Title

MONITORAMENTO E OTIMIZAÇÃO DO DESGASTE DOS TUBOS SUBMERSOS DAS MÁQUINAS DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO EM TEMPO REAL

REAL-TIME MONITORING AND WEAR OPTIMIZATION OF SUBMERGED ENTRY NOZZLES OF CONTINUOUS SLAB CASTERS

Authorship

Ramstorfer, Franz; Silva, Charlie Denis Cordeiro; Nunes, Antonio Eli; Guzela, Danilo Di Napoli

Ramstorfer, Franz

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Silva, Charlie Denis Cordeiro

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Nunes, Antonio Eli

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Guzela, Danilo Di Napoli

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DOI

10.5151/2594-5300-22749

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Abstract

Este trabalho foi focado no desenvolvimento de um sistema de monitoramento e de um algoritmo de otimização do desgaste dos tubos submersos das máquinas de lingotamento contínuo em tempo real. O sistema de monitoramento foi desenvolvido para informar ao operador do molde sobre o estado do desgaste em tempo real durante o lingotamento. A utilização deste sistema evita primeiramente o risco da utilização excessiva e consequente quebra do tubo. Este tipo de incidente implica sempre em um risco considerável para os operadores que trabalham removendo as partes quebradas no interior do molde, no sentido de evitar o risco de rompimento de veio devido a um aprisionamento de material não metálico junto à frente de solidificação. Além das questões de segurança, esse sistema também contribui para aumentar o tempo de utilização do tubo, e consequentemente reduzir os custos de produção. Os parâmetros do modelo matemático existentes no sistema de monitoramento, que descrevem a velocidade e a forma do desgaste, foram ajustados através de uma série de exemplares de tubos utilizados pelo processo, medindo-se o desgaste dos mesmos. Além disso, um algoritmo de otimização do desgaste foi desenvolvido para controlar a profundidade de imersão do tubo submerso numa posição fixa, no sentido de maximizar o tempo de utilização. Com a implementação desses dois sistemas, não só o tempo de utilização dos tubos submersos pode ser melhorado, mas também, a segurança dos operadores e do processo.

The present work is focused on the development of a real-time monitoring system and an optimization algorithm of the wear of submerged entry nozzles (SEN) of continuous slab casters. The real-time monitoring system was developed in order to inform the operator about the actual state of SEN wear during casting. The utilization of this system avoids primarily the risk of an excessive use and a breakage of the SEN. This kind of incident always entails a considerable danger for the operators while removing the broken parts out of the mould and a risk of a breakout due to an entrapment of refractory parts in the strand too. Beside these essential safety issues, this system contributes as well a lot to an increase of the usage time and therefore to a reduction of the production costs. The parameters of the mathematical model behind the online system, which describe the speed and the shape of the wear, were adjusted by collecting process data and measuring the wear of various nozzles utilized at different casting conditions. Additionally, a wear optimization algorithm was developed for controlling the immersion depth of the SEN in order to maximize the usage time even it was already used at a constant immersion depth for some time. With the implementation of these two systems, not only the usage time of the submerged entry nozzles could be enhanced significantly, but also, at the same time, the operator- and process safety.

Keywords

Lingotamento contínuo; Tubos submersos; Monitoramento de desgaste em tempo real; Otimização de desgaste.

Continuous slab casting; Submerged entry nozzles; Real-time wear monitoring; Wear optimization.