Mathematical modelling of alloy melting in steel melts

This paper deals with a mathematical model for melting of ferro-manganese particles in liquid iron in a ladle. With the assumption that the resistance of heat transport in the iron shell that initially freezes at the particle surface is zero, the particle melting time can be calculated analytically. To describe the total melting rate of alloy particles added into the ladle, a melting distribution function is introduced. It includes the melting time of the individual particles, the particle size distribution, and the addition function of the particles. The factors influencing the melting behaviour of the addition are investigated. The melting behaviour is greatly affected by the particle size distribution, the temperature of the melt, and the particle-melt slip velocity. The addition time and the addition function have only a small influence on the melting behaviour. Der Bericht behandelt ein mathematisches Modell für das Aufschmelzen eines Legierungsstoffs in der Schmelze in einer Stahlpfanne. Nimmt man an, daß der Widerstand des Wärmetransportes innerhalb der Eisenschale, die zu Beginn an der Oberfläche der Legierungspartikel anfriert, gleich Null ist, so läßt sich die Aufschmelzzeit der Partikel analytisch berechnen. Um die gesamte Aufschmelzrate der in die Pfanne chargierten Legierungspartikel zu beschreiben, ist eine Aufschmelzverteilungsfunktion eingeführt. Diese Funktion enthält die Aufschmelzzeit der einzelnen Partikel sowie die Größenverteilungs- und die Zugabefunktion der Legierung. Die Faktoren, die das Aufschmelzverhalten beeinflussen, sind untersucht worden. Das Aufschmelzverhalten wird hauptsächlich von der Größenverteilungsfunktion der Partikel sowie der Schmelzentemperatur und der Partikelgeschwindigkeit in der Schmelze beeinflußt. Die Zugabefunktion und die Zugabezeit haben nur geringen Einfluß auf das Schmelzverhalten.