Analysis of a Full-Scale Bi–Sn Liquid Metal Model for the Continuous Casting of Steel

Hyunjin Yang; Joakim Eck; Pavel Ernesto Ramirez Lopez

doi:10.1007/s12540-023-01577-6

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자료유형: 학술저널

저자정보: Hyunjin Yang (Inha University) Joakim Eck (Metallurgy Department, Swerim AB) Pavel Ernesto Ramirez Lopez (Metallurgy Department, Swerim AB)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.5

발행연도: 2024.5

수록면: 1,370 - 1,386 (17page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01577-6

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The complex multiphase flow behavior during the continuous casting of steel was investigated through a physically modeledfull-scale liquid metal system. This system was operated using a stopper control system (2.5 ton Bi–Sn system). The obtaineddata, including nozzle pressures, were processed using a concise analytical model. Compared to water modeling, the useof a low-melting-point alloy (58% Bi and 42% Sn eutectic) allows for a full-scale system with material properties closerto those of steel (e.g., interfacial tension). An industrial-scale stainless-steel stopper and a submerged entry nozzle (SEN)were mounted on the system to prevent air permeation due to the negative pressure in the nozzle. Argon gas was injectedinto an industrial stopper–rod system through an argon line embedded in the stopper. The analytical model characterizes thepressure loss, flow separation, and cavitation of the stopper control system by considering the effects of argon in the nozzle. This study proposes the mapping of the pressure loss, throughput, flow separation, and cavitation based on the gas fractionand stopper position.

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