Title

AVALIAÇÃO EM CAMPO DAS VELOCIDADES DE SUB-MENISCO: APRIMORANDO A COMPREENSÃO DO PROCESSO NAS OPERAÇÕES DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

ON-SITE ASSESSMENT OF SUB-MENISCUS VELOCITIES: ENHANCING PROCESS UNDERSTANDING IN CONTINUOUS CASTING OPERATIONS

Authorship

RESENDE, ALEXANDRE DOLABELLA; HACKL, GERNOT; FELLNER, WOLFGANG; KODUKULA, SURESH; LOBOS, GASTON EDUARDO ASENJO

RESENDE, ALEXANDRE DOLABELLA

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HACKL, GERNOT

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FELLNER, WOLFGANG

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KODUKULA, SURESH

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LOBOS, GASTON EDUARDO ASENJO

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DOI

10.5151/2594-5300-42526

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Abstract

O comportamento do fluxo de aço líquido no molde durante o lingotamento contínuo é fundamental para a qualidade do produto e a estabilidade do processo, sendo a velocidade do fluxo no sub-menisco um fator decisivo para minimizar defeitos como trincas superficiais e arraste de escória. Este estudo apresenta o desenvolvimento e a aplicação industrial de um sistema inovador de medição, o Sub Meniscus Velocimeter (SMV), projetado pela RHI Magnesita, que opera com base no princípio da força de arrasto, utilizando hastes sensoras cerâmicas para capturar dados de velocidade em tempo real na região do menisco. O sistema permite uma avaliação qualitativa e quantitativa dos padrões de fluxo, estabilidade e simetria em condições reais de lingotamento. Três estudos de caso industriais são apresentados: (1) avaliação de um design modificado de válvula submersa (SEN), onde as medições com o SMV confirmaram maior estabilidade do fluxo e redução de distúrbios superficiais em comparação com o design padrão; (2) monitoramento dinâmico do fluxo durante mudanças de processo, onde o sensor detectou tanto respostas esperadas quanto anomalias, incluindo uma trinca oculta na válvula que alterava a simetria do fluxo; e (3) análise comparativa de dois tipos de SEN, demonstrando a capacidade do sistema em diferenciar comportamentos de fluxo, validada com dados de qualidade do produto. Os resultados confirmam a eficácia do sensor no diagnóstico em tempo real das condições de fluxo, apoiando a otimização do processo, a detecção precoce de anomalias e a validação de melhorias no design de válvulas submersas em operações de lingotamento contínuo.

THE FLOW BEHAVIOR OF MOLTEN STEEL IN THE MOLD DURING CONTINUOUS CASTING IS CRITICAL FOR PRODUCT QUALITY AND PROCESS STABILITY, WITH SUB-MENISCUS FLOW VELOCITY PLAYING A DECISIVE ROLE IN MINIMIZING DEFECTS SUCH AS SURFACE CRACKS AND SLAG ENTRAINMENT. THIS STUDY PRESENTS THE DEVELOPMENT AND INDUSTRIAL APPLICATION OF A NOVEL SUB MENISCUS VELOCIMETER (SMV) MEASUREMENT SYSTEM DESIGNED BY RHI MAGNESITA, WHICH OPERATES ON THE DRAG FORCE PRINCIPLE USING CERAMIC SENSOR RODS TO CAPTURE REAL-TIME VELOCITY DATA AT THE MENISCUS REGION. THE SYSTEM ENABLES QUALITATIVE AND QUANTITATIVE ASSESSMENT OF FLOW PATTERNS, STABILITY, AND SYMMETRY UNDER ACTUAL CASTING CONDITIONS. THREE INDUSTRIAL CASE STUDIES ARE PRESENTED: (1) EVALUATION OF A MODIFIED SUBMERGED ENTRY NOZZLE (SEN) DESIGN, WHERE SMV MEASUREMENTS CONFIRMED IMPROVED FLOW STABILITY AND REDUCED SURFACE DISTURBANCES COMPARED TO THE STANDARD DESIGN; (2) DYNAMIC FLOW MONITORING DURING PROCESS CHANGES, WHERE THE SENSOR DETECTED BOTH EXPECTED FLOW RESPONSES AND ANOMALIES, INCLUDING A HIDDEN NOZZLE CRACK THAT ALTERED FLOW SYMMETRY; AND (3) COMPARATIVE ANALYSIS OF TWO SEN TYPES, DEMONSTRATING THE SYSTEM’S ABILITY TO DIFFERENTIATE FLOW BEHAVIORS AND VALIDATED WITH QUALITY FEEDBACK DATA. THE RESULTS CONFIRM THE SENSOR'S EFFECTIVENESS IN DIAGNOSING REAL-TIME FLOW CONDITIONS, SUPPORTING PROCESS OPTIMIZATION, EARLY DETECTION OF ANOMALIES, AND VALIDATION OF NOZZLE DESIGN IMPROVEMENTS IN CONTINUOUS CASTING OPERATIONS.

Keywords

Lingotamento contínuo, Sensor, Fluidodinâmica, Válvula Submersa

Continuous casting, Sensor, Fluid Dynamics, Submerged Entry Nozzle