acería
la profundidad de 185 mm Figura 6 e), presenta mayores
áreas con velocidades positivas (color rojo), lo que significa físicamente la existencia de un patrón de flujo DRF. En el caso
de la SEN-C-115 Figura 6 c) y f), sigue el mismo patrón de
flujo que la SEN-S, para ambas profundidades de inmersión.
Estos resultados, demuestran que los patrones de flujo se encuentran bajo un equilibrio muy sensible; y la geometría de
los puertos son responsables de mantener dicho equilibrio.
3.3 PIV EN LOS PUERTOS DE DESCARGA
Con la finalidad de revelar el desempeño de cada diseño de
SEN, las diferencias entre el flujo de fluidos generado por cada
SEN, fue rastreado hasta las cercanías de los puertos de descarga. La Figura 7, muestra el campo de flujo y su respectivo perfil
de velocidad en un acercamiento al puerto de descarga para el
diseño de la SEN-R en ambas profundidades de inmersión (115
y 185 mm); todo esto, calculado a través de la técnica del PIV.
Figura 8. Campo de velocidad y perfiles de velocidad en
el puerto izquierdo de la SEN-S, utilizando ambas profundidades de inmersión (115 y 185 mm).
El perfil de velocidad a la salida del puerto correspondiente al diseño de la SEN-C, mantiene su forma sin importar
la profundidad de inmersión, solamente el pico de velocidad disminuye ligeramente cuando la SEN-C se encuentra a
la profundidad de 185 mm, como se ilustra en la Figura 9.
Figura 7. Campo de velocidad y perfiles de velocidad en
el puerto izquierdo de la SEN-R, utilizando ambas profundidades de inmersión (115 y 185 mm).
El diseño de la SEN-R-185, genera un doble chorro a la salida
del puerto (línea roja), el cual, explica el comportamiento del
flujo general presentado en la Figura 4 b). La naturaleza del
doble chorro, especialmente el chorro superior, funciona como
una fuente de transferencia de momentum que induce la generación del deshilachamiento del chorro principal. Por otro
lado cuando la SEN-R se coloca en una posición más superficial
(115 mm), el efecto del doble chorro desaparece, y en su lugar
solo se forma un solo chorro bien definido con una magnitud
de velocidad mayor (línea azul). El mismo tipo de resultados
para el diseño de la SEN-S es presentado en la Figura 8. Este
diseño genera un solo chorro de salida, sin importar la profundidad de inmersión utilizada. Sin embargo, el pico de velocidad
en la profundidad de 115 es ligeramente mayor en comparación con el pico de velocidad generado cuando la SEN-S se
sumerge a 185 mm. Además, en ambas inmersiones, aparece
un pequeño pico de velocidad con magnitudes de 0.36 y 0.41
m/s para las inmersiones de 115 y 185 mm respectivamente; el cual, es el origen del fenómeno del deshilachamiento
del chorro mencionado anteriormente en la Figura 4 a)-F).
10 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Figura 9. Campo de velocidad y perfiles de velocidad en
el puerto izquierdo de la SEN-C, utilizando ambas profundidades de inmersión (115 y 185 mm).
En resumen, el diseño de la SEN-C, ayuda a mantener la integridad del chorro de acero, sin efectos de desprendimientos ni deshilachamiento del chorro, como lo muestran los resultados de
la Figura 4 e) y f). Sin embargo, al observar el campo de flujo, se
aprecia claramente que el porcentaje de área efectiva del puerto es muy pequeño en comparación con los diseños anteriores.
Este hecho, físicamente significa futuros problemas con el retroflujo y posteriormente problemas con el taponamiento de la SEN.
CONCLUSIONES
La dinámica del flujo de acero líquido en un molde de planchón convencional utilizando boquillas con puertos rectangulares (SEN-R), puertos cuadrados (SEN-S) y puertos circulares (SEN-C), con profundidades de inmersión de 115 y