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Title: Estudo do mecanismo de formação de vórtice durante a etapa de vazamento do aço da panela para o distribuidor do lingotamento contínuo da CST através da modelagem física.
Authors: Santos, Sandro de Souza
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Carlos Antônio da
Keywords: Aço
Fundição contínua
Metais - fundição
Issue Date: 2006
Publisher: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto.
Citation: SANTOS, S. de S. Estudo do mecanismo de formação de vórtice durante a etapa de vazamento do aço da panela para o distribuidor do lingotamento contínuo da CST através da modelagem física. 2006. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2006.
Abstract: Um modelo em acrílico na escala de 1:7 foi utilizado para simular as condições de processamento do aço na CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão na etapa de vazamento do aço da panela para o distribuidor do lingotamento contínuo de placas, avaliando as condições mais propicias ao surgimento do vórtice e contramedidas para mitigá -lo de forma reduzir o volume residual de aço na panela . O modelo foi operado utilizando água como fluido de trabalho e seguindo o critério de similaridade de Froude. O momento da inserção da segunda fase – nestes experimentos o ar – no canal de vazamento foi determinado com auxílio de sensores foto - elétricos e, para permitir uma avaliação precisa do rendimento, o material residual foi pesado. Variáveis como tipo de fluxo residual imposto por várias rotas de processamento comuns na CST, a vazão de drenagem, além de dispositivos antivórtice criados e transplantados da literatura foram avaliados através da modelagem física. Os fluxos residuais gerados por reatores RH ou IRUT, a altura inicial de líquido e outras variáveis não mostraram influência na variável resposta Volume Residual de líquido na panela, indicando que o fluxo de aço era interrompido pela capacidade de abastecimento radial do canal de saída – Colapso da superfície. Como tal, a utilização de quebradores de vórtice se mostrou contra producente. O Volume Residual, nestas condições experimentais, se mostrou função apenas de vazão de lingotamento. Simulações adicionais foram realizadas induzindo um fluxo ro tacional no fluido de forma a aumentar a propensão ao vórtice. Através desta simulação foi possível verificar que a injeção de gás pelo fundo da panela é eficiente para minimizar o volume residual na panela, assim com o a utilização de barreiras próximas à região de vazamento. A inclinação da panela e a adoção de fundos falsos também apresentaram resultados promissores, uma vez que nestes casos, a altura crítica era mantida para um menor volume de fluido no modelo.
metadata.dc.description.abstracten: A 1:7 scale pl exiglas model o f Companhia Siderúrgica de Tubarão (CST) steelmaking ladle was built on the basis of Froude similarity criteri a in order to assess the conditions during the final stages of draining. The passage of the second phase (air in these experiments) was detected by a photo-electric sensor and the mass of residual liquid inside the ladle was evaluated after weighing. It is known that premature closing of the teeming nozzle leads to poor yield. And also slag or air should not be transferr ed to the tundish since stee l cleanness would be affected. The objective of cold model experiments was to evaluate means of maximizing yield without compromising on quality. Study of variables included the type of residual flow in respect of several routes of processing such as : RH degasser, IRUT reactor, the drainage flow rate , in addition to anti -vortex devices. It was found that RH or IRUT processing as well as the initial level of liquid did not significantly affect the results. Under these circumstances the mass of liq uid retained at onset of second phase drainage was influenced by the flow rate only. At the final stages of drainage, the liquid surface collapse was dictated by the bottom ladle capacity of supplying liquid in the radial direction to the outlet. Vortex fo rmation was not important giving support to the findings reported here. As a consequence vortex breakers were found deleterious under th es e set of conditions. Additional simulations were accomplished by inducing a rotational flow in order to increase the likelyhood of vortex formation. Gas injection through the pouring nozzle, vortex breakers, slopped bottoms have been found effective adding support to the radial flow mechanism of drainage reported under regular conditions.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/3084
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