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Maurício Covcevich Bagatinihttp://lattes.cnpq.br/7725527284717963Aline Lima da SilvaLeandro Rocha LemosWagner Viana BielefeldtIsmael Vemdrame FloresFelipe Fardin Grillohttp://lattes.cnpq.br/6715369463058087Simão Vervloet Ramos2022-12-19T19:43:23Z2022-12-19T19:43:23Z2022-09-26http://hdl.handle.net/1843/48216O distribuidor de lingotamento contínuo tem um papel fundamental na qualidade dos aços. Além de remover parte das inclusões não metálicas provenientes do refino secundário, o distribuidor deve prover um caminho livre de contaminações da panela até os moldes. Atualmente, elevados índices de limpidez são obtidos nos tratamentos de panela e, portanto, o estudo dos fatores de contaminação no distribuidor obtém maior relevância. Para isto, o uso de modelos dinâmicos desenvolvidos em software de termodinâmica computacional mostra-se adequado, pois possuem provada acurácia em relação a dados industriais. Desta forma, nesta tese foram elaborados modelos dinâmicos para o estudo do comportamento da contaminação dos aços no distribuidor por gases atmosféricos, com foco nos regimes transientes de operação (enchimento e troca de panela). Os modelos foram desenvolvidos com base na metodologia de zona de equilíbrio efetivo de reação (effective equilibrium reaction zone – EERZ), utilizando também rotina acoplada de transferência de calor e mudança de fase. Os padrões de escoamento foram avaliados e modelados a partir de modelos de compartimentos. Além disso, as contaminações referentes ao uso de pó de cobertura rico em SiO2 e aquecimento por meio de tochas a plasma também foram avaliadas. De forma geral, a contaminação no distribuidor possui caráter acumulativo na etapa de enchimento e dissolutivo na etapa de lingotamento. O pó de cobertura rico em SiO2 promove perene contaminação do aço, sendo que a camada sofre considerável modificação química, sendo enriquecida com outros óxidos como Al2O3 e MnO. A porosidade da camada de pó tem grande influência na troca de calor do banho e do nível de contaminação ao final da primeira corrida de um sequencial. O uso do aquecimento provoca severa contaminação ao final da corrida, podendo atingir níveis mais elevados do que no enchimento. Análises da influência dos parâmetros operacionais e diferentes níveis de inertização de partida elucidam as tendências de incorporação dos gases e podem servir como referência para mitigação da contaminação em períodos transientes. Em aços acalmados ao alumínio e tratados ao cálcio, as inclusões não metálicas da panela sofrem severa modificação de composição química mesmo com um baixo nível de reoxidação do banho, retornando à composição original apenas após longo período de lingotamento.The continuous casting tundish has a fundamental role in the quality of the steel. In addition to removing part of the non-metallic inclusions from secondary refining, the tundish has the aim to ensure a contamination-free path from the ladle to the molds. Nowadays, in which high levels of steel cleanliness are obtained in ladle treatments, the study of contamination factors in the tundish gains more relevance. For this purpose, the use of dynamic models developed in the software of computational thermodynamics is adequate, because they have proven accuracy when compared to the industrial data. Therefore, in this thesis, dynamic models were elaborated for the study of steel contamination in the tundish by atmospheric gases, with a focus on the transient periods of operation (filling and ladle change). The models were developed based on of the effective equilibrium reaction zone, using also coupled heat transfer and phase change routines. The flow patterns were evaluated and modeled from compartment models. Furthermore, the contaminations concerning the use of SiO2-rich cover powder and the practice of plasma heating were also addressed. In general, the contamination in the tundish has a cumulative trend in the filling stage and a dissolution trend in the casting stage. The SiO2-rich cover powder promotes the continuous contamination of the steel, and the layer undergoes considerable chemical deterioration, being enriched with other oxides such as Al2O3 and MnO. The porosity of the cover powder layer has a great influence on the heat loss of the metallic bath and the contamination level by the end of the first heat of a casting sequential. The use of plasma heating practice also boosts a soaring contamination level by the end of the first heat, in which may achieve higher levels than those of the filling stage. Analyses of the influence of operation parameters and different levels of start-up inertization show the incorporation trends of gases and can serve as a reference to mitigating the contamination in transient periods of operation. For calcium-treated aluminum-killed steels, the non-metallic inclusions from the ladle undergo severe modification of chemical composition even with low levels of steel reoxidation, only returning to the original composition after a long period of casting.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorFINEP - Financiadora de Estudos e Projetos, Financiadora de Estudos e ProjetosporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de MinasUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA METALÚRGICAEngenharia metalúrgicaMetalurgia extrativaAço - MetalurgiaFundição continuaModelagemTermodinâmica computacionalContaminação dos açosDistribuidores de lingotamento contínuoModelos dinâmicosTermodinâmica computacionalEstudo do comportamento da contaminação dos aços em distribuidores de lingotamento contínuo por meio de modelos dinâmicosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTese_Simão_Vervloet.pdfTese_Simão_Vervloet.pdfapplication/pdf4985274https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/48216/1/Tese_Sim%c3%a3o_Vervloet.pdfd55e834c23e3a0b928972e548f240f1eMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/48216/2/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD521843/482162022-12-19 16:43:23.45oai:repositorio.ufmg.br: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ório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2022-12-19T19:43:23Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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