Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by giuliana silveira (giulianagphoto@gmail.com) on 2016-04-28T19:51:39Z
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Previous issue date: 2016 / O controle do fluxo de aço é de extrema importância para o processo de lingotamento
contínuo de beam blank, pois influencia a taxa de flotação de inclusões não-metálicas; os
mecanismos de formação e crescimento da casca solidificada e a eficiência de lubrificação das
paredes do molde. Um fluxo inadequado de aço no interior do molde pode gerar defeitos que
resultam no sucateamento do lingote ou redução do ritmo de produção. Para elucidar os
parâmetros que interferem no fluxo de aço, foram realizados modelamentos físico e
matemático do fluxo de fluido no interior de um molde de lingotamento contínuo de beam
blank alimentado com duas válvulas tubulares, avaliando a influência da velocidade de
lingotamento, da profundidade de imersão e do diâmetro das válvulas submersas. Para o
modelamento matemático utilizou-se o software CFX 15.0. A técnica PIV foi utilizada para
obter informações quantitativas e qualitativas do fluxo. Os resultados das simulações
matemáticas mostraram boa concordância com os resultados do modelamento físico, portanto,
o modelo matemático foi capaz de descrever as características do fluxo no interior do molde
de lingotamento contínuo de beam blank. A análise do perfil de velocidades do líquido, no
interior do molde de beam blank, revelou a existência de seis vórtices, dois na região da alma
e dois em cada flange do molde, sendo que este padrão de fluxo (quantidade e posição dos
vórtices) não sofreu modificações quanto às variáveis analisadas. O jato de líquido
proveniente da SEN se espalha mais rapidamente para a ponta dos flanges e lentamente pela
alma, o que pode acarretar na solidificação irregular da pele ao longo da seção transversal. O
aumento da vazão de fluido implica em aumento da profundidade de penetração do jato de
líquido, sendo que este excede o comprimento real do molde (0,8m) para a vazão de 150l/min
(equivalente à velocidade de lingotamento de 1,2m/min). Para uma SEN com diâmetro
interno de 34,6mm, observou-se que o menisco é estável, isto é, possui baixa intensidade de
flutuação (aprox. 0,22mm) e esta não é afetada significativamente pela variação da velocidade
de lingotamento e da profundidade de imersão da SEN. A partir destes resultados, sugere-se
profundidade de imersão igual a 75mm e velocidade de lingotamento máxima de 1m/min. ______________________________________________________________________________________ / ABSTRACT : The steel flow control is very important to the continuous casting of beam blank, since it
influences the inclusions removal, the development of solidified shell and its lubrication.
Inadequate flow can generate defects that result in the scrapping of the ingot or reduced
production rhythm. In this work techniques of physical and mathematical modeling have been
applied in order to elucidate the influence of parameters such as casting speed, the immersion
depth and SEN inner diameter on the fluid flow inside a beam blank continuous casting mold
fed with two straight through tubular type nozzles. The CFX 15.0 software was used for the
mathematical modeling and the PIV technique was used to obtain quantitative and qualitative
flow information. Results from mathematical and physical simulations were in good
agreement; therefore the mathematical model was able to describe the flow characteristics
inside the mold. The velocity profile analysis revealed the existence of six vortices in the
mold, two at the web region and two at each flange, and this overall flow pattern (number and
location of the vortices) does not change with process variables. The outcoming SEN fluid jet
quickly spreads itself to the flange edge and slowly to the web. This can lead to irregular shell
solidification over the cross section. Increasing the fluid flow rate results in an increasing jet
penetration depth. For flow rate of 150L/min (equivalent to the casting speed of 1.2m/min)
the latter can exceed the actual length of the mold (0.8m). For a SEN with inner diameter of
34.6mm, it was observed that the meniscus is stable, that is, it shows a low intensity of
fluctuation (approx. 0.22mm); this intensity of oscillation is not significantly affected by
either casting speed or SEN immersion depth. From these results, it is suggested an
immersion depth equal to 75mm and a maximum casting speed of 1 m/min.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/6449 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Peixoto, Johne Jesus Mol |
| Contributors | Costa, Sérgio Luiz de Souza, Silva, Carlos Antônio da, Silva, Itavahn Alves 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, 28/04/2016, 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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