Mathematical models of the continuous casting of blooms and beam blanks : analysis of secondary cooling to cast both geometries with the same roll configuration

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.