Skip to main content
Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 1/2016

29.09.2015

Numerical Simulations of the Kinetic Energy Transfer in the Bath of a BOF Converter

verfasst von: Xiaobin Zhou, Mikael Ersson, Liangcai Zhong, Pär Jönsson

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 1/2016

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

The paper focuses on the fundamental aspects of the kinetic energy transfer from a top and bottom gas injection to the bath of the basic oxygen furnace (BOF) by applying a mathematical model. The analyses revealed that the energy transfer is less efficient when top lance height is lowered or the flowrate is increased in the top blowing operations. However, an inverse trend was found that the kinetic energy transfer is increased when the bottom flowrate is increased for the current bottom blowing operation conditions. The kinetic energy transfer index results indicated that the energy transfer for the bottom blowing is much more efficient than that of the top blowing operations. To understand the effects of the upper buoyant phase on the energy dissipation of the bulk liquid in the bath, different mass and physical properties of slag and foam were considered in the bottom blowing simulations. The slag on top of the bath is found to dissipate by 6.6, 9.4, and 11.2 pct for slag mass values of 5, 9, and 15 t compared to the case without slag atop the surface of the bath, respectively. The results showed that the kinetic energy transfer is not largely influenced by the viscosity of the upper slag or the foaming phases.

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 Z. Song, M. Ersson and P. Jönsson: Steel Res. Int., 2011, vol. 82, pp. 249–59.CrossRef Z. Song, M. Ersson and P. Jönsson: Steel Res. Int., 2011, vol. 82, pp. 249–59.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Z. Song, M. Ersson and P. Jönsson: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1637-1646.CrossRef Z. Song, M. Ersson and P. Jönsson: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp. 1637-1646.CrossRef
3.
Zurück zum Zitat M. Alam, J. Naser and G. Brooks: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 636-645.CrossRef M. Alam, J. Naser and G. Brooks: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 636-645.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat R.B. Banks and D.V. Chandrasekhara: J. Fluid Mech., 1963, vol. 15, pp. 13–35.CrossRef R.B. Banks and D.V. Chandrasekhara: J. Fluid Mech., 1963, vol. 15, pp. 13–35.CrossRef
6.
Zurück zum Zitat S. Sabah and G. Brooks: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 46, pp. 863-872. S. Sabah and G. Brooks: Metall. Mater. Trans. B, 2014, vol. 46, pp. 863-872.
7.
Zurück zum Zitat A. He and A. Belmonte: Physics of Fluids, 2010, vol. 22, pp. 042103-1-7.CrossRef A. He and A. Belmonte: Physics of Fluids, 2010, vol. 22, pp. 042103-1-7.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat M. Ersson, A. Tilliander, L. Jonsson and P. Jönsson: ISIJ Int., 2008, vol. 48, pp. 377-384.CrossRef M. Ersson, A. Tilliander, L. Jonsson and P. Jönsson: ISIJ Int., 2008, vol. 48, pp. 377-384.CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M. Alam, J. Naser, G. Brooks and A. Fontana: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 1026-1035.CrossRef M. Alam, J. Naser, G. Brooks and A. Fontana: ISIJ Int., 2012, vol. 52, pp. 1026-1035.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Q. Li, M. Li, S. B. Kuang and Z. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46, pp. 1494-1509.CrossRef Q. Li, M. Li, S. B. Kuang and Z. Zou: Metall. Mater. Trans. B, 2015, vol. 46, pp. 1494-1509.CrossRef
12.
Zurück zum Zitat Y. Doh, P. Chapelle, A. Jardy, G. Djambazov, K. Pericleous, G. Ghazal and P. Gardin: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 653-670.CrossRef Y. Doh, P. Chapelle, A. Jardy, G. Djambazov, K. Pericleous, G. Ghazal and P. Gardin: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 653-670.CrossRef
13.
Zurück zum Zitat H. J. Odenthal, U. Falkenreck and J. Schlüter: European Conference on Computational Fluid Dynamics ECCOMAS CFD, TU Delft, The Netherlands, 2006. H. J. Odenthal, U. Falkenreck and J. Schlüter: European Conference on Computational Fluid Dynamics ECCOMAS CFD, TU Delft, The Netherlands, 2006.
14.
Zurück zum Zitat M. Lv, R. Zhu, Y. G. Guo and Y.W. Wang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 1560-1571.CrossRef M. Lv, R. Zhu, Y. G. Guo and Y.W. Wang: Metall. Mater. Trans. B, 2013, vol. 44, pp. 1560-1571.CrossRef
15.
Zurück zum Zitat N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1086-1092.CrossRef N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1086-1092.CrossRef
16.
Zurück zum Zitat N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1093-1101.CrossRef N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1093-1101.CrossRef
17.
Zurück zum Zitat N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1102-1109.CrossRef N. Dogan, G. A. Brooks and M. A. Rhamdhani: ISIJ Int., 2011, vol. 51, pp.1102-1109.CrossRef
18.
Zurück zum Zitat D. Nakazona, K. Abe, M. Nishida and K. Kurita: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 91-99.CrossRef D. Nakazona, K. Abe, M. Nishida and K. Kurita: ISIJ Int., 2004, vol. 44, pp. 91-99.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42, pp. 575-591.CrossRef H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42, pp. 575-591.CrossRef
20.
Zurück zum Zitat H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 302-515.CrossRef H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2012, vol. 43, pp. 302-515.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat D. Mazumdar and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 976-989.CrossRef D. Mazumdar and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 2010, vol. 41, pp. 976-989.CrossRef
22.
Zurück zum Zitat D. Mazumdar, H. Nakajima, and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 1988, vol. 19, pp. 507-511.CrossRef D. Mazumdar, H. Nakajima, and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 1988, vol. 19, pp. 507-511.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat C. W. Hirt and B. D. Nichols, Jour. Comp. Phys., 1984, vol. 39, pp. 201.CrossRef C. W. Hirt and B. D. Nichols, Jour. Comp. Phys., 1984, vol. 39, pp. 201.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat D. C. Wilcox. Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries, Inc. La Canada, California. 1998. D. C. Wilcox. Turbulence Modeling for CFD. DCW Industries, Inc. La Canada, California. 1998.
26.
Zurück zum Zitat W. Wang, Z. Yuan, H. Matsuura, H. Zhao, C. Dai and F. Tsukihashi: ISIJ Int., 2010, vol. 50, pp. 491-500.CrossRef W. Wang, Z. Yuan, H. Matsuura, H. Zhao, C. Dai and F. Tsukihashi: ISIJ Int., 2010, vol. 50, pp. 491-500.CrossRef
27.
Zurück zum Zitat B. E. Launder, D. B. Spalding, Lectures in Mathematical model of turbulence, Academic Press, London, England, 1972. B. E. Launder, D. B. Spalding, Lectures in Mathematical model of turbulence, Academic Press, London, England, 1972.
29.
Zurück zum Zitat H. Iso, Y. Jyono, K. Aima, M. Kanemoto, M. Okajima and H. Narita: Transactions ISIJ, 1988, vol. 28, pp. 49-58.CrossRef H. Iso, Y. Jyono, K. Aima, M. Kanemoto, M. Okajima and H. Narita: Transactions ISIJ, 1988, vol. 28, pp. 49-58.CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M. Iguchi, H. Kawabata, K. Nakajima and Z. I. Morita: Metall. Mater. Trans. B, 1995, vol. 26, pp. 67-74.CrossRef M. Iguchi, H. Kawabata, K. Nakajima and Z. I. Morita: Metall. Mater. Trans. B, 1995, vol. 26, pp. 67-74.CrossRef
31.
Zurück zum Zitat M. Iguchi, T. Chihara, N. Takanashi, Y. Ogawa, N. Tokumitsu and Z. Morita: ISIJ Int, 1995, vol. 35, pp. 1354-1361.CrossRef M. Iguchi, T. Chihara, N. Takanashi, Y. Ogawa, N. Tokumitsu and Z. Morita: ISIJ Int, 1995, vol. 35, pp. 1354-1361.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat G. A. Irons and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 1978, vol. 9, pp. 101-110.CrossRef G. A. Irons and R. I. L. Guthrie: Metall. Mater. Trans. B, 1978, vol. 9, pp. 101-110.CrossRef
33.
Zurück zum Zitat R. Clift, J. R. Grace, and M. E. Weber, Bubbles, drops, and particles, Academic press, New York, San Francisco, London, 1978. R. Clift, J. R. Grace, and M. E. Weber, Bubbles, drops, and particles, Academic press, New York, San Francisco, London, 1978.
34.
Zurück zum Zitat C. T. Crowe, J. D. Schwarzkopf, M. Sommerfeld and Y. Tsuji, Multiphase Flows with Droplets and Particles, 2nd ed., CRC press, Boca Raton, USA, 2012, 93. C. T. Crowe, J. D. Schwarzkopf, M. Sommerfeld and Y. Tsuji, Multiphase Flows with Droplets and Particles, 2nd ed., CRC press, Boca Raton, USA, 2012, 93.
35.
Zurück zum Zitat X. Zhou, M. Ersson, L. Zhong, J. Yu and P. Jönsson: Steel Research Int., 2014, vol. 85, pp. 273-281.CrossRef X. Zhou, M. Ersson, L. Zhong, J. Yu and P. Jönsson: Steel Research Int., 2014, vol. 85, pp. 273-281.CrossRef
36.
Zurück zum Zitat X. Zhou, M. Ersson, L. Zhong, and P. Jönsson: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2255-2262.CrossRef X. Zhou, M. Ersson, L. Zhong, and P. Jönsson: ISIJ Int., 2014, vol. 54, pp. 2255-2262.CrossRef
38.
Zurück zum Zitat I. B. Celik, U. Ghia, P. J. Roache, and C. J. Freitas: Journal of Fluids Engineering, 2008, vol. 130, pp. 078001-4.CrossRef I. B. Celik, U. Ghia, P. J. Roache, and C. J. Freitas: Journal of Fluids Engineering, 2008, vol. 130, pp. 078001-4.CrossRef
39.
Zurück zum Zitat P. Balachandran: Fundamentals of Compressible Fluid Dynamics, Prentice-hall Of India Pvt Ltd, 2010. P. Balachandran: Fundamentals of Compressible Fluid Dynamics, Prentice-hall Of India Pvt Ltd, 2010.
40.
Zurück zum Zitat H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42, pp. 575-591.CrossRef H. Y. Hwang and G. A. Irons: Metall. Mater. Trans. B, 2011, vol. 42, pp. 575-591.CrossRef
41.
42.
Zurück zum Zitat P. MisraI, B. Deo and R. P. Chhabra: ISIJ Int., 1998, vol. 38, pp. 1225-1232.CrossRef P. MisraI, B. Deo and R. P. Chhabra: ISIJ Int., 1998, vol. 38, pp. 1225-1232.CrossRef
Metadaten
Titel
Numerical Simulations of the Kinetic Energy Transfer in the Bath of a BOF Converter
verfasst von
Xiaobin Zhou
Mikael Ersson
Liangcai Zhong
Pär Jönsson
Publikationsdatum
29.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-015-0465-0

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2016

Metallurgical and Materials Transactions B 1/2016 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.