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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Análise numérica e experimental do processo de vazamento de aço líquido da panela de aço para distribuidores no processo de lingotamento contínuo
Authors: Bruno Augusto Batista Ribeiro
First Advisor: Leandro Soares de Oliveira
First Referee: Roberto Parreiras Tavares
Second Referee: Rudolf Huebner
Abstract: A indústria siderúrgica esta sempre em busca de aprimorar a qualidade de seus produtos e de reduzir o custo de seus processos. Para isso e essencial que sejam adotadas as melhores práticas operacionais. A utilização racional de matérias primas, energia e insumos levam a um processo de produção eficiente do aço. Para tanto, a redução do desperdício durante o processo produtivo e fundamental. Durante o processo de fabricação do aço uma camada de escoria, que nada mais e que uma solução de alguns óxidos como oxido de cálcio, oxido de alumínio, oxido de magnésio entre outros, e utilizada para proteger o aço liquido do ar atmosférico e para isolar termicamente o processo. Esses óxidos quando chegam ao produto final se aglomeram em inclusões que vão levar a defeitos no produto final. Então, um bom controle do processo produtivo inclui a redução da passagem de escoria para o produto final. Para o processo de fabricação do aço ser eficiente, o processo deve atingir níveis altos de rendimento, ou seja, a maior quantidade possível de aço liquido deve ser solidificada nos moldes na forma do produto final do processo. Durante o processo do lingotamento continuo, no qual o aço liquido tratado e transportado da panela de aço para o distribuidor para, em seguida, ser transportado ao molde de solidificação, a relação entre o rendimento do processo e a retenção de escoria na panela de aço e analisada. Para evitar a passagem de escoria da panela de aço para o distribuidor, e comum no meio siderúrgico, que uma grande quantidade de aço liquido seja deixada na panela de aço. Esse trabalho se propõe a estudar o vazamento do aço liquido da panela de aço para o distribuidor a fim de propor uma metodologia de analise desse processo pela técnica da fluidodinâmica computacional que permita o entendimento e otimização desse processo, tanto por parte dos siderurgistas, por meio da adoção de melhores praticas operacionais, quanto dos fornecedores de refratários na pesquisa e desenvolvimento de novas configurações refratarias para a panela de aço. O modelo desenvolvido foi capaz de reproduzir os resultados obtidos em laboratório com precisão, como, por exemplo, a formação do sumidouro sobre a válvula de saída quando a interface água/querosene chegou a 3 cm do fundo da panela.
Abstract: The steelmaking industry is constantly searching for better production practices that will lead to improved qualities of the final product and an enhanced yield, so better operational practices are constantly been implemented. The rational use of raw materials, energy and the avoidance of waste in the industrial process lead to an effective production process. Minimization of product leftover is quite a relevant point. In the continuous casting process, large amounts of molten steel are left in the ladle during teeming as an established practice to avoid slag carry over to the Tundish, in the end of the teeming process. In the ladle a thin layer slag that is made of calcium, aluminum and magnesium oxides is used to protect the molten steel from the atmospheric air and to provide thermal insulation for the molten bath. If these oxides reach the final product they will cluster in inclusions that will cause a series of defects on the finished product. So an effective teeming process is that one that reduces the amount of slag carry over to the tundish. In order to have an cost effective process steelmakers need to transfer the largest amount of molten steel to the tundish without allowing slag carryover. Thus, the objective of this work was to experimentally and numerically analyze the flow behavior of molten steel during the ladle teeming process and the formation of any vortex like structure during the process. The numerical model obtained from this work was able to reproduce the tests that were carried out in the laboratory. The experiments showed that for an isothermal situation a drain sink would form above the nozzle when the water/kerosene was at 3 cm above the ladle bottom. This behavior was reproduced by the numerical model.
Subject: Fundição continua
Engenharia mecânica
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9YGMG8
Issue Date: 28-Nov-2014
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