Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-17T12:38:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf: 7773550 bytes, checksum: 827f5d7a2c9b03cfa9fbdcb6a59ab2e4 (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: adicionar licença on 2015-11-18T11:59:54Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-18T14:13:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf: 7773550 bytes, checksum: 827f5d7a2c9b03cfa9fbdcb6a59ab2e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-19T17:59:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf: 7773550 bytes, checksum: 827f5d7a2c9b03cfa9fbdcb6a59ab2e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T17:59:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 20592 bytes, checksum: 0c9b9c579af4cbbcf785ca803bd18d4b (MD5) DISS_ AnáliseModelagemFísica.pdf: 7773550 bytes, checksum: 827f5d7a2c9b03cfa9fbdcb6a59ab2e4 (MD5) Previous issue date: 2015 / Estudou-se algumas características da turbulência na região do menisco próximo a interface metal/escória em um molde de lingotamento contínuo de placas, por meio de modelagem física e matemática, e como estas são afetadas por mudanças da profundidade de imersão, tipo e angulação do bocal da SEN e velocidade de lingotamento. Foram utilizadas válvulas com diferentes geometrias de porta de saída, uma oval com ângulo de saída de 15 graus e uma quadrada com ângulos de saída de 15 e 25 graus. Água ou solução de água com ZnCl2 simularam o aço; e placas de madeira perfuradas ou óleo de silicone simularam escória sólida e líquida respectivamente. Por meio da técnica PIV e do Ansys Fluent, foram investigados os efeitos daqueles parâmetros sobre a distribuição de velocidades e energia cinética de turbulência na região do menisco. Evidenciou-se por meio da utilização de uma escória de elevada viscosidade os efeitos de frenagem desta sobre o fluxo de aço. Foram observadas discrepâncias entre os valores de velocidade e deformação da camada de escória obtidos nas modelagens física e matemática, as quais podem ser parcialmente explicadas devido às diferentes formas de captação dos resultados. Realizou-se ainda um estudo de fluidos com diferentes propriedades físicas para simular metal e escória, os quais ressaltam a importância de parâmetros como viscosidade, diferença de densidade e tensão interfacial sobre o fenômeno de arraste de escória. Os resultados foram analisados com base em critérios de estabilidade da interface metal/escória disponíveis na literatura e ressaltam o papel do empuxo e tensão interfacial. A fórmula de Harman não parece considerar os efeitos de viscosidade na proporção correta. A fórmula de Kasai produziu resultados coerentes com os experimentos. ____________________________________________________________________________________ / Abstract: Some characteristics of the turbulence in the meniscus region near the metal / slag interface in a slab continuous casting mold have been highlighted by means of physical and mathematical modeling. The effects of changes in the depth of immersion, type and angulation in the Submerged Entry Nozzle (SEN) and casting speed have been asssessed. Two different SEN geometries have been employed: oval output port with 15 degrees downward and square output port with 15 and 25 degrees downward. Water or solution of ZnCl2 have been used to simulate the steel behaviour; perforated wood boards or silicone oil have been used to simulate solid and liquid slag respectively. Through PIV technique and Ansys Fluent CFD, the effects of the beforementioned parameters on the distribution of velocities and kinetic energy of turbulence in the meniscus region were investigated. The braking effect of a high viscosity slag layer was demonstrated. Discrepancies between the values of velocity and slag layer deformation obtained in the physical and mathematical modeling were found; they can be partially explained due to the different methodologies used to gather the results. Also was performed a study with fluids of different physical properties to simulate of metal and slag, which emphasize the importance of parameters such as viscosity, density difference and interfacial tension on the phenomenon of slag entrapment. Results have been analyzed using stability criteria available in the literature and highlight the effects of buoyancy and interfacial tension. It seems that Harman´s equation does not take the effect of viscosity properly. Kasai´s equation gives values following the findings of these experiments.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-20T10:50:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197132.pdf: 2306340 bytes, checksum: b414d0d817a7a9b97b8e093e476e5c81 (MD5) / O processo Molde Cheio é um processo de fundição no qual se obtém peças metálicas a partir de um modelo em poliestireno expansível contido em uma caixa de moldar contendo areia solta, sem ligantes. O metal penetra no molde degradando termicamente o modelo e ocupa perfeitamente o seu lugar, sendo que os gases gerados durante a queima escapam através da areia. Esse processo apresenta vantagens em relação aos outros processos de fundição, devido uma maior liberdade na concepção de projetos dos modelos, um menor consumo de energia elétrica e uma menor agressão ao meio ambiente, pois a quantidade de resíduos gerados é menor. As principais variáveis estudadas foram o dimensionamento de canais, duas tintas refratárias comum de fundição e uma avaliação da areia de fundição quanto a sua eficiência no acabamento superficial das peças, através da sua granulometria, visando racionalização no consumo de energia elétrica e menores níveis de agressão ao meio ambiente. Os resultados obtidos mostraram-se promissores, uma vez que as duas tintas empregadas apresentaram boa resistência à erosão e facilidade no escape dos gases. As areias de 50/60 e 70/80 AFS também apresentaram um desempenho adequado aos parâmetros de fundição no que se refere ao acabamento superficial, bem como quanto a sua reutilização. A adaptação dos sistemas convencionais de alimentação em areia a verde para o processo Molde Cheio é viável, mas requer ajustes.

Orientadores: Rezende Gomes dos Santos, Ricardo Fuoco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:46:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kolososki_Jorge_M.pdf: 7343986 bytes, checksum: 91fb9f7d500f8f650a42e7e445885c96 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Durante o vazamento dos moldes, o fluxo de metal através dos canais está sujeito a grande turbulência, gerando filmes de óxidos devido a exposição ao ar. Estes óxidos podem permanecer nas peças fundidas como descontinuidades, prejudicando as propriedades, em particular a resistência mecânica e a dutilidade. São apresentados os principais conceitos e as principais recomendações existentes na literatura para o projeto dos sistemas de canais de ligas com elevada tendência à oxidação, como as ligas de alumínio. Estes princípios e recomendações foram utilizados para projetar seis diferentes sistemas de canais para o preenchimento de placas na posição vertical, utilizando liga de alumínio UNS A03560. A avaliação do grau de turbulência alcançado em cada um dos sistemas de canais projetados foi feita através da maior ou menor geração de inclusões de óxidos, medida através de ensaios de flexão de corpos-de-prova retirados diretamente das placas. São apresentados os resultados destes ensaios de flexão e evidências de inclusões de óxidos nas fraturas dos corpos-de-prova ensaiados / Abstract: During mould pouring, metal flow in runner system is submitted to large turbulence and air contact, producing oxide films. This oxide is incorporated to cast products as inclusions and discontinuities, reducing noticeably mechanical strength and ductility. The principal concepts and literature recommendations for the best runner system project applied to alloys with high oxidation tendency, like aluminum alloys, were presented in this work. This information was used to project six different runner systems for plate casting in vertical position, considering aluminum alloy UNS A03560 as the cast metal. The evaluation of turbulence degree reached in each one of the systems was made by oxide inclusion classification, comparing results of three-point bend tests in specimens obtained from the six plate cast procedures. Mechanical test results and oxide inclusion evidence in fracture surface of those broken specimens are presented. / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica