Local behavior of inclusions in reactors metallurgical: Aggregation and deposition on the walls
Comportements locaux d’inclusions dans les réacteurs métallurgiques : agrégation et dépôt aux parois
Abstract
Populations of inclusions conditioned very early in the alloy production process metals, during the refining and liquid metal treatment stages, are likely to drastically impact mechanical performance, especially fatigue resistance. Control performance of these materials therefore requires control of the inclusion populations, requiring in particular a very good knowledge of the mechanisms which govern their evolution in number and size in refining reactors. Inclusive behaviors in supply chains steel and aluminum have already been the subject of numerical studies at the process scale (Bellot et al., 2014 ; Waz et al., 2016) in which the transport and agglomeration of inclusions are modelled. In order to improve the modelling of key phenomena such as the aggregation and capture of wall inclusions, local simulations, at the scale of an inclusion pair and a layer limit to the wall of a reactor, are carried out here using a lattice Boltzmann method (Sungkorn and Derksen, 2012).
Les populations d’inclusions conditionnées très tôt dans la filière d’élaboration des alliages métalliques, lors des étapes d’affinage et de traitement du métal liquide, sont susceptibles d’impacter drastiquement les performances mécaniques, notamment la tenue en fatigue. Le contrôle des performances de ces matériaux passe donc par un contrôle des populations inclusionnaires, nécessitant notamment une très bonne connaissance des mécanismes qui régissent leur évolution en nombre et en taille dans les réacteurs d’affinage. Les comportements inclusionnaires dans les filières acier et aluminium ont déjà fait l’objet d’études numériques à l’échelle du procédé (Bellot et al., 2014 ; Waz et al., 2016) dans lesquelles le transport et l’agglomération des inclusions sont modélisés. Afin d’améliorer la modélisation des phénomènes clés que sont l’agrégation et la capture des inclusions aux parois, des simulations locales, à l’échelle d’une paire d’inclusion et d’une couche limite à la paroi d’un réacteur, sont ici menées en utilisant une méthode de Boltzmann sur réseau (Sungkorn et Derksen, 2012).