Avaliação do efeito de injeção de gás na remoção das inclusões em distribuidor de lingotamento contínuo por meio de modelagem matemática

• Autor(a) principal: Gisele Márcia de Souza
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30286
• topic: Distribuidor; Inclusões; Injeção de gás; Modelagem matemática; Engenharia metalúrgica; Fundição contínua; Aço - Inclusões; Modelagem matemática

A crescente demanda por aços de alta qualidade exige das empresas siderúrgicas aprimoramento dos seus processos e alto rigor de controle. Nesse sentido, a remoção de inclusões no distribuidor de lingotamento contínuo tem sido amplamente estudada por meio de modelagens física e matemática. Além dos modificadores de fluxo, tem se considerado a injeção de gás no distribuidor como alternativa para intensificar a remoção de inclusões. Apesar de existir muitos estudos desenvolvidos sobre essa técnica, há espaço para análises mais profundas quanto à eficiência de remoção de inclusões envolvendo o efeito da vazão de gás, da localização do sistema de injeção. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a eficiência da remoção de inclusões no distribuidor de lingotamento contínuo com injeção de gás empregando modelagem matemática. Esse modelo foi desenvolvido utilizando o software de CFD comercial ANSYS CFX. Foi proposta e implementada, via sub-rotina, uma nova condição de contorno para o comportamento das partículas quando atingem a superfície livre, possibilitando a validação do modelo com os resultados experimentais de MENDONÇA (2016). Foi verificada a necessidade de modelar matematicamente o efeito da turbulência sobre o comportamento das inclusões. Foi observado que o emprego de modificadores de fluxo associados à injeção de gás não implicam em melhores índices de remoção de inclusões. As configurações com apenas o sistema de injeção de gás apresentam maior eficiência de remoção de inclusões para as partículas menores, ao passo que a utilização dos modificadores de fluxo beneficia a flotação das partículas maiores. Com o modelo matemático, as posições do plugue de injeção de gás e dos modificadores de fluxo foram avaliadas. A melhor eficiência de remoção de inclusões foi para a configuração do distribuidor com barragem, com plugue posicionado a 56cm de afastamento da válvula longa e operando com de 3NL/min.