Numerische und experimentelle Untersuchung der Strömung und der Partikelbewegung in Dünnbrammenkokillen

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Steigende Anforderungen an die Kosten und die Qualität von Stranggießprodukten sind die Motivation, den Stranggießprozess verfahrenstechnisch stetig zu optimieren. Innovative Verfahren wie das Dünnbrammenstranggießen führen zu geringeren Kosten und deutlich niedrigerem Energieeinsatz. Für eine weitere Optimierung des Gießverfahrens hinsichtlich der Strahlqualität ist die genaue Kenntnis der Strömung und der Bewegung von verunreinigenden Partikeln wichtig. In diesem Antrag soll die Analyse der Strömung in der Dünnbrammenkokille versuchstechnisch an einem 1:1 Wassermodell im Labor (IOB) und numerisch mit Hilfe von Grobstruktursimulation (AIA) erfolgen. An dem Wassermodell werden vom IOB mittels laseroptischer Messverfahren stationäre und instationäre Geschwindigkeitsfelder der Wasserströmung ermittelt. Für die Simulation der transienten Kokillenströmung und die Beschreibung der Partikelbewegungen sind Grobstruktursimulationen notwendig, die am AIA durchgeführt werden. Für die Ermittlung von Partikelverweilzeiten und die Bewegung von Partikeln wird ein Lagrangemodell verwendet. Die Projektpartner IOB und AIA stimmen die Versuchs- und Simulationsparameter gegenseitig ab, wobei die experimentellen Daten zur Validierung der Grobstruktursimulationen dienen. Die Ergebnisse dienen der Erhöhung des Prozessverständnisses und damit der zielgerichteten Prozessweiterentwicklung.