Title

MODELAGEM MATEMÁTICA DO COMPORTAMENTO TÉRMICO DO PROCESSO DE DESCARBONETAÇÃO DE TIRAS DE AÇOS SILICIOSOS

MATHEMATICAL MODELING OF THE THERMAL BEHAVIOUR OF THE SILICON STEEL STRIP DECARBONIZATION PROCESS

Authorship

Silva, Milton Martins da; Ziviani, Márcio

Silva, Milton Martins da

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Ziviani, Márcio

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DOI

10.5151/2594-5297-0034

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Abstract

Apresenta-se, neste trabalho, uma investigação teórica dos processos de aquecimento e resfriamento de uma tira de aço silicioso em movimento continuo dentro de um equipamento térmico siderúrgico tipo túnel. Desenvolveu-se um modelo matemático para simular o processo térmico que ocorre entre a carga contínua (tira de aço) em movimento a velocidade constante e as diversas seções de aquecedores radiantes elétricos e resfriadores forçados. A metodologia proposta avalia a troca radiativa entre a carga e os aquecedores, e a transferência de calor convectiva entre a carga em movimento e a corrente livre de gases do ambiente interno. A validação do modelo matemático é obtida através da confrontação dos resultados simulados com os resultados experimentais obtidos pela ACESITA S.A. Foi realizado, também, um estudo do comportamento de tendências de cálculo do modelo matemático por meio de simulações hipotéticas, onde foram modificados os parâmetros de operação do reator para comprovação da eficiência da metodologia proposta. O algoritmo computacional de simulação desenvolvido neste trabalho, permite determinar a distribuição de temperatura na tira de aço em qualquer posição no interior do equipamento.

In the present work, the heating and cooling phases of a silicon steel strip, has been investigated by means of a theoretical study on tunnel-shaped thermal metallurgical equipment. A mathematical model has been developed to describe the thermal process that occurs between a continuous load (steel strip) at constant conveying speed and the various sections of electrical radiant heaters and forced coolers. The proposed methodology evaluates the radiative exchange between the load and heaters, and the convective transfer between the moving load and gas flow inside the furnace. Model validation was obtained by confronting the simulated and experimental results obtained by ACESITA S.A. The behavior of the mathematical model simulated using modified operation parameters was also analyzed in order to evaluate the performance of the proposed methodology under hypothetical conditions. The computational algorithm developed in this work provides the users with workload temperature distribution in any position inside the equipment.

Keywords

Forno contínuo; Equipamento térmico; Tratamento térmico; Modelagem matemática.

Continuous furnace; Thermal equipment; Heat treatment; Heat transfer; Mathematical modeling