Title

ESTUDO DO FENÔMENO DE CLOGGING NA REGIÃO DA VÁLVULA TAMPÃO POR MEIO DA FERRAMENTA DE CFD

INVESTIGATION OF CLOGGING MECHANISM IN THE STOPPER ROD REGION EMPLOYING CFD ANALYSIS

Authorship

Contini, André Carlos; Morales, Bayard Beling; Trindade, Leonardo Barboza; Vilela, Antônio Cezar Faria

Contini, André Carlos

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Morales, Bayard Beling

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Trindade, Leonardo Barboza

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Vilela, Antônio Cezar Faria

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DOI

10.5151/2594-5300-15863

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Abstract

No lingotamento contínuo o fenômeno de clogging é um problema ainda a ser resolvido e pouco se sabe a respeito da fluidodinâmica e sua relação com a deposição de inclusões. Este trabalho pretende compreender melhor o mecanismo de deposição de inclusões de alumina empregando um modelo fluidodinâmico computacional para caracterizar o escoamento do aço na região da válvula tampão. Para o cálculo foi construída uma geometria tridimensional da região próxima à válvula. A solução do escoamento e o estudo da deposição de inclusões foi implementada usando uma formulação euleriana e o modelo lagrangeano, respectivamente. Foram avaliadas diferentes aberturas do tampão para visualizar o comportamento do aço na região da válvula e relacioná-lo a taxa de deposição de aluminas. Conseguiu-se observar que ocorre uma recirculação na ponta do tampão e ela está relacionada com a abertura da válvula. Observou-se que quanto mais elevada estiver a válvula tampão menor a taxa de deposição de inclusões.

During continuous casting the clogging phenomenon is a problem about which there is still little knowledge, mainly concerning its fluid-dynamic relation to inclusions deposition. The purpose of this study is to enhance the understanding of the inclusions deposition mechanism, employing a CFD model to describe steel flow in a stopper rod. A 3D geometry of the nozzle region was built. The results were obtained using an Euler approach and the Lagrangean to solve the flow and the inclusions deposition, respectively. Different stopper rod openings were evaluated in order to visualize the steel flow through the nozzle and compare the alumina deposition rate. The results show that there is a relation between the stopper rod openings and the recirculation that occurs in the stopper rod tip. It was observed that larger stopper rod openings lower the inclusions deposition rate.

Keywords

Lingotamento contínuo de aço; Válvula tampão; Clogging; CFD.

Continuous casting of steel; Stopper rod; Clogging; CFD.