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
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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/5802 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Arruda, José Dimas |
| Contributors | Silva, Carlos Antônio da |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFOP, instname:Universidade Federal de Ouro Preto, instacron:UFOP |
| Rights | Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor(a), 04/11/2015, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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