Optimización del flujo, la transferencia de calor y el comportamiento de eliminación de inclusiones en un lingote multihilo irregular

Se investigaron los comportamientos de flujo de acero, transferencia de calor y eliminación de inclusiones en un tundish de lingote de cinco hilos con cinco deflectores y dos tipos de inhibidores de turbulencia (TIs) mediante un modelo multifísico para mejorar la consistencia entre los hilos y la pureza del acero fundido. Se realizaron experimentos en un modelo de agua para verificar los resultados simulados de flujo y distribución del tiempo de residencia (RTD). Los resultados mostraron que los flujos de acero simulados y las curvas de RTD eran básicamente consistentes con los de los experimentos. En comparación con las condiciones originales, el tiempo total de residencia alcanza 595.0 s, y el volumen de la región de tapón aumenta en un 4.8%, mientras que el volumen de zona muerta disminuye en un 0.2% al aplicar el deflector y el TI optimizados. Además, los tiempos de respuesta y de residencia en el tercer hilo aumentan en 42.5 s y 264.6 s, respectivamente, y la desviación estándar media total disminuye a 0.0057. Mientras tanto, la caída de temperatura máxima disminuye de 28.6 K a 22.8 K, y la diferencia de temperatura entre los hilos disminuye de 3.7 K a 1.4 K. La tasa de eliminación de inclusiones aumenta del 0.9% al 8.3% con diámetros que oscilan entre 10 μm y 100 μm y alcanza el 94.4% a 100 μm. Además, las tasas de calificación de detección de defectos e inclusiones no metálicas en rieles altos después de la optimización aumentan del 97.94% al 98.73% y del 97.3% al 99.1%, respectivamente, y la consistencia entre los hilos se mejora evidentemente. Palabras clave: Tundish, Deflector, Inhibidor de turbulencia, Distribución del tiempo de residencia, Eliminación de inclusiones