مقایسه عددی لدل شرود خطی (CLS) و مخروطی (TLS) بر الگوی پاشش و رفتار جریان ورودی در تاندیش ریخته گری پیوسته با شبیه سازی CFD

ریخته گری مداوم یکی از فرایندهای کلیدی و غیرقابل جایگزین در تولید فولاد است و یکی از تجهیزات اساسی در این سیستم لدل شرود می باشد که وظیفه جلوگیری از تماس فولاد مذاب با هوا و انتقال پایدار آن به تاندیش را بر عهده دارد. لدل شرود در انواع هندسه های مختلف طراحی شده است و این تفاوت های هندسی به ویژه در ناحیه خروجی تاثیر مستقیمی بر رفتار اولیه فولاد مذاب در تاندیش، زاویه پاشش، شدت تلاطم و نحوه شکست جت دارند. کنترل صحیح جت ورودی یکی از عوامل تعیین کننده در کاهش نوسانات سطحی، جلوگیری از پاشش و بهبود هیدرودینامیک تاندیش است. در این پژوهش، جت ورودی فولاد مذاب در تاندیش ناشی از دو هندسه رایج لدل شرود نوع خطی (CLS) و مخروطی (ILS) با استفاده از شبیه سازی عددی مورد بررسی قرار گرفته است و پارامترهای کلیدی شامل میدان سرعت، زاویه موثر پاشش، شدت تلاطم اولیه، نواحی برخورد جت و الگوی گسترش جریان در لحظه ورود تحلیل گردید. در این مطالعه رفتار اولیه جت به عنوان شاخص اصلی برای پیش بینی نحوه گسترش جریان در کل حجم تاندیش در نظر گرفته شده است، زیرا شکل و انرژی جت در لحظه ورود تعیین کننده ساختار جریان ثانویه و پاسخ دینامیکی مذاب در ناحیه مرکزی و سطحی تاندیش است. نتایج نشان داد که شرود خطی با خروجی استوانه ای جتی متمرکز و پرسرعت تولید کرده و موجب افزایش تلاطم و برخورد شدیدتر با مذاب می شود. در مقابل، شرود مخروطی با افزایش تدریجی قطر خروجی جتی بازتر و با انرژی یکنواخت تر ایجاد می کند و پایداری جریان ورودی را بهبود می بخشد. این یافته ها نشان می دهد که انتخاب هندسه مناسب لدل شرود می تواند روشی موثر برای کنترل پاشش، کاهش تلاطم اولیه و بهبود رفتار هیدرودینامیکی فولاد مذاب تاندیش در فرآیند ریخته گری پیوسته باشد.

کلیدواژه ها:

لدل ، شرود ، ریخته گری ، پیوسته ، فولاد مذاب ، تاندیش