Título

MODELO MATEMÁTICO DA DISTRIBUIÇÃO DE TEMPERATURAS PARA O RESFRIAMENTO DE UM TUBO DE AÇO SUBMETIDO A TEMPERA POR ANÉIS DE RESFRIAMENTO

MATHEMATICAL MODEL FOR TEMPERATURE’ S PROFILE IN A STEEL PIPE QUENCHED BY WATER COOLING RINGS

Autoria

Gomes, Daniela Fátima; Tavares, Roberto Parreiras; Braga, Bernardo Martins

DOI

10.5151/1516-392X-30274

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Resumo

O processo de têmpera é uma das etapas críticas na produção de tubos de aço, possuindo grande importância na determinação da qualidade do produto final. Nesse trabalho foi desenvolvido um modelo matemático para o resfriamento de um tubo submetido a têmpera por anéis. Neste processo, o tubo passa através de um conjunto de anéis com sprays de água. Uma série de variáveis afetam a performance do processo, tais como: temperatura de entrada do material na estrutura de resfriamento e velocidades de rotação e avanço do tubo. Diversas simulações foram desenvolvidas, comparando diferentes abordagens para a modelagem. Constatou-se que o espaçamento entre os anéis causa grandes gradientes de temperatura ao longo da superfície do tubo. Verificou-se que a transferência de calor ao longo do comprimento do tubo não deve ser negligenciada e a velocidade de rotação do tubo uniformiza a temperatura ao longo da direção angular do tubo.

 

The quenching process is one of the most important steps in steel pipe production and has a significant impact on the quality of the product. Mathematical models have been developed to simulate the heat transfer in this process and to improve the conditions being adopted the conduct the cooling of the tubes. In the present work, a mathematical model was developed to simulate the quenching in a system of cooling rings with water sprays. Several parameters affect the performance of the process, including initial temperature of the tube and its speeds. In the present work, several heat transfer simulations have been carried out, comparing different approaches in the modeling. The results showed that the space between the cooling rings can lead to a non-uniform temperature profile, the heat transfer along the axial direction should not be ignored and the speed of rotation make the temperature distribution more uniform around the pipe.

Palavras-chave

Perfil de temperatura, Têmpera, Controle de processos

Temperature profile, Quenching, Process’s controlling