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Type: Dissertação
Title: Influência da geometria da válvula submersa no escoamento do aço no molde de lingotamento contínuo e suas implicações na qualidade superficial de placas
Authors: Rodrigo Madrona Dias
First Advisor: Roberto Parreiras Tavares
First Referee: Roberto Parreiras Tavares
Second Referee: Leandro Rocha Lemos
Third Referee: Sérgio Luiz de Souza Costa
Abstract: Clientes das indústrias siderúrgicas buscam continuamente aços com elevado grau de limpidez e excelente qualidade superficial. Para atender tal demanda, faz-se necessário que o processo produtivo desenvolva controles que diminuam ou eliminem ocorrências de defeitos superficiais. Muitos defeitos podem ser originados na etapa de lingotamento contínuo, sendo que alguns destes defeitos podem ser diretamente atribuídos ao controle ineficiente das condições de escoamento do aço no interior do molde, principalmente na região do menisco. O escoamento na região do menisco pode ser controlado por muitos parâmetros e condições operacionais. Uma das variáveis que afeta significativamente o controle do escoamento nesta região é a geometria da válvula submersa. Neste trabalho foram analisados os efeitos do formato e do ângulo da porta de saída da válvula submersa sobre o escoamento do aço no molde de lingotamento contínuo através de medições utilizando a técnica experimental de “nail board”, que traz informações de direção e velocidade do fluido na região do menisco, e através de modelagens matemática e física, para obtenção do fator F que traz um indicativo de turbulência no molde. Mediante avaliações de qualidade do produto final, foi identificado que a válvula de saída oval e ângulo de -15° apresentou menores índices de ocorrência dos defeitos inclusão de pó e trinca longitudinal. Medições da velocidade superficial através da técnica experimental de “nail board” e fator F também indicaram a válvula oval como melhor escoamento, uma vez que as velocidades superficiais e fator F para as demais válvulas foram muito baixos, com tendência à formação de vórtices. As válvulas de saídas circulares e ângulos de -15° e -25° apresentaram valores de velocidade superficial na ordem de 0,17 e 0,20m/s respectivamente e fator F na ordem de 1,0N/m. A válvula com melhor resultado de qualidade (Saída oval e ângulo de -15°) apresentaram valores de velocidade superficial na ordem de 0,27m/s e fator F na ordem de 3,8N/m respectivamente. Portanto, para as condições testadas, estes são valores ideais para a melhor condição de escoamento e menor formação de defeitos no produto final.
Abstract: Consumers of the steel industry are continuously looking for steels with a high degree of cleanliness and excellent surface quality. To meet this demand, it is necessary that the production process develops controls that reduce or eliminate occurrences of surface defects. Many defects can be originated in the continuous casting stage, and some of these defects can be directly attributed to the inefficient control of steel flow conditions the mold, especially in the meniscus region. The flow at the meniscus region can be controlled by many parameters and operational conditions. One of the variables that significantly affect flow control in this region is the submerged entry nozzle geometry. In this work, the effects of shape and angle of the submerged entry nozzle outlet port on the steel flow in the continuous casting mold were measured using the experimental nail board, which provides information about direction and fluid velocity in the meniscus region, and through mathematical and physical modeling, to obtain the factor F, that brings an indicative of turbulence in the mold. Through evaluations of quality of the final product, it was identified that the submerged entry nozzle with oval outlet and angle of -15 ° presented lower indexes of occurrence of defects like powder inclusion and longitudinal crack. Surface velocity measurements using the experimental technique of nail board and factor F also indicated that the submerged entry nozzle with oval outlet presented the best flow, since the superficial velocities and factor F for the other nozzles were very low, with a tendency to vortex formation. Submerged entry nozzles with circular outlets and angles of -15° and -25° presented surface velocity values in the order of 0.17 and 0.20m/s respectively and factor F in the order of 1.0N/m. The valve with the best quality result (Oval outlet and angle of -15 °) presented surface velocity values in the order of 0.27m/s and factor F in the order of 3.8N/m respectively. Therefore, for the conditions tested, these are ideal values for the best flow condition and less defect formation in the final product.
Subject: Engenharia metalúrgica
Fundição contínua
Placas de ferro e aço
Modelagem matemática
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/30343
Issue Date: 29-Mar-2019
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