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Title: Avaliação térmica e estrutural de portas secas usadas em fornos de reaquecimento de placas para laminação de tiras de aço a quente.
Authors: Carvalho, Lays Augusta Leal
metadata.dc.contributor.advisor: Assis, Paulo Santos
Campos, Alex Milton Albergaria
Keywords: Materiais refratários
Portas - porta seca
Laminação - metalurgia - laminação de tiras a quente
Metalurgia
Issue Date: 2022
metadata.dc.contributor.referee: Assis, Paulo Santos
Ferreira, Carlos Roberto
Murta, Jorge Luiz Brescia
Citation: CARVALHO, Lays Augusta Leal. Avaliação térmica e estrutural de portas secas usadas em fornos de reaquecimento de placas para laminação de tiras de aço a quente. 2022. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2022.
Abstract: Os materiais refratários são amplamente utilizados em indústrias siderúrgicas pois além de resistirem a situações que envolvem elevadas temperaturas, são desenvolvidos para atenderem as demandas associadas à resistência mecânica. Assim, para que os fornos e os equipamentos siderúrgicos tenham uma boa performance, é necessário que eles sejam revestidos com materiais refratários apropriados, e uma instalação economicamente viável. Na laminação de tiras a quente, os fornos de reaquecimento de placas utilizam refratários, de várias composições, compatíveis com as solicitações de uso. E, nesses fornos, as portas de desenfornamento requerem atenção especial por se encontrarem em um ambiente agressivo quimicamente, de temperaturas e de tensões variadas. Comumente são usadas portas refrigeradas a água, que possuem algumas desvantagens quanto à manutenção e ao uso constante de água, porém há a alternativa do uso de uma porta seca que apresentam muitas vantagens em relação a porta refrigerada, trazendo ganhos econômicos e ambientais. Sendo assim, este trabalho tem por objetivo, através do estudo térmico e estrutural e da análise da qualidade de fabricação e montagem dos blocos refratários, de avaliar o uso da porta seca nos fornos de reaquecimento da laminação de tiras a quente da ArcelorMittal Tubarão. A metodologia foi realizada através de modelagem computacional utilizando Ansys, com base nas temperaturas em que as portas de desenfornamento estão submetidas e outras variáveis do sistema de refratamento adotado. Assim, de posse de informações como densidade, temperatura interna do forno, temperatura ambiente, coeficiente de convecção entre a porta e o ambiente e emissividade da estrutura, foi possível fazer a modelagem térmica e estrutural da porta utilizando o software e selecionar os materiais de revestimento para o forno de reaquecimento para laminação de tiras a quente.
metadata.dc.description.abstracten: Refractory materials are widely used in the steel industry because, in addition to their resistance at high temperatures, they are developed to meet the demands associated with mechanical resistance. Thus, in order for the furnaces and steel mill equipment to ensure good performance, some equipment must use an appropriate refractory material, in a feasible way. In hot-strip rolling, the reheating furnaces use refractories of different compositions compatible with the use requirements. In these furnaces the doors require special attention because they are in a chemically aggressive environment, which has different kinds of temperatures and stresses. Water-cooled doors are commonly used, which have some disadvantages such as maintenance and the constant use of water, but there is the alternative of using dry doors that have many advantages over the refrigerated ones, bringing economic and environmental gains. Therefore, this work aims to evaluate the use of dry doors in ArcelorMittal Tubarão hotstrip reheating furnaces, through the thermal and structural study and the analysis of the manufacturing and assembly quality of the refractory blocks. Therefore, this methodology includes thermal and structural analysis carried out through computational modeling using Ansys, related to the information of temperatures that the doors are subjected and other variables of the refracting system. It was possible to adapt the coating materials for the reheating furnace for hot-trip lamination in a more economical and sustainable way using some information such as density, internal furnace temperature, convection coefficient between the door and the internal part, and the emissivity of the structure. It was possible to do the thermal and structural modeling of the door using the software and to select the lining materials for the reheating furnace for the hot-strip mill.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/jspui/handle/123456789/14902
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 12/05/2022 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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