Numerical Modelling of Vortexing Mould Powder Entrapment in a Continuous Casting Process

Publikationen: Thesis / StudienabschlussarbeitDissertation

Abstract

Instationäre dreidimensionale turbulente Strömungsphänomene, wie das Einziehen von Gießpulver in flüssigen Stahl, haben einen starken Einfluss auf die Stahlqualität im Stranggussprozess. Um als Schmiermittel zwischen erstarrendem Stahl und Kokille und als Wärmedämmung zu dienen, wird Gießpulver in der Kokille auf den flüssigen Stahl gegeben. Ein Grund für das Einziehen von Gießpulver in flüssigen Stahl können an der Grenzfläche Stahl - Gießpulver, nahe dem Tauchrohr, entstehende Wirbel sein. Im ersten Teil dieser Arbeit wird untersucht, ob es möglich ist, den transienten Aufbau von Wirbelstrukturen in der Kokille mit Hilfe des kommerziellen CFD-Programmes Fluent vorherzusagen. Analysiert wird der Einfluss von verschiedenen Geometrien, Berechnungsgittern, Turbulenzmodellen, Anfangs- und Randbedingungen sowie Argon auf die Simulationsergebnisse. Aufgrund der Größe und Komplexität des Problems müssen die Simulationen teilweise parallelisiert auf einem Linux-Cluster durchgeführt werden. Im zweiten Teil wird die Möglichkeit theoretische Modelle aus dem Gebiet der Tornadoforschung zur Behandlung des Wirbelphänomens in der Stranggusskokille heranzuziehen ausgelotet. Im letzten Teil wird, dem Wissensstand des Autors zufolge, zum ersten Mal die Methode der Linearen Stabilitäts-Analyse (LSA) auf das Problem der instabilen Stahl-Gießpulver-Grenzschicht angewandt. Ergebnisse der verschiedenen Parameterstudien werden präsentiert und analysiert.

Details

Titel in ÜbersetzungNumerische Modellierung des durch Wirbelbildung verursachten Gießpulvereinschlusses beim Stranggussverfahren
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2006