Title

DESENVOLVIMENTO DE SIMULAÇÃO FLUIDODINÂMICA EM PANELA COM LANÇA DE INJEÇÃO SUBMERSA

DEVELOPMENT OF FLUID DYNAMIC SIMULATION IN THE LADLE WITH SUBMERGED LANCE INJECTION

Authorship

Perasoli, Daniela Barçante; Gonçalves, Alice Silva; Silva, Cecilia Laia da; Berlini Filho, Carlos; Silva, Carlos Antônio da; Peixoto, Johne Jesus Mol

DOI

10.5151/2594-5300-40052

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Abstract

PARA O DESENVOLVIMENTO DA SIMULAÇÃO FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL (CFD) DO PROCESSO DE DESULFURAÇÃO EM PANELA COM INJEÇÃO DE REAGENTE ATRAVÉS DE LANÇA SUBMERSA, A CALIBRAÇÃO DE FORÇAS INTERFÁSICAS É ESSENCIAL PARA OBTER UMA PREDIÇÃO CONFIÁVEL, QUE PERMITA CONHECER A DISTRIBUIÇÃO DE GÁS E PARTÍCULAS REAGENTES PELO DOMÍNIO. NESTE TRABALHO, UTILIZANDO SIMULAÇÕES NUMÉRICAS VIA CFX, INVESTIGOU-SE O EFEITO DAS FORÇAS DE SUSTENTAÇÃO E DISPERSÃO TURBULENTA EM UM MODELO FÍSICO NA ESCALA 1:7 DE UMA PANELA INDUSTRIAL DE 245 TONELADAS. A DISTRIBUIÇÃO DE GÁS PREVISTA VIA CFD FOI AVALIADA E VALIDADA COM RESULTADOS DE MODELAGEM FÍSICA. A MELHOR COMBINAÇÃO DE FORÇAS INTERFÁSICAS FOI ENCONTRADA USANDO UM COEFICIENTE DE MASSA VIRTUAL DE 0,3, A FORÇA DE DISPERSÃO TURBULENTA E UM COEFICIENTE DE SUSTENTAÇÃO DE 0,5. O TEMPO DE MISTURA FOI BEM PREVISTO PELAS SIMULAÇÕES CFD. O FLUXO DE GÁS INFLUENCIOU MUITO NO TEMPO DE MISTURA E A DESCENTRALIZAÇÃO DA LANÇA TAMBÉM REDUZIU O TEMPO DE MISTURA.

 

For the development of the computational fluid dynamic (CFD) simulation of the ladle desulphurization process with reagent injection through a submerged lance, the calibration of interphase forces is essential to obtain a reliable prediction, which allows the distribution of gas and reactant particles throughout the domain to be known. In this work, using numerical simulations via CFX, the effect of lift, and turbulent dispersion forces in a 1:7 scale physical model of a 245ton industrial ladle was investigated. The distribution of gas predicted via CFD was assessed and validated with physical modeling results. The best combination of interphase forces was found by taking in account a virtual mass coefficient of 0.3, the turbulent dispersion force and a lift coefficient of 0.5. Mixing time was well predicted by the CFD simulations. The gas flow showed a great influence on the mixing time and off-centering the lance also reduced the mixing time.

Keywords

DESSULFURAÇÃO DE GUSA; PANELA DE GUSA; LANÇA SUBMERSA; SIMULAÇÃO CFD.

Hot Metal Desulfurization; Hot metal ladle; Submerged lance; CFD Simulations.