Projektinitiativ #73: A fundamental approach to develop the next generation casting nozzles to decrease vortex formation and to optimize the inclusion removal ( 4 kommentarer)
During continuous casting the steel is teemed from a ladle via a tundish in to a mold. During the first step the steel is teemed into the tundish through a nozzle. During the latter part of the ladle teeming operation two phenomena occur, namely the formation of a vortex and later the formation of a drain sink. These phenomena lead to an undesirable transfer of slag from the ladle down into the steel. Thus, the operators tries to stop the teeming in order to decrease the slag carry over. However, this might also lead to that more steel is left in the ladle so that the yield will decrease.
Previous research at KTH has studied the vortex and drain sink phenomena. It was shown from physical and mathematical modeling that the ladle bottom could be modified so that the slag transfer could be decreased. However, from an industrial point of view this is an expensive and complicated solution. Thus, this research project is focused on studying the modification of a nozzle to decrease the vortex and drain sink formation. The primary idea is to create a ceramic device that can modify the flow so that the slag transfer can be decreased during the later part of the teeming operation. Moreover, this ceramic device could also be designed so that inclusions would be able to be separated on the device so that a cleaner steel could be made.
One important advantage of focusing on the nozzle that is mounted in to a ladle is that it also could be used for ingot casting. In addition, it can easily be replaced if something goes wrong during a casting.
The research will include the following parts
- A literature study to determine previous research on devices in nozzles to modify the flow and to separate inclusions.
- Mathematical modeling to study the influence of different devices on the slag carry over to the next vessel.
- Laboratory trials using physical modeling to study the influence of different devices on the slag carry over to the next vessel. This will be studied using oil and water. In addition, different devices will be made using a 3D printer.
- A study of the possibilities of printing full scale devices of ceramic materials using 3D printing. Some initial discussions have already been made with a partner.
- Preparation and performance of an initial plant trial using a selected device.
Pär Jönsson and Mikael Ersson – Division of Processes, KTH Materialvetenskap
Namn Pär Jönsson
Organisation KTH Materialvetenskap
Kommentar #1
Projektet har möjlighet att ge stora effekter på utbyte och kvalité vid gjutslut. Detta är av högt värde. Det finns många praktiska problem att lösa med initiella flöden av sand, påkladding på kalla ytor samt igensättning. Något som vi tydligt kan se redan är ett problem när vi beaktar andra projektförslag. #53 #72
Om goda resultat visas så går det att göra fullskaliga försök , vilket är mycket viktigt för att få bekräftelse på möjliga praktiska problem.
De vibrationsmätningar på manipulatorarm som används för att detektera slagg kanske även kan användas för att detektera vortex bildning?
Namn Teknik Stålverk Avesta
Organisation Outokumpu Stainless AB
Kommentar #2
Intressant projekt om det kan ge bättre kontroll vid gjutslut för att öka utbyte och kvalitet vid strängjutning.
Namn Karin H Antonsson
Organisation Sandvik Materials Technology, R&D Metallurgy
Kommentar #3
Projektet har definitivt möjlighet att ge stora effekter på utbyte och kvalité vid pulvertillverkning av nisch-produkter bl.a. pulvertillverkningen för AM (Additive Manufacturing) marknad.
Om goda resultat visas så går det att göra försök i Pilotskala genom att 3D skriva tärningar i kerammaterial, vilket är mycket viktigt för att få bekräftelse på möjliga praktiska problem.
Namn Arashk Memarpour
Organisation Global Process Development, Manager Melting and Atomizing, Höganäs AB.
Kommentar #4
Projektet kan ge vinster i kvalitet och utbyte och ses som intressant för götgjutningen.
Namn Karin Steneholm
Organisation Uddeholms AB
