Título

MODELO NUMÉRICO DA REMOÇÃO DE HIDROGÊNIO DO AÇO DURANTE A DESGASEIFICAÇÃO À VÁCUO

MODELING OF HYDROGEN REMOVAL FROM STEEL DURING VACUUM DEGASSING

Autoria

Trindade, Leonardo Barboza; Vilela, Antônio Cezar Faria

DOI

10.5151/2594-5300-34545

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Resumo

A REMOçãO DO HIDROGêNIO NO AçO LíQUIDO é MUITO IMPORTANTE PARA EVITAR DEFEITOS NO PRODUTO SOLIDIFICADO. O PROCESSO MAIS EFICIENTE ENVOLVE A INJEçãO DE UM GáS (ARGôNIO OU NITROGêNIO) SOB BAIXA PRESSãO, CONDIçõES ENCONTRADAS NO VD (DESGASEIFICADOR à VáCUO). NESTE TRABALHO, UM MODELO EM CFD (DINâMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL) FOI CONSTRUíDO PARA SIMULAR O ESCOAMENTO GáS-METAL EM UMA PANELA DE 100T. UM CAMPO DE ESCOAMENTO ESTACIONáRIO FOI CALCULADO E USADO COMO CONDIçãO INICIAL PARA SIMULAR A TRANSFERêNCIA DE HIDROGêNIO ENTRE AS FASES GAS E METAL LíQUIDO. AS CONDIçõES DE EQUILíBRIO FORAM CALCULADAS EM FUNçãO DA PRESSãO PARCIAL DE HIDROGêNIO DE ACORDO COM A LEI DE SIEVERT. OS COEFICIENTES DE TRANSFERêNCIA DE MASSA E A áREA INTERFACIAL FORAM OBTIDOS DAS CONDIçõES DE ESCOAMENTO. A REMOçãO FOI SIMULADA POR 20 MINUTOS E OS EFEITOS DE VAZãO DE GáS E PRESSãO DE VáCUO FORAM AVALIADOS. OS RESULTADOS ESTãO DE ACORDO COM MODELOS SIMILARES DA LITERATURA. ESTE MODELO PODE SER EMPREGADO COMO UMA FERRAMENTA DE PREDIçãO ON-LINE DOS NíVEIS DE HIDROGêNIO DURANTE O PROCESSO DE DESGASEIFICAçãO.

 

THE REMOVAL OF HYDROGEN FROM MOLTEN STEEL IS ESPECIALLY IMPORTANT TO AVOID DEFECTS IN THE SOLIDIFIED PRODUCT. THE MOST EFFICIENT PROCESS TO REMOVAL HYDROGEN INVOLVES THE INJECTION OF A GAS (ARGON OR NITROGEN) UNDER LOW PRESSURE, CONDITIONS FOUNDED IN THE VD (VACUUM DEGASSING). IN THIS WORK, A CFD (COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS) MODEL WAS BUILT TO SIMULATE THE GAS-METAL FLOW IN A LADLE OF 100 T. THE STEADY FLOW WAS USED AS AN INITIAL CONDITION TO SIMULATE THE HYDROGEN MASS TRANSFER BETWEEN THE GAS-METAL PHASES. THE EQUILIBRIUM CONDITIONS WERE CALCULATED IN FUNCTION OF THE HYDROGEN PARTIAL PRESSURE ACCORDINGLY SIEVERT´S LAW. THE MASS TRANSFER COEFFICIENT AND THE INTERFACIAL AREA DENSITY WERE OBTAINED FROM THE FLOW CONDITIONS. THE HYDROGEN REMOVAL WAS SIMULATED FOR 20 MINUTES AND EFFECTS OF GAS FLOW RATE AND VACUUM PRESSURE WERE ANALYZED. THE RESULTS AGREE WELL WITH THE DATA FOUNDED IN LITERATURE. THIS MODEL CAN BE APPLIED TO DEVELOP AN ONLINE TOOL TO PREVIEW THE HYDROGEN DURING DEGASSING.

Palavras-chave

remoção de hidrogênio; desgaseificação à vácuo; simulação do escoamento de fluidos

Hydrogen removal; Vacuum degassing; Fluid flow simulation