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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MVJ49| Tipo: | Dissertação de Mestrado |
| Título: | Melhoria no padrão de escoamento do aço líquido no distribuidor do lingotamento contínuo 01 da APERAM Inox América do Sul |
| Autor(es): | Joao Geraldo Alves |
| primer Tutor: | Roberto Parreiras Tavares |
| primer miembro del tribunal : | Luiz Fernando Andrade de Castro |
| Segundo miembro del tribunal: | Sergio Luiz de Souza Costa |
| Resumen: | O distribuidor no lingotamento contínuo, além de distribuir e garantir a alimentação de Aço para um ou mais veios, exerce um papel significativo na flotação e separação das inclusões não metálicas. Os dispositivos modificadores de fluxo, tais como o dique, barragem e inibidor de turbulência, são alternativas utilizadas para otimização do projeto do distribuidor e, conseqüentemente, do escoamento do aço líquido. Diversos estudos têm sido realizados com intuito de apresentar os benefícios da utilização destes dispositivos no escoamento do aço líquido no distribuidor. Todos estes estudos procuram um acréscimo no tempo de residência efetivo do aço líquido no distribuidor, através do aumento do escoamento pistonado, objetivando favorecer a flotação das inclusões não metálicas e, conseqüentemente, aumentar a limpidez das placas produzidas. Para avaliar o desempenho do escoamento do aço líquido, normalmente é determinada a curva de distribuição do tempo de residência (DTR). Modelagens matemáticas vêm também sendo aplicadas para caracterizar o escoamento do aço líquido em um distribuidor de lingotamento contínuo na presença, ou não, de dispositivos modificadores de fluxo. Esses estudos auxiliam a avaliação e a otimização de parâmetros ligados ao escoamento do aço líquido, tais como o tempo de residência médio e mínimo e as frações de volume morto, pistonado e de mistura. O comportamento fluidodinâmico do aço líquido dentro do distribuidor do lingotamento contínuo está relacionado com o volume e a geometria do distribuidor, com a existência de dispositivos de controle de fluxo e com a taxa de alimentação do aço. Os distribuidores das máquinas de lingotamento contínuo 1 (distribuidor 1) e 2 (distribuidor 2) da APERAM Inox América do Sul (APERAM) possuem geometrias diferentes, sendo que as bobinas oriundas das placas que foram lingotadas no lingotamento contínuo 01, têm um resultado de qualidade cerca de 4 vezes pior do que as bobinas oriundas do lingotamento contínuo 02. Em função destas observações, o objetivo do presente trabalho foi estudar o perfil de escoamento do distribuidor do lingotamento contínuo 01, através de simulação matemática no software comercial ANSYS CFX 14.0, e propor o uso de modificadores de fluxo (dique e barragem) para melhorar a flotação de inclusões não metálicas. A validação do modelamento matemático foi efetuada através da comparação dos resultados de micro pureza de amostras de bobinas laminada à quente de corridas lingotadas com e sem a utilização de modificadores de fluxo, do aço SAE 1070. Os resultados de micro pureza mostram que a utilização de dique e barragem, melhorou a flotação de inclusões não metálicas no distribuidor do lingotamento contínuo 01, o que viabiliza a produção de aços com maior exigência de qualidade neste distribuidor. |
| Abstract: | In addition to distributing and feeding liquid steel into the moulds, the continuous casting tundish has a significant effect on the floatation of non-metallic inclusions. Flow modifiers, such as dam, weir and turbulence inhibitors, are alternatives that can be used to optimize the liquid steel flow in the tundish. Previous investigations have demonstrated the benefits of using these devices in terms of improving the liquid steel flow and removing of non-metallic inclusions. All these studies aim at increasing the effective residence time of liquid steel in the tundish, increasing the plug flow. This can enable the flotation of non-metallic inclusions and, consequently, increase the cleanliness of the slabs and coils. To analyze the liquid steel flow inside the tundish, Residence Time Distribution (RTD) curves are normally determined. Mathematical modeling has been used to characterize the liquid steel flow in the continuous casting tundish and to determine RTD curves, with or without fluid flow modifiers. The tundishes of Continuous Casting Machines 01 and 02 at APERAM have different geometries, and the coils derived from the slabs cast in Machine 01, have quality results approximately 4 times worse than the slabs cast in Machine 02. Considering these observations, the objective of the present work was to study the fluid flow in the tundish of Continuous Casting 01, by means of mathematical modelling using the commercial software ANSYS CFX 14.0, and to identify configuration of flow modifiers (dam and weir) to improve the floatation of non-metallic inclusions. The validation of the mathematical modeling was carried out comparing the results of micro purity of samples of hot-rolled coils cast with and without the use of flow modifiers, of SAE 1070 steel. The micro purity results showed that the use of dam and weir as proposed in the present work improved the floatation of non-metallic inclusions in the tundish of Continuous Casting 01, which enabled the production of steels with higher quality requirements. |
| Asunto: | Engenharia metalúrgica |
| Idioma: | Português |
| Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Sigla da Institución: | UFMG |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9MVJ49 |
| Fecha del documento: | 4-jun-2014 |
| Aparece en las colecciones: | Dissertações de Mestrado |
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