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http://hdl.handle.net/1843/50091
Type: | Tese |
Title: | Mathematical models of the continuous casting of blooms and beam blanks : analysis of secondary cooling to cast both geometries with the same roll configuration |
Other Titles: | Modelo matemático para o lingotamento de blocos e beam blanks : análise de uma mesma configuração de rolos de suporte no resfriamento secundário para produzir ambas as geometrias |
Authors: | Daniela Fátima Gomes |
First Advisor: | Maurício Covcevich Bagatini |
First Co-advisor: | Roberto Parreiras Tavares |
First Referee: | Bernardo Martins Braga |
Second Referee: | Breno Totti Maia |
Third Referee: | Leandro Rocha Lemos |
metadata.dc.contributor.referee4: | Claudia Regina Serantoni |
metadata.dc.contributor.referee5: | Stephano Papadopoli Tonelli Piva Leonardo Neves |
Abstract: | Mathematical models were developed for heat transfer, mechanical stresses due to thermal gradients, and contact forces for the continuous casting process of blooms and beam blanks. The thermal models were validated by temperature measurements with a thermal imaging camera, traveling thermocouple tests, and measurements of the solid shell thickness in the breakout events that occurred during production. The mechanical properties necessary for the mechanical model were obtained by a hot tensile test with partial melting of the sample. The motivation of this work is to evaluate the possibility of using a single configuration of support and containment rolls and cooling spray to produce both blooms and beam blanks. Thus, two proposals were made for a common setup (1) Cast the bloom with beam blank rolls (2) Cast the beam blank with blooms rolls. These two proposals were simulated, and the results were compared with the current configuration of each of the blooms and beam blanks continuous casting. Thermal and Mechanical analysis suggests that it is possible to have a common Setup for blooms and beam blanks in Zone 2. However, in ”Proposition II”, the temperature profile of the flange tip starts to have temperature gradients 50°C/m. This can affect the surface quality of the beam blank in this region. So ”Proposition I” is preferred to support both geometries Until the time of writing, no studies were found where two geometries were analyzed aiming at the production with part of the common secondary cooling, nor mechanical models for blooms and beam blanks whose region of interest is the secondary cooling zone. Mechanical properties data for the studied steel, ASTM A572, were not found, nor were the results of tests with walking thermocouple in ”beam blank”. So, it is concluded that this work has all those exposed original contributions to the scientific community. |
Abstract: | Modelos matemáticos foram desenvolvidos para transferência de calor, tensões mecânicas devido a gradientes térmicos e forças de contato para o processo de lingotamento contínuo de blocos e beam blanks. Os modelos térmicos foram validados por medições de temperatura com uma câmera termográfica, testes com termopar em movimento e medições de eventos de rompimento de pele que ocorreram durante a produção. As propriedades mecânicas necessárias para o modelo mecânico foram obtidas por um teste de tração a quente com fusão parcial da amostra num simulador tipo GLEBLE. A motivação deste trabalho é avaliar a possibilidade de usar uma única configuração de rolos de suporte para parte da zona de resfriamento por sprays para produzir blocos e beam blanks. Portanto, duas propostas foram feitas para uma configuração comum (1) Lingotar o bloco com rolos de beam blank; (2) Lingotar o beam blank com rolos de bloco. Essas duas propostas foram simuladas, e os resultados foram comparados com a configuração atual do lingotamento de cada uma das geometrias. A analise térmica e mecânica sugere que é possível ter uma configuração comum para os blocos e beam blanks na Zona 2. No entanto, na proposta (2), o perfil de temperatura da ponta do flange começa a ter gradientes de temperatura de 50°C/m. Isso pode afetar a qualidade da superfície do beam blank nesta região. Portanto, "Proposição I" é a mais indicada para suportar as duas geometrias. Até o momento da escrita desse trabalho, não foram encontrados estudos onde duas geometrias foram analisadas visando a produção com parte do resfriamento secundário comum, nem modelos termomecânicos para blocos e beam blanks cuja região de interesse e a zona de resfriamento secundário. Dados de propriedades mecânicas para o aço estudado, ASTM A572, não foram encontrados, nem os resultados de testes com termopar em movimento no "beam blank". Portanto, conclui-se que este trabalho tem todas essas contribuições originais para a comunidade científica. |
Subject: | Engenharia metalúrgica Metalurgia extrativa Calor - Transmissão Fundição continua |
language: | eng |
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 Restrito |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/50091 |
Issue Date: | 31-Oct-2022 |
metadata.dc.description.embargo: | 31-Oct-2024 |
Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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