Title

VALIDAÇÃO DE METODOLOGIA NUMÉRICA PARA PREDIÇÃO DE ARRASTE DE ESCÓRIA EM MOLDES CIRCULARES NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE AÇOS ESPECIAIS

VALIDATION OF A NUMERICAL PROCEDURE TO THE PREDICTION OF SLAG ENTREPMENT IN THE CIRCULAR MOULDS IN THE SPECIAL STEEL CONTINUOUS CASTING

Authorship

Nadalon, José Ernesto de Azevedo; Trindade, Leonardo Barboza; Vilela, Antônio Cezar Faria; Neto, Osvaldo Alves Ferreira; Oliveira, Priscila Paulina de; Machado, Rubens de Paula

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Vilela, Antônio Cezar Faria

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Neto, Osvaldo Alves Ferreira

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DOI

10.5151/2594-5300-18195

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Abstract

A agitação do aço líquido promovida pelos agitadores eletromagnéticos (EMS), além de favorecer a flotação inclusionária, aumenta a extração de calor no molde, o que proporciona maior zona equiaxial de solidificação. Porém, uma agitação excessiva pode arrastar a escória do topo do molde, potencializando a formação de defeitos no tarugo. Este trabalho visa validar uma metodologia numérica de predição das condições de agitação críticas para a ocorrência de arraste no molde durante o lingotamento contínuo (LC). O estudo é baseado em um modelo físico, que simula o comportamento da interface líquido-líquido no interior de um molde circular sob efeito de condições de agitação, similares às promovidas pelo EMS. Foram avaliadas as deformações da interface aço-escória, bem como as condições críticas de velocidade que evidenciam início de arraste de escória. A comparação entre os modelos, numérico e físico, apresentou boa concordância, indicando que a metodologia numérica pode ser empregada para reproduzir as condições de prática operacional da planta.

The liquid steel stirring by the electromagnetic stirrer (EMS), in addition to the inclusions flotation, enhances the heat extraction in the mould, promoting an increasing in the equiaxed solidification area. However, an excessive stirring can drag the slag from the top of the mould, causing the formation of defects in the billets. This study aims to validate a numerical procedure to predict the critical velocity condition for the occurrence of slag entrapment in the mould during the continuous casting. Based on a physical model, that simulates the behavior of a liquid-liquid interface under effect of a rotational stirrer, similar to those provided by EMS. The deformation of the interface was evaluated, as well the critical speed in the interface before the slag entrapment occurs. The comparison between the models, numerical and physical, showed good agreement, which means that the procedure can be used to reproduce the conditions of practice operating in the steel plant.

Keywords

Arraste de escória; Agitação eletromagnética; Lingotamento contínuo; Modelagem física; Simulação numérica.

Slag entrapment; Electromagnetic stirring; Continuous casting; Numerical simulation; Physical model.