Análise termoestrutural do desencurvamento de placas no lingotamento contínuo

• Autor(a) principal: Rafael Fernandes Reis
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30348
• topic: Lingotamento contínuo; Simulação matemática; Desencurvamento; Termoestrutural; Engenharia metalúrgica; Metalurgia extrativa; Fundição contínua; Modelagem matemática

A magnitude das tensões impostas na placa, combinada com a presença de marcas de oscilação profundas e a baixa ductilidade em um determinado intervalo de temperatura, aumenta a probabilidade de formação de trincas na superfície e na frente de solidificação no lingotamento contínuo. Utilizou-se o software ANSYS para modelagem matemática do desencurvamento de placas. O coeficiente de atrito entre a placa e os rolos, a pressão ferrostática, a espessura da pele solidificada e os efeitos térmicos foram considerados nas simulações estruturais. Um aço hipoperitético microligado ao nióbio foi submetido à tração a quente nas temperaturas de 800, 900, 1000 e 1100 ° C e as curvas de tensão versus deformação foram obtidas. O modelo de material proposto por Anand, que combina os mecanismos de fluência e plasticidade usando nove constantes, foi avaliado. Duas delas foram obtidas por regressão múltipla. O modelo de Anand foi implementado no ANSYS e comparado com o procedimento tradicional de modelagem dos dois mecanismos em separado. A tensão máxima observada usando o modelo de Anand foi de 67,21 MPa, enquanto que para o modelo viscoplástico separado, foi de 32,20 MPa. As tensões obtidas com o modelo de Anand foram superiores ao limite de resistência do aço, indicando a formação de trincas, que não ocorrem no processo industrial. A maior deformação observada para o modelo viscoplástico foi 0,0123, enquanto que para o modelo de Anand as deformações encontradas foram abaixo de 0,0099. Como uma deformação de 0,033 foi estimada por um modelo empírico, pode-se concluir que os resultados da simulação usando o modelo viscoplástico foram mais precisos do que com o modelo de Anand. Para a velocidade de 0,8 m/min, aumentando-se a largura de 1200 mm para 1800 mm, a tensão elevou-se de 30,6 MPa para 37,9 MPa. Enquanto isso, para a velocidade de 1,0 m/min essa elevação da largura acarreta em um aumento na tensão de 28,8 MPa para 32,2 MPa. Portanto, o efeito da elevação da largura sobre o aumento da tensão mostra-se mais expressivo para velocidades mais baixas. Em relação a um desalinhamento de rolo de 1 mm, identificou-se que a tensão tem um aumento de 75%, partindo de 32,2 MPa e atingindo 56,4 MPa nas mesmas velocidades e larguras. Sendo assim, avalia-se elevado o potencial de trincamento devido ao desalinhamento quando comparado aos demais efeitos de variáveis de processo. De maneira similar a deformação total eleva-se em 70%, sendo para a condição alinhada igual a 0,0123 e desalinhada de 0,021. Percebeu-se que o incremento está associado principalmente ao mecanismo de plasticidade.