Multiphase Numerical Model of Molten Steel and Slag Behavior in the Continuous Casting Mould

The paper reports the results of numerical simulation of the flow of liquid steel with the use of a multiphase model. The facility under study was a mould designed for continuous casting of steel slabs. The geometry of the facility, along with the computational grid, was generated within the program Ansys-Meshing® . Numerical computations were performed in the programs: COMSOL Multiphysics® and Ansys-Fluent®. The use of the multiphase model enabled the determination of the behavior of the liquid slag layer on the metal bath surface. From the performed computer simulations, the fields of liquid steel motion and liquid steel turbulence kinetic energy distribution in the mould's symmetry plane have been presented. Based on the values recorded at selected measurement points located on the slag surface, a diagram illustrating the variation of the slag layer position during continuous steel casting has been plotted.

W niniejszej pracy przedstawiono wyniki symulacji numerycznej przepływu ciekłej stali z wykorzystaniem modelu wielofazowego. Badanym obiektem był krystalizator przeznaczony do ciągłego odlewania stalowych wlewków płaskich. Geometrię obiektu wraz z siatkę obliczeniową wygenerowano w programie Ansys-Meshing®. Obliczenia numeryczne wykonano w programach: COMSOL Multiphysics® i Ansys-Fluent®. Zastosowanie modelu wielofazowego pozwoliło na określenie zachowania się warstwy ciekłego żużla na powierzchni kąpieli metalowej. Na podstawie wykonanych symulacji komputerowych zaprezentowano pola ruchu ciekłej stali oraz rozkładu kinetycznej energii turbulencji ciekłej stali w płaszczyźnie symetrii krystalizatora. Bazując na wartościach zarejestrowanych w wybranych punktach pomiarowych, znajdujących się na powierzchni żużla, sporządzono wykres obrazujący zmianę położenia warstwy żużla podczas ciągłego odlewania stali.