Título

SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL FLUIDODINÂMICA DO ESCOAMENTO E DA SOLIDIFICAÇÃO NO LINGOTAMENTO CONTÍNUO DE MOLDES REDONDOS

SIMULATION OF FLUID FLOW AND SOLIDIFICATION IN CONTINUOUS CASTING ROUND BILLETS

Autoria

Rodrigo Camargos Barroso; Rubens de Paula Machado; Matias Correa de Miranda; José Ernesto de Azevedo Nadalon; André Carlos Contini; Leonardo Barboza Trindade

DOI

10.5151/1982-9345-24238

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Resumo

Os fenômenos de solidificação no lingotamento contínuo são altamente dependentes da velocidade de lingotamento e das condições de extração de calor do molde. Por sua vez, equipamentos como os agitadores eletromagnéticos, alteram significativamente o escoamento na região do molde, influenciando o perfil térmico e ajudando na redução do calor de superheat. Simular simultaneamente o escoamento, o transporte de energia e a solidificação é um dos objetivos deste trabalho. O modelo emprega o software Ansys/Fluent e é aplicado ao lingotamento contínuo de moldes redondos. Como resultado, obteve-se os mapas de temperatura e a espessura de casca na saída do molde para diferentes velocidades de lingotamento e correntes de agitação. Experimentos realizados em planta buscam comprovar as previsões do modelo. Espera-se, por fim, criar um padrão operacional no lingotamento contínuo buscando otimizar o uso do agitador eletromagnético em função da velocidade de lingotamento e da temperatura de superheat.

 

The solidification phenomena during the continuous casting are highly dependent on the casting speed and the heat extraction in mold. At the same time, devices as the electromagnetic stirrers change significantly the flow in the mold, affecting the thermal profile and helping to reduce the superheat. The aim of this work is to simulate simultaneously the flow, the energy transport and the solidification. The model employs the Ansys/Fluent package and it is applied to round billet continuous casting. As results, the temperature maps and the thickness of the solidified shell at the mold exit were obtained for different casting speeds and stirrer currents. Some tests carried out in the steel plant aims to confirm the model predictions. It is expected, lastly, to create an operation pattern in the continuous casting optimizing the electromagnetic stirring in function of the casting speed and the superheat temperature.

Palavras-chave

Solidificação; Lingotamento contínuo; Agitação eletromagnética; Simulação computacional de fluidos (CFD)

Solidification; Continuous casting; Electromagnetic stirring; Computational fluid dynamics (CFD)