Title

INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS OPERACIONAIS NAS CONDIÇÕES DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR AO LONGO DE UM MOLDE INDUSTRIAL DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

INFLUENCE OF THE OPERATIONAL PARAMETERS IN HEAT TRANSFER BEHAVIORS ON A CONTINUOUS CASTING INDUSTRIAL MOLD

Authorship

Barcellos, Vinicius Karlinski de; Ferreira, Carlos Raimundo Frick; Santos, Carlos Alexandre dos; Spim, Jaime Alvares

Barcellos, Vinicius Karlinski de

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Ferreira, Carlos Raimundo Frick

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Santos, Carlos Alexandre dos

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Spim, Jaime Alvares

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DOI

10.5151/2594-5327-0139

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Abstract

Este trabalho consiste do estudo e análise da transferência de calor na solidificação de tarugos produzidos pelo processo do lingotamento contínuo, especificamente na região do molde. Para analisar a transferência de calor num molde em condições industriais, durante o lingotamento de aços peritéticos, foram utilizados termopares e um sistema de aquisição de dados. As medidas de temperatura no molde foram realizadas através da inserção de termopares estrategicamente posicionados nas paredes do mesmo, ao longo da altura. Para determinar os coeficientes de transferência de calor (h) na interface metal/molde ao longo da distância a partir do menisco foi desenvolvido um modelo matemático computacional da solidificação baseado na solução do problema inverso de condução de calor. Efeitos da composição do aço, transformações peritéticas e parâmetros de processo foram analisados e correlacionados com os coeficientes de transferência de calor (h). A implementação do modelo computacional resultou no desenvolvimento de um software de simulação que permite estimar o comportamento térmico durante a solidificação do tarugo e o crescimento da casca solidificada. Os resultados gerados pela simulação de corridas com diferentes composições químicas mostram a forte influência dos parâmetros operacionais no fenômeno da transferência de calor no molde da planta industrial.

This work centers upon comprehension and analysis of the heat transfer behavior during the billet solidification in the continuous casting process along the mold. This study has a focus on peritectic steels solidification and the temperature measurement by thermocouples inside the industrial mold. In order to analyze the results software produced by the study group in association with the industry was used and it is called InALC+. That software is able to analyze the solidification behavior and heat transfer during the continuous casting process. The results of temperature were correlated with heat transfer coefficients which are variable along the length of the mold. The heat transfer coefficients were obtained by a inverse problem heat transfer modeling and real conditions of the process. The simulation results presented curves of the heat transfer variation along the mold and it was used to improve the simulation of the solidification. The results showed a great influence of the steel grade and process condition in heat transfer coefficient.

Keywords

Lingotamento contínuo; Coeficiente de transferência de calor; Solidificação; Simulação numérica.

Continuous casting; Heat transfer coefficient; Solidification; Numerical models.