Impact of Injection Rate on Flow Mixing during the Refining Stage in an Electric Arc Furnace
Notice bibliographique
Résumé
During the refining stage of electric arc furnace (EAF) operation, molten steel is stirred to facilitate gas/steel/slag reactions and the removal of impurities, which determines the quality of the steel. The stirring process can be driven by the injection of oxygen, which is carried out by burners operating in lance mode. In this study, a computational fluid dynamics (CFD) platform is used to simulate the liquid steel flow dynamics in an industrial-scale scrap-based EAF. The CFD platform simulates the three-dimensional, transient, non-reacting flow of the liquid steel bath stirred by oxygen injection to analyze the mixing process. In particular, the CFD study simulates liquid steel flow in an industrial-scale EAF with three asymmetric coherent jets, which impacts the liquid steel mixing under different injection conditions. The liquid steel mixing is quantified by defining two variables: the mixing time and the standard deviation of the flow velocity. The results indicate that the mixing rate of the bath is determined by flow dynamics near the injection cavities and that the formation of very low-velocity regions or ‘dead zones’ at the center of the furnace and the balcony regions prevents flow mixing. This study includes a baseline case, where oxygen is injected at 1000 SCFM in all the burners. Two sets of cases are also included: The first set considers cases where oxygen is injected at a reduced and at an increased uniform flow rate, 750 and 1250 SCFM, respectively. The second set considers cases with non-uniform injection rates in each burner, which keep the same total flow rate of the baseline case, 3000 SCFM. Comparison between the two sets of simulations against the baseline case shows that by increasing the uniform flow rate from 1000 to 1250 SCFM, the mixing time is reduced by 10.9%. Moreover, all the non-uniform injection cases reduce the mixing time obtained in the baseline case. However, the reduction in mixing times in these cases is accompanied by an increase in the standard deviations of the flow field. Among the non-uniform injection cases, the largest reduction in mixing time compared to the baseline case is 10.2%, which is obtained when the largest flow rates are assigned to coherent jets located opposite each other across the furnace.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».