Title

IMPLEMENTAÇÃO DE UM MODELO MATEMÁTICO PARA O PROCESSO DE SOLIDIFICAÇÃO EM FORNOS ESR

IMPLEMENTAÇÃO DE UM MODELO MATEMÁTICO PARA O PROCESSO DE SOLIDIFICAÇÃO EM FORNOS ESR

Authorship

Cristo, Sidinei Colodeti; Cardozo, Gilberto; Rezende, Marco Antonio

Cristo, Sidinei Colodeti

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Cardozo, Gilberto

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Rezende, Marco Antonio

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DOI

10.5151/2594-5300-0041

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Abstract

Os recentes avanços nos processos de metalurgia secundária (forno panela, VOD, RH, etc...) têm produzido aços com nível de qualidade cada vez maior principalmente sob o ponto de vista de limpeza e desgaseificação, entretanto, para algumas aplicações especiais, além dos requisitos citados, a isotropia e baixo nível de segregação também são exigidos e tais processos pouco podem fazer para melhoria destas características quando da formação da estrutura bruta de solidificação. O processo de refusão por eletroescória ( ESR) é um dos processos de refino que satisfaz com grande êxito os requisitos de limpeza, estrutura e baixos níveis de segregação gerando produtos praticamente isentos de inclusões e com alto índice de isotropia sob o ponto de vista de propriedades mecânicas.
Uma das características mais importantes na definição da estrutura bruta de fusão é a distância entre os braços primários e secundários das dendritas. Tal dimensão pode ser diretamente relacionada com o tempo local de solidificação (LST) que é o tempo no qual o material inicialmente na temperatura liquidus atinge a temperatura solidus. Na busca da otimização do processo com o objetivo de produzir lingotes de excelente qualidade estrutural é, portanto, de fundamental importância o conhecimento do tempo local de solidificação em função dos parâmetros de processo. Neste sentido, a Villares Metals está desenvolvendo um programa de computador através da implementação de um modelo matemático para determinação do ponto ótimo do processo. O presente trabalho mostra o estágio atual da implementação de tal modelo e alguns resultados iniciais.

The late development on secondary metallurgical processes (ladle furnace, VOD,RH, etc..) have been producing high quality steels, especially on the cleanness and degassing point of view. However, some applications ask for other requirements such as low segregation level and isotropic properties and those processes are not able to achieve these requirements when the cast structure is generated. The electroslag remelting process (ESR) is one of refining processes which rich successfully the cleaning and structure requirements making products without inclusions and with a high level of isotropy on mechanical properties . One of most important features on defining the cast structure is the primary and secondary dendrite arm space. Such dimension can be straightly associated with the local solidification time (LST) which is the time taken by a droplet to cross the solidus temperature from the liquidus temperature. Looking for the optimum process operation in order to produce excellent quality structure it is very important to have the knowledge of how the LST varies with the process parameters.
Therefore, Villares Metals is developing a software by the implementation of a mathematical model to define the optimum process parameters. This paper shows the present stage of the model implementation and some first results.

Keywords

ESR, Simulação, solidificação e LST.

ESR, Simulation, Solidification and LST.