Modelamento físico e matemático do fluxo no Interior de um molde de lingotamento contínuo de Beam Blank alimentado com duas válvulas submersas tubulares.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Peixoto, Johne Jesus Mol
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFOP
Texto Completo: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6449
Resumo: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
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spelling Modelamento físico e matemático do fluxo no Interior de um molde de lingotamento contínuo de Beam Blank alimentado com duas válvulas submersas tubulares.Superfícies - modelosMétodos de simulaçãoMedidores de fluxoMetaisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.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.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.Silva, Carlos Antônio daSilva, Itavahn Alves daCosta, Sérgio Luiz de SouzaPeixoto, Johne Jesus Mol2016-04-29T13:52:26Z2016-04-29T13:52:26Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPEIXOTO, Johne Jesus Mol. Modelamento físico e matemático do fluxo no Interior de um molde de lingotamento contínuo de Beam Blank alimentado com duas válvulas submersas tubulares. 2016. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2016.http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/6449Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 28/04/2016 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFOPinstname:Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)instacron:UFOP2019-09-17T13:05:16Zoai:repositorio.ufop.br:123456789/6449Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufop.br/oai/requestrepositorio@ufop.edu.bropendoar:32332019-09-17T13:05:16Repositório Institucional da UFOP - Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP)false
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