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[en] THERMAL SIMUTATION OF THE HEATING OF A MELALIC STRIP MOVING CONTINUALLY INSIDE A FURNACE / [pt] SIMULAÇÃO TÉRMICA DE UM FORNO PARA AQUECIMENTO DE UMA TIRA METÁLICA MOVENDO-SE CONTINUAMENTEANTONIO HENRIQUES BOTELHO DE MELLO 13 July 2015 (has links)
[pt] Muitos fornos de reaquecimento de placas de aço de indústrias siderúrgicas são dotados de modelos de simulação desenvolvidos para aumentar o seu desempenho na operação. Com este objetivo, foi desenvolvido um modelo de simulação térmica de um forno para aquecimento de uma tira metálica movendo-se continuamente. Neste forno, idealizado como um espaço fechado (enclosure), são alocadas chamas com temperatura, área e posição previamente definidas. Estas chamas fornecem energia por radiação térmica para aquecimento das superfícies das paredes refratárias e da tira metálica, e por convecção para o gás interno ao forno. Este gás troca calor por convecção com as paredes e a tira. As paredes refratárias são consideradas adiabáticas e foram subdivididas em zonas isotérmicas. A tira metálica foi subdividida em elementos de volumes de controle também isotérmicos. Casa elemento da tira, troca calor por condução e transporte de entalpia através das fronteiras internas, devido ao seu movimento. Um modelo computacional foi desenvolvido para obter o campo de temperaturas do forno (superfícies da tira, paredes refratárias e gás). O modelo também determina a potência fornecida ao forno para uma dada configuração operacional e a distribuição da temperatura interna da tira. / [en] Many reheating furnaces are provided with simulation models to enhance their performance in operation. With this objective it was developed a thermal simulation model for the heating of a continuosly moving strip within a furnace. The furnace is idealized as a enclosure having distributed along ti, flames having temperature, area and position previously defined. The flames provide heating energy by thermal radiation to the wall and strip surfaces, and by convection to the inner gas. This gas exchange heat by convection, with the strip and walls. The refractory walls are assumed to be adiabatic and were subdivided into isotermal zones. The strip was subdivided into control volume elements that are considered with constant temperature. Each strip elements exchange heat by conduction and entalpy transport through internal boundaries, due to its movement. A computational model was developed in order to obtain the field of temperature in the furnace (strip surfaces, refractory walls and gas). In addition, the model determines the power to supply energy for a given operational condition of the furnace and internal temperature distribuition in the strip.
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[en] API X80 HAZ PHYSICAL SIMULATION AND MICROSTRUCTURAL AND MECHANICAL CHARACTERIZATION / [pt] CARACTERIZAÇÃO MICROESTRUTURAL, MECÂNICA E SIMULAÇÃO FÍSICA DA ZTA EM AÇO API X80JOSE LUIS MONTALVO ANDIA 24 July 2013 (has links)
[pt] Foram utilizados dois sistemas de aço API 5L X80, Nb-Cr e Nb-Cr-Mo,
para obter as diferentes regiões da ZTA pertencentes a uma soldagem
multipasse. Estas regiões são denominadas de: região de grãos grosseiros
inalterados (RGGI), região de grãos refinados reaquecidos supercriticamente
(RGRRS), região de grãos grosseiros reaquecidos intercriticamente (RGGRI),
região de grãos grosseiros reaquecidos subcriticamente (RGGRS). Estas regiões
foram obtidas para dois aportes de calor (1,2 e 2,5 kJ/mm) e a RGGRI por ser
considerada a região onde poderiam ser formadas zonas frágeis localizadas
(ZFL) foram utilizados também aportes de calor de 3,0 e 4,0 kJ/mm. Cada uma
das regiões obtidas pela simulação física foi submetida a ensaios mecânicos de
impacto Charpy e dureza, assim como a análises metalográficos por microscopia
ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foi possível observar
que as microestruturas pertencentes a uma ZTA simulada obtidas com o
equipamento (GleebleR3800) se mostram compatíveis com aquelas pertencentes
a uma soldagem real. Este resultado comprova que as velocidades de
resfriamento obtidas pela simulação foram similares àquelas da soldagem real.
A adição de Mo ao sistema Nb-Cr-Mo não promoveu mudanças significativas
tanto a nível microestrutural, observado por MO e MEV, como em termos de
propriedades mecânicas. / [en] Two API 5L steels grade X80 of the systems Nb-Cr and Nb-Cr-Mo, were
submitted to physical simulation in order to obtain different regions of the HAZ
similar to those of a multipass welding, the coarse grained heat affected zone
(CGHAZ), supercritically coarse grained heat affected zone (SCCGHAZ),
intercritically coarse grained heat affected zone (ICCGHAZ), subcritically
coarse grained heat affected zone (SCGHAZ). The welding simulation was
carried out on a Gleeble R 3800 considering two thermal cycles and different
heat inputs 1.2, 2.5, 3.0 and 4,0 kJ/mm, typical of a girth weld. All HAZ zones
were simulated only for 1.2 and 2.5kJ/mm. Since the ICCGHAZ is the probable
weak link where a local brittle zone (LBZ) can occur, this region was simulated
for all heat inputs studied. All simulated regions were subjected to traditional
mechanical tests such as impact Charpy-V at -40 and -60C and microhardness
Hv1kg. Metallographic analysis by optical microscopy (OM) and scanning
electron microscopy (SEM) and fractography were also performed.
The microstructures obtained for the different regions of the HAZ, by simulation
were close to those of a real welding, however, the cooling rates obtained by
simulation were slower than that obtained in a real welding. The mechanical
properties and microstructure of the different regions of the HAZ for the systems
NbCr and NbCrMo indicate that the microstructural and mechanical behavior of
the intercritical region (ICCGHAZ) was considered to be similar to a local brittle
zone (LBZ) for all conditions studied.
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