Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-03-02T18:51:02Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-04-13T15:35:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-13T15:35:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_ComportamentoEscóriaMetal.pdf: 5192642 bytes, checksum: 9913d94892f269ac21bf718e2c75b7a9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Aços denominados clean steel, são produtos de grande importância para a sociedade, devido às suas aplicações mais nobres. A conceito de do aço limpo inclui maximizar a remoção das inclusões durante o processo de refino secundário do aço líquido e/ou atuar na composição, morfologia, tamanho e distribuição das inclusões no aço líquido e no produto final. Visto que os processos de refino envolvem uma complexidade de parâmetros operacionais e variáveis, a utilização de modelagem física e matemática é importante para se investigar os efeitos destes sobre a produtividade e o comportamento metalúrgico da operação de refino. Através de modelagem física foram estudados os principais parâmetros que influem no tempo de misturamento de ligas no interior de uma panela de aciaria agitada por gás inerte, além de medições da(s) área(s) de pluma formada nestas. Via metodologia PIV, foi possível criar um mapa de distribuição de velocidades em uma determinada região da panela. O modelo físico foi recriado via modelagem matemática, de modo a ser uma ferramenta comparativa com os resultados obtidos pelas outras metodologias. Através dos experimentos e análises realizados, foi possível perceber que à abertura do olho da pluma e o tempo de misturamento são afetados pelo nível de enchimento da panela, espessura e viscosidade da escória de topo, diferença de densidade entre metal e a escória, vazão de gás inerte e número de plugues porosos no fundo da panela. Obteve-se boa correlação entre os resultados obtidos pelas simulações numérica e física. Foi satisfatoriamente simulada a situação de agitação em panela industrial contendo aço via modelamento matemático. ______________________________________________________________________________ / ABSTRACT : Clean steels, are very important products for the society due to its noblest applications. The concept of clean steel includes inclusions removing during secondary refining process or act on the composition, morphology, size and distribution of inclusions in the liquid steel and in the final product. Since the refining processes involve a complexity of operating parameters and variables, the use of physical and mathematical modeling is important to investigate their effect on productivity and metallurgical behavior of the refining operation. Through physical modeling the main parameters that influence the mixing time in a steelmaking ladle stirred by inert gas were studied, in addition to the measurement eye plume opening. Using the PIV methodology, it was possible to create a velocity distribution map in a region of the ladle. The physical model was created in mathematical modeling in order to be a comparative tool with the results obtained by other methods. With the experiments and analysis, it is noted that the eye plume opening and the mixing time are affected by the ladle liquid level, thickness and viscosity of the top slag, density difference between metal and slag, inert gas flow and number of porous plugs in the bottom of the ladle. A good correlation between results obtained by physical and numerical simulations was founded. It was successfully simulated the industrial situation by mathematical modeling.

Foram tomadas amostras de aço líquido referentes a três grupos de aço, a saber: (I) aços baixo-carbono (0,02 %C 0,08), acalmados ao alumínio; (II) aços peritéticos (0,09 %C 0,15), acalmados ao alumínio e silício; (III) aços ultrabaixo carbono ( C<35 ppm), acalmados ao alumínio.Os aços foram produzidos em aciaria do tipo LD e foram, a seguir, tratados em equipamentos de refino secundário, adequados a cada um dos casos.As amostras forma colhidas no distribuidor de uma máquina de lingotamento contínuo de placas, segundo critério que minimiza a possibilidade da ocorrência de interferências que pudessem mascarar o resultado do tratamento de refino secundário tais como re-oxidação do aço e coleta simultânea de escória. As amostras foram submetidas à análise de inclusões utilizando-se técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica e micro-análise. Foi possível caracterizar as inclusões presentes em cada tipo de aço segundo a morfologia, o tamanho, a quantidade e a composição química. / Non-metallic inclusions in liquid samples of (I) low-carbon aluminium killed steel (0,02wpct C 0,08wpct), (II) peritetic aluminium and silicon killed steel (0,09wpct C 0,15wpct); (III) extra-low-carbon, aluminium killed steel (C<35 ppm) were taken from the tundish distributor of a continuous casting caster for steel plates according to a procedure that minimizes re-oxidation of steel and/or pick up of liquid slag. The samples were inspected through the following microstructural techniques: optical microscopy, electronic microscopy, and electron microprobe. Were possible to feature present inclusion in each kind of steel according to morphology, size, amout and chemical composition.

Foram tomadas amostras de aço líquido referentes a três grupos de aço, a saber: (I) aços baixo-carbono (0,02 %C 0,08), acalmados ao alumínio; (II) aços peritéticos (0,09 %C 0,15), acalmados ao alumínio e silício; (III) aços ultrabaixo carbono ( C<35 ppm), acalmados ao alumínio.Os aços foram produzidos em aciaria do tipo LD e foram, a seguir, tratados em equipamentos de refino secundário, adequados a cada um dos casos.As amostras forma colhidas no distribuidor de uma máquina de lingotamento contínuo de placas, segundo critério que minimiza a possibilidade da ocorrência de interferências que pudessem mascarar o resultado do tratamento de refino secundário tais como re-oxidação do aço e coleta simultânea de escória. As amostras foram submetidas à análise de inclusões utilizando-se técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica e micro-análise. Foi possível caracterizar as inclusões presentes em cada tipo de aço segundo a morfologia, o tamanho, a quantidade e a composição química. / Non-metallic inclusions in liquid samples of (I) low-carbon aluminium killed steel (0,02wpct C 0,08wpct), (II) peritetic aluminium and silicon killed steel (0,09wpct C 0,15wpct); (III) extra-low-carbon, aluminium killed steel (C<35 ppm) were taken from the tundish distributor of a continuous casting caster for steel plates according to a procedure that minimizes re-oxidation of steel and/or pick up of liquid slag. The samples were inspected through the following microstructural techniques: optical microscopy, electronic microscopy, and electron microprobe. Were possible to feature present inclusion in each kind of steel according to morphology, size, amout and chemical composition.