초록 ▼

연주 턴디쉬 공정에서 용강의 유동 현상을 이해하기 위한 동력학적인 기초 연구로서 수학적 모델 연구 및 수모형 실험을 시행하였다.
수모형 실험에서 추적자 (tracer)의 사진 촬영법에 의해 모형 턴디쉬의 유동 형태 및 유속 분포를 측정하고 K-ε 난류 모델을 사용한 3차원 수치계산에 의한 값과 비교 검토한 결과 유속 분포가 큰 부위를 제외하고는 좋은 일치를 보였다. 비정상 상태의 농도 방정식을 풀어 얻은 등농도 곡선과 사진 촬영에서 관찰에서 관찰한 추적자의 분산 거동이 잘 일치함으로부터 실제의 용강계에서의 난류 혼합

연주 턴디쉬 공정에서 용강의 유동 현상을 이해하기 위한 동력학적인 기초 연구로서 수학적 모델 연구 및 수모형 실험을 시행하였다.
수모형 실험에서 추적자 (tracer)의 사진 촬영법에 의해 모형 턴디쉬의 유동 형태 및 유속 분포를 측정하고 K-ε 난류 모델을 사용한 3차원 수치계산에 의한 값과 비교 검토한 결과 유속 분포가 큰 부위를 제외하고는 좋은 일치를 보였다. 비정상 상태의 농도 방정식을 풀어 얻은 등농도 곡선과 사진 촬영에서 관찰에서 관찰한 추적자의 분산 거동이 잘 일치함으로부터 실제의 용강계에서의 난류 혼합거동이 예측가능하게 되었다.
부피해석을 위한 체류시간 분포 곡선은 전기전도도법을 통한 측정결과와 수치 계산의 결과는 서로 잘 일치한다. 그리고 수치계산에 의해 얻어진 유속 분포로 부터 비금속 개재물의 거동을 예측할 수 있었다.
이상의 수학적 모델 및 수모형실험 결과는 연주 턴디쉬 공정에 있어서의 유동 현상 및 야금 조작 (합금 성분의 첨가, 탈산, 비금속 개재물의 부상 분리 등)에 대한 실조업의 기초 자료로서 유용하다.

Abstract ▼

Hydrodynamic approaches are developed to understand the fluid flow phenomena in continuous casting tundishes through the appli-cation of mathematical modelling and water model experiments.
There dimensional computational scheme using K-εturbulent model is developed to simulate the fluid flow in

Hydrodynamic approaches are developed to understand the fluid flow phenomena in continuous casting tundishes through the appli-cation of mathematical modelling and water model experiments.
There dimensional computational scheme using K-εturbulent model is developed to simulate the fluid flow in continuous casting tundishes and the computed results of the velocity distribution and streaklines are well agreed with those of water model experiments except in inlet and outlet region. Tracer dispersion patterns are well matched between water model experiments and computational results.
Residence time distribution (RTD) curves measured by means of a conductivity method in water model experiments matches well to the predicted computational results. And the trajectory of non-metallic inclusions can be predicted from the computed flow field.
The results of the present work could be used to predict the characteristics of fluid flow in various continuous flowing metallurgical process and these results could be used for new tundish systems and related vessel design.

목차 Contents

• I. 연구목적, 내용 및 범위...24
• I-1 연구목적...24
• I-2 연구내용 및 범위...26
• II. 이론적 해석...31
• II-1 수학적 모델...31
• II-2 수학적 모델 : 혼합 거동...43
• II-3 수치 해석적 과정...45
• II-4 연속류 용기의 부피해석...59
• II-5 비금속 개재물의 거동...67
• III. 실험 방법...71
• III-1 서언...71
• III-2 수 모형 실험 장치...71
• III-3 유동장의 측정...71
• III-4 체류시간 분포 곡선의 실험적 측정...75
• IV. 결과 및 고찰...78
• IV-1 서언...78
• IV-2 유동장 해석...78
• IV-3 난류 혼합 거동...125
• IV-4 연속류 용기의 부피해석...131
• IV-5 비금속 개재물의 거동...143
• V. 결론...147
• 참고문헌...149