Mechanism of fluid flow in a continuous casting tundish with different turbo‐stoppers

The fluid flow in a continuous casting tundish affects the separation of non‐metallic particles and the cleanliness of the steel. Today, laser‐optical investigations of water models are state of the art and enable detailed information about the effect of baffles, i. e. dams, weirs and turbo‐stoppers, on the flow. In this work 3D‐LDA and 2D‐DPIV‐investigations for different turbo‐stoppers in a water model on a scale of 1:1.7 of a 16 t single strand tundish are presented. Three circular turbo‐stoppers are investigated. Detailed measurements of the mean velocity and turbulence intensity in the tundish with and without turbo‐stopper are shown. With a suitable turbo‐stopper geometry the recirculation area in the tundish centre and short‐circuit flows along the side walls can be avoided and thus more favourable residence time distributions can be obtained. It is shown that the turbo‐stopper produces higher turbulence in the inlet region of the tundish, which is spatially more limited, however, in relation to the flow without turbo‐stopper. Thereby a more homogeneous flow is created at the discharge of the tundish with better conditions for the particle separation. The experimental data yield a good understanding of the flow phenomena in a tundish with turbo‐stopper and are used as validating criterion for numerical simulations (Fluent 5.5) on the basis of the Reynolds equations. The turbulence modelling is based on a two‐equation model (realizable k‐ε model). Strömungsmechanismen in einem Stranggießverteiler mit verschiedenen Turbostoppern. Die Strömung in Stranggießverteilern beeinflußt das Abscheideverhalten nichtmetallischer Partikel und damit den Reinheitsgrad. Laseroptische Untersuchungen an Wassermodellen sind heute Stand der Technik und ermöglichen detaillierte Aussagen zur Wirkung von Einbauten, wie z. B. Dämmen, Wehren und Turbostoppern, auf die Strömung. In dieser Arbeit werden 3D‐LDA‐ und 2D‐DPIV‐Untersuchungen an verschiedenen Turbostoppern im Wassermodell des Maßstabs 1:1.7 eines 16‐t‐Einzelstranggießverteilers vorgestellt. Dabei kommen drei runde Turbostopper zum Einsatz. Es werden detaillierte Messungen der mittleren Geschwindigkeiten und Turbulenzintensitäten gezeigt. Bei einer geeigneten Turbostopper‐Geometrie können das Rezirkulationsgebiet in der Verteilermitte und Kurzschlußströmungen entlang der Seitenwände vermieden und dadurch günstigere Verweilzeitverteilungen erzielt werden. Es zeigt sich, daß der Turbostopper eine deutlich höhere Turbul