Título

CONTROLE DE TEMPERATURA DO AÇO DURANTE O VAZAMENTO DA PANELA PARA O DISTRIBUIDOR DURANTE O PROCESSO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

CONTROLE DE TEMPERATURA DO AÇO DURANTE O VAZAMENTO DA PANELA PARA O DISTRIBUIDOR DURANTE O PROCESSO DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

Autoria

SOLMANI, MARCIO RODRIGO

SOLMANI, MARCIO RODRIGO

Eu sou esse autor

DOI

10.5151/2594-5327-4012

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Resumo

Com o aumento das exigências de qualidade do produto, o segmento industrial tem aumentado a sua demanda por tecnologia que confira uma competitividade dentro do mercado. A indústria siderúrgica, assim como as outras, se enquadra dentro dessa visão. Dentre os processos da indústria siderúrgica que se destacam em termos de importância está o “ciclo de panela”, juntamente com o lingotamento contínuo, ou os processos de refino secundários, que nestas duas últimas décadas têm aumentado consideravelmente em importância. Para a fabricação do aço tem-se havido um desenvolvimento de tecnologia e a necessidade de uma qualidade final tem tornado cada vez mais rigorosos os critérios de exigência para as etapas de fabricação. E uma etapa específica deverá receber tratamento destacado: o processo de vazamento do aço da panela de aciaria para o distribuidor durante o processo de lingotamento contínuo. Essa etapa é importante porque é a fase de maior influência nas variáveis de todo o ciclo de panela, por diversas razões, tais como, por exemplo, um período de realização elevado com influência marcante no balanço térmico, com consequentes efeitos marcantes na temperatura (decisiva) de vazamento para o distribuidor. O presente trabalho trata de simular numericamente as perdas de calor ocorridas nos equipamentos metalúrgicos, precisamente em uma panela de aciaria, quando da ocasião dos seus ciclos normais de operação, fazendo o uso de modelos matemáticos mediante a aplicação da técnica do método de diferenças finitas. Desenvolveu-se um modelo que permita a implementação em algoritmos computacionais, visando estabelecer o controle de temperatura do aço líquido contido na panela durante a etapa de vazamento de aço da panela para o distribuidor de uma aciaria utilizando-se do software ANSYS, versão 6.0, o qual tem como ferramenta principal o Método dos Elementos Finitos. Inicialmente construiu-se um modelo cuja malha da parede refratária era composta de 1174 elementos finitos e 1196 nós, e a que foi utilizada era composta de 1499 elementos finitos e 1594 nós. Os principais resultados obtidos através da simulação numérica foram: perfil de temperatura do aço líquido juntamente com a parede refratária, perfil de velocidade e de pressão do banho metálico e também os valores de enk (energia cinética turbulenta) e de enés (dissipação de energia cinética turbulenta). Os resultados obtidos são comparados com os da indústria, especificamente da USIMINAS. Com base nos resultados obtidos nesta simulação numérica juntamente com a identificação de pontos críticos na perda de temperatura do banho metálico, pode-se empregar medidas preventivas, de modo a evitar um superaquecimento ou um aquecimento prematuro que acarretará problemas durante o lingotamento contínuo.

Com o aumento das exigências de qualidade do produto, o segmento industrial tem aumentado a sua demanda por tecnologia que confira uma competitividade dentro do mercado. A indústria siderúrgica, assim como as outras, se enquadra dentro dessa visão. Dentre os processos da indústria siderúrgica que se destacam em termos de importância está o “ciclo de panela”, juntamente com o lingotamento contínuo, ou os processos de refino secundários, que nestas duas últimas décadas têm aumentado consideravelmente em importância. Para a fabricação do aço tem-se havido um desenvolvimento de tecnologia e a necessidade de uma qualidade final tem tornado cada vez mais rigorosos os critérios de exigência para as etapas de fabricação. E uma etapa específica deverá receber tratamento destacado: o processo de vazamento do aço da panela de aciaria para o distribuidor durante o processo de lingotamento contínuo. Essa etapa é importante porque é a fase de maior influência nas variáveis de todo o ciclo de panela, por diversas razões, tais como, por exemplo, um período de realização elevado com influência marcante no balanço térmico, com consequentes efeitos marcantes na temperatura (decisiva) de vazamento para o distribuidor. O presente trabalho trata de simular numericamente as perdas de calor ocorridas nos equipamentos metalúrgicos, precisamente em uma panela de aciaria, quando da ocasião dos seus ciclos normais de operação, fazendo o uso de modelos matemáticos mediante a aplicação da técnica do método de diferenças finitas. Desenvolveu-se um modelo que permita a implementação em algoritmos computacionais, visando estabelecer o controle de temperatura do aço líquido contido na panela durante a etapa de vazamento de aço da panela para o distribuidor de uma aciaria utilizando-se do software ANSYS, versão 6.0, o qual tem como ferramenta principal o Método dos Elementos Finitos. Inicialmente construiu-se um modelo cuja malha da parede refratária era composta de 1174 elementos finitos e 1196 nós, e a que foi utilizada era composta de 1499 elementos finitos e 1594 nós. Os principais resultados obtidos através da simulação numérica foram: perfil de temperatura do aço líquido juntamente com a parede refratária, perfil de velocidade e de pressão do banho metálico e também os valores de enk (energia cinética turbulenta) e de enés (dissipação de energia cinética turbulenta). Os resultados obtidos são comparados com os da indústria, especificamente da USIMINAS. Com base nos resultados obtidos nesta simulação numérica juntamente com a identificação de pontos críticos na perda de temperatura do banho metálico, pode-se empregar medidas preventivas, de modo a evitar um superaquecimento ou um aquecimento prematuro que acarretará problemas durante o lingotamento contínuo.

Palavras-chave

lingotamento contínuo, controle térmico, panela de aciaria, simulação numérica, ANSYS

lingotamento contínuo, controle térmico, panela de aciaria, simulação numérica, ANSYS