Istanbul, Turkey.
10.
Zurück zum Zitat Hua Bai and Brian G Thomas: Metall. Mater. Trans. B, 2001, vol. 32, pp. 707-722.CrossRef Hua Bai and Brian G Thomas: Metall. Mater. Trans. B, 2001, vol. 32, pp. 707-722.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Lifeng Zhang, Yufeng Wang, and Xiangjun Zuo: Metall. Mater. Trans. B, 2008, vol. 39, pp. 534-550.CrossRef Lifeng Zhang, Yufeng Wang, and Xiangjun Zuo: Metall. Mater. Trans. B, 2008, vol. 39, pp. 534-550.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat C Pfeiler, M Wu, and A Ludwig: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 413, pp. 115-120.CrossRef C Pfeiler, M Wu, and A Ludwig: Mater. Sci. Eng. A, 2005, vol. 413, pp. 115-120.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Quan Yuan, Brian G Thomas, and SP Vanka: Metall. Mater. Trans. B, 2004, vol. 35, pp. 685-702.CrossRef Quan Yuan, Brian G Thomas, and SP Vanka: Metall. Mater. Trans. B, 2004, vol. 35, pp. 685-702.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Quan Yuan, Brian G Thomas, and SP Vanka: Metall. Mater. Trans. B, 2004, vol. 35, pp. 703-714.CrossRef Quan Yuan, Brian G Thomas, and SP Vanka: Metall. Mater. Trans. B, 2004, vol. 35, pp. 703-714.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat B.G. Thomas and H. Bai: in Steelmaking Conference Proceedings, 2001. B.G. Thomas and H. Bai: in Steelmaking Conference Proceedings, 2001.
16.
17.
Zurück zum Zitat Lifeng Zhang, Brian G Thomas (2006) J. Univ. Sci. Technol. Beijing Min. Metall. Mater., 13: 293-300. Lifeng Zhang, Brian G Thomas (2006) J. Univ. Sci. Technol. Beijing Min. Metall. Mater., 13: 293-300.
18.
Zurück zum Zitat Fangming Yuan, Xinghua Wang, Jiongming Zhang, and Li Zhang: J. Univ. Sci. Technol. Beijing Miner. Metall. Mater., 2008, vol. 15, pp. 227-235. Fangming Yuan, Xinghua Wang, Jiongming Zhang, and Li Zhang: J. Univ. Sci. Technol. Beijing Miner. Metall. Mater., 2008, vol. 15, pp. 227-235.
19.
Zurück zum Zitat Hong Lei, Dian-Qiao Geng, and Ji-Cheng He: ISIJ Int., 2009, vol. 49, pp. 1575-1582.CrossRef Hong Lei, Dian-Qiao Geng, and Ji-Cheng He: ISIJ Int., 2009, vol. 49, pp. 1575-1582.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Mujun Long, Xiangjun Zuo, Lifeng Zhang, and Dengfu Chen: ISIJ Int., 2010, vol. 50, pp. 712-720.CrossRef Mujun Long, Xiangjun Zuo, Lifeng Zhang, and Dengfu Chen: ISIJ Int., 2010, vol. 50, pp. 712-720.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat ANSYS CFX 14.0 User Manual. Ansys Inc., Canonsburg ANSYS CFX 14.0 User Manual. Ansys Inc., Canonsburg
23.
Zurück zum Zitat Peiyuan Ni, Lage Tord Ingemar Jonsson, Mikael Ersson, and Pär Göran Jönsson: Int. J. Multiph. Flow, 2014, vol. 62, pp. 152-160.CrossRef Peiyuan Ni, Lage Tord Ingemar Jonsson, Mikael Ersson, and Pär Göran Jönsson: Int. J. Multiph. Flow, 2014, vol. 62, pp. 152-160.CrossRef
Metadaten
Titel
Comparison of CFD Simulations with Experimental Measurements of Nozzle Clogging in Continuous Casting of Steels
verfasst von
Mahdi Mohammadi-Ghaleni
Mohsen Asle Zaeem
Jeffrey D. Smith
Ronald O’Malley
Publikationsdatum
23.08.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2016
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-016-0798-3

Weitere Artikel der Ausgabe 6/2016

Metallurgical and Materials Transactions B 6/2016 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.