Avaliação do efeito da injeção de gás sobre a flotação de inclusões em um distribuidor de lingotamento contínuo

• Autor(a) principal: Alexandre de Freitas Gomes de Mendonca
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AEAGK2
• topic: Materiais e de Minas; Engenharia Metalúrgica; Engenharia metalúrgica

A produção de aços de alta qualidade interna e superficial exige das empresas siderúrgicas desenvolvimentos de processos produtivos especiais, com alto rigor de controle. Isto é feito para atender a uma demanda de mercado cada vez mais exigente de aplicações de aços com alto desempenho e elevado nível de limpidez. A aciaria faz uso de diversas técnicas para controle e redução das inclusões não metálicas presentes no aço. Entre elas, destacam-se: o controle do teor de oxigênio nos aços no convertedor, a prática de desoxidação do aço no vazamento, o processo de flotação de inclusões no refino secundário e o uso dos modificadores de fluxos no distribuidor do lingotamento contínuo. Em particular, no distribuidor existem modificadores de fluxo como os diques, barragens e inibidores de turbulência, que podem agregar condições favoráveis à remoção dessas inclusões.A remoção de inclusões no distribuidor de lingotamento contínuo tem sido intensamente investigada por meio de modelamento físico e matemático. Recentemente, a injeção de gás no distribuidor tem sido considerada como uma alternativa para aprimorar a remoção de inclusões. Vários trabalhos vêm sendo desenvolvidos analisando os efeitos da injeção de gás e sua interação com as inclusões. No entanto, há espaço para mais investigações envolvendo o efeito da vazão do gás, da localização do sistema de injeção de gás e da distribuição dasbolhas na eficiência de remoção de inclusões. Para o presente trabalho foi usado um modelo físico construído em uma escala 1:3 de um distribuidor industrial de 40 toneladas de capacidade nominal, para analisar o efeito da injeção de gás no padrão do fluxo de fluído e na remoção de inclusões. Foi avaliada a eficiência global de remoção de inclusões, na saída do sistema, para diferentes posições e vazões de injeções dos plugues, isso para duas configurações internas específicas do distribuidor, por método on-line de contagem de inclusões. Também foram realizados experimentos para a determinação de curvas de distribuição de tempos de residência, DTR, para algumas condições específicas de escoamento. Com isso foi possível confrontar a eficiência de remoção de inclusões efetiva com os parâmetros de escoamento obtidos pelas curvas DTR e caracterizar qual configuração de sistema é mais eficiente para a limpidez do aço. O estudo comprova que existe melhoria na eficiência de remoção de inclusões do aço líquido para distribuidor com modificadores de fluxo em relação aos sem modificadores. Para a configuração do distribuidor com injeção de gás, novamente tem-se uma melhor eficiência de remoção de inclusões, tanto nas configurações sem e com modificadores de fluxo. Em linhas gerais, a análise das curvas de distribuição de tempos de residência mostrou que a relação entre o volume pistonado e o volume morto diminuía à medida que a vazão de gás injetada e a eficiência de remoção aumentavam. Desta forma, a análise exclusiva dos volumes característicos do escoamento do distribuidor não é suficiente para concluir qual é a melhor configuração interna do distribuidor objetivando a máxima eficiência de remoção de inclusões. A melhor eficiência de remoção de inclusões foi para a configuração do distribuidor com diques e barragens, com plugue posicionado a 56cm de afastamento da válvula longa e operando com uma vazão entre 2 e 3Nl/min, isso por apresentar uma eficiência de remoção de inclusões de 75%, e por ter um nível de perturbação aceitável na interface metal/escória pelo afloramento do gás.