Title

AVALIAÇÃO DA LIMPIDEZ DO AÇO LÍQUIDO ATRAVÉS DA MODELAGEM MATEMÁTICA

EVALUATING THE STEEL CLEANLINESS IN A RH DEGASSER THROUGH MATHEMATICAL MODELING

Authorship

Lascosqui, Paulo Sérgio Bringhenti; Filho, Geraldo Alves Vargas; Moreira, Dimas Bahiense; Silva, Carlos Antônio da; Silva, Itavahn Alves da; Seshadri, Varadarajan

Lascosqui, Paulo Sérgio Bringhenti

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Moreira, Dimas Bahiense

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Silva, Carlos Antônio da

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Silva, Itavahn Alves da

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Seshadri, Varadarajan

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DOI

10.5151/2594-5300-0076

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Abstract

No processo RH ocorre a circulação do aço líquido entre a panela e a câmara de vácuo. Nesta câmara, também ocorrem as reações metalúrgicas de descarburação e desgaseificação (remoção do hidrogênio, oxigênio e em menor escala do nitrogênio). Neste processo se consegue atingir uma grande energia de misturamento como conseqüência da circulação do aço, fator que influi positivamente nas reações físicas de remoção das inclusões não metálicas na panela. Como a adição de alumínio para aquecimento ou desoxidação do aço gera uma grande quantidade de inclusões (alumina), o tempo de circulação após a adição do desoxidante tem grande influência na limpidez do aço. Então diferentes condições de operação têm sido estudadas com o objetivo de se obter melhorias no desempenho e na produtividade. Modelos de simulação matemáticos e/ou físicos podem ser empregados para tal, bem como a amostragem do aço ao longo do processo, para caracterização em laboratório. Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemático tridimensional para a simulação da circulação do aço na panela, com a finalidade de avaliar o escoamento do aço, a trajetória das inclusões, bem como também foi desenvolvido um modelo macroscópico para determinar a influência do tempo de circulação (homogeneização), após a adição do alumínio, no grau de limpidez do aço. Para a validação deste modelo, foi empregada a técnica de contagem de inclusões em microscópio e medição do teor de oxigênio total.

The RH process is based upon the circulation of the liquid steel between the steel ladle and a vacuum chamber, where low-pressure-enhanced reactions such as decarburation and degasification occur. The reactor is also a place for inclusion removal. Thus circulation through the vacuum camera has a great influence on the productivity of the equipment. Experiments have been conducted worldwide aiming to improve the steel quality and productivity under different operational conditions. Physical modeling, mathematical modeling, plant experiments, as well as physicochemical evaluations of industrials samples have been employed to evaluate the process. In this work a three-dimensional mathematical model have been developed for simulation of the steel circulation the vacuum chamber and in the ladle. A macroscopic model also was developed, the purpose was to evaluate the influence of the circulation time on the degree of the steel cleanliness – the inclusion content. The model incorporates a collision- coalescence-removal scheme for the inclusions and its validation is provided by techniques of microscope inclusions counting and measurement of the dissolved/total oxygen content.

Keywords

Desgaseificador à vácuo; Limpidez; Modelo matemático; Inclusões.

Vacuum degasser; Cleanliness; Mathematical model; Inclusion.