Title

DESENVOLVIMENTO DE UM DISPOSITIVO PARA PROTEÇÃO DO JATO ABERTO UTILIZANDO DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL

DEVELOPMENT OF A PROTECTION DEVICE OF FREE JET USING COMPUTATIONAL FLUIDS DYNAMIC

Authorship

Kruger, Marcelo; Reis, Marcus Vinicius Figueira dos; Trindade, Leonardo Barboza; Borges, Rodrigo Nazareth; Santos, Mauricio dos

Kruger, Marcelo

I am this author

Reis, Marcus Vinicius Figueira dos

I am this author

Trindade, Leonardo Barboza

I am this author

Borges, Rodrigo Nazareth

I am this author

Santos, Mauricio dos

I am this author

DOI

10.5151/2594-5300-0024

Downloads

Abstract

A qualidade do aço obtido através do processo de lingotamento contínuo pode ser afetada quando há um contato direto entre o aço líquido e o ar (oxigênio). Visando uma melhor proteção do jato aberto entre o distribuidor e o molde, o Centro de Pesquisa e Desenvolvimento da Magnesita desenvolveu um dispositivo, onde um gás inerte é injetado no seu interior, criando uma atmosfera contendo uma quantidade reduzida de oxigênio. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo, através da utilização de uma ferramenta de Dinâmica dos Fluidos Computacional, realizar uma análise tanto qualitativa quanto quantitativa para as diversas configurações geométricas testadas. A metodologia de Volumes Finitos, utilizada no pacote computacional CFX 5.7 , foi empregada. Foi considerado um modelo multicomponente com ar e nitrogênio com convecção natural, devido à alta temperatura do jato de aço. O modelo k-ε foi utilizado para a modelagem de turbulência.

The steel quality in the continuous casting can be affected when the steel is exposed to the air. Aiming a protection device for the non-protected casting, Magnesita Research and Development Center developed a device where a gas is injected inside it, with the objective to create an atmosphere with a reduced amount of oxygen. In this context, using the Computational Fluid Dynamics tool, this paper aims to carry out a qualitative and a quantitative analysis, for different geometric configurations, and determining the influence of these modifications in the standard flow. The finite volumes methodology, used in the computational package CFX 5.7 , was applied. A multicomponent model with air and nitrogen was considered, including the natural convection due to the high temperature of the steel flow. The k-ε model was used to take into account the effects of turbulence.

Keywords

Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD), Lingotamento contínuo, jato aberto.

Computational Fluid Dynamics (CFD), Continuous casting, Non- Protected Casting.