Splashing is a common phenomenon in top blown steelmaking processes and can result in negative consequences. Therefore, the purpose of this thesis is to numerically investigate different cases of splashing when argon gas is blown on the surface of a Sn 40wt% Bi melt. This investigation was done with fluid dynamics simulations using the software Ansys Fluent. The goal was to setup two cases and numerically investigate them. The first case features a nozzle, blowing argon gas at subsonic speeds and the second has a nozzle blowing argon at supersonic speeds. The investigation was conducted by first creating two geometries which then were meshed and simulated for one second flow time in Ansys Fluent. The results were then compared to each other, literature and practical experiments provided by SMS group. The results from the two simulations showed a clear distinction where the supersonic case displayed significant splashing and bubble formation whereas the subsonic did not. Calculations further show that the supersonic case has a significantly higher ratio between cavity depth and cavity diameter than that of the subsonic case. From this difference in the so called “cavity shape index”, it points towards that the mixing time for subsonic will be lower than that of subsonic. / Att det skvätter är ett vanligt fenomen i toppblåsta ståltillverkningsprocesser och kan resultera i negativa konsekvenser för så väl utrustning som personskada men kan även göra det svårt att upprätthålla en kontinuerlig produktion. Syftet med denna avhandling är därför att numeriskt undersöka olika fall av stänkande smälta när argon gas blåses på en yta av Sn-40wt% Bi smälta. Denna undersökning gjordes med numeriska simuleringar med hjälp av mjukvaran Ansys Fluent där målet var att undersöka ett fall där argon gasens utgångshastighet är underljudets hastighet och det andra där argon gasens utgångshastighet är över ljudets hastighet. Undersökningen genomfördes genom att skapa två geometrier med var sin mesh som sedan simulerades med en sekunds simuleringstid i Ansys Fluent. Resultaten från båda simuleringarna jämfördes sedan med varandra, mot verkliga testresultat från SMS group och med litteratur. Det blev då tydligt att fallet med överljudshastighet visade betydligt merstänkande beteende och bubblande. Beräkningar visar ytterligare att samma fall har en avsevärt större förhållande mellan kavitet djup och kavitetdiameter än fallet med underljudshastigheten. Denna skillnad i ”cavity shape index” pekar på att blandningstiden för fallet med överljudshastighet kommer att vara kortare än fallet med underljudshastigheten.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-348537 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Emtell, Hugo, Lindqvist, Vidar |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2024:154 |
Page generated in 0.2157 seconds