Modelo de transferência de calor no lingotamento contínuo – O problema do controle dos sprays de resfriamento

Autores

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v12i14.44637

Palavras-chave:

Lingotamento contínuo; Modelos matemáticos; Resfriamento por spray; Automação; Defeitos de fundição.

Resumo

Na indústria siderúrgica, o processo de lingotamento contínuo é considerado a segunda inovação técnica significativa após o advento do processo de produção de aço a oxigênio. As condições térmicas predominantes são um fator dominante na qualidade do produto. A prática comum de controle de sprays, na qual o fluxo de água nos sprays é proporcional à velocidade de lingotamento, é inadequada para condições de estado transiente durante mudanças de velocidade. Os objetivos do presente estudo foram duplos. A primeira foi estudar os princípios básicos do controle de sprays. Como ferramenta necessária, foi desenvolvido um modelo matemático para o campo térmico. Este modelo deveria ser usado para simular a distribuição de temperatura no veio. O segundo objetivo foi utilizar esses princípios para desenvolver um modelo de controle dos sprays. O modelo térmico foi utilizado para analisar os efeitos de ambas as práticas na temperatura superficial do veio. Os resultados mostraram que uma flutuação significativa de temperatura pode ser gerada pelo controle proporcional e que o novo modelo de controle prevê realisticamente os requisitos térmicos do veio durante mudanças na velocidade de lingotamento.

Referências

Baptista, L. A. S. (1979) Control of Spray Cooling in the Continuous Casting of Steel, Master of Applied Science Thesis, The University of British Columbia, Canada.

Brimacombe, J. K. (1976) Cracking Formation in the Continuous Casting of Steel, Can. Met. Quart., 15, 163-175.

Brimacombe, J. K. & Sorimachi, K. (1977) Crack Formation in the Continuous Casting of Steel, Metall. Trans. B, 8, 489-505.

Brimacombe, J. K., Hawbolt, E. B. & Weinberg, F. (1982) Metallurgical Investigation of Continuous-Casting Billet Moulds. Transactions of the Iron and Steel Society of AIME, 1, 29-40.

Carnahan, B., Luther, H. A. & Wilkes, J. O., (1969) Applied numerical methods. John Wiley & Sons.

Grill, A., Sorimachi, K. & Brimacombe, J. K. (1976) Heat flow, gap formation and break-outs in the continuous casting of steel slabs, Metall. Trans. B, 7, 177-189.

Lait, J. E., et al. (1974) Mathematical Model of Heat Flow in the Continuous Casting of Steel, Ironmaking Steelmaking,1, 90-97.

Lankford, W. T. (1972) Some considerations of strength and ductility in the continuous-casting process. Metall. Trans., 3, 1331–1357.

Mitsutsuka, M., (1968) Study on the Water Spray Cooling of Steel Plate at High Temperature, Tetsu to Hagane, 54, 1457-1471.

Myers, G. E., (1971) Analytical Methods in Conduction Heat Transfer, McGraw-Hill.

Nozaki, T. et al (1978) A Secondary Cooling Pattern for Preventing Surface Cracks of Continuous Casting Slab, Trans. I. S. I. J., 18, 330-338.

Peaceman, D. W. & Rackford Jr., H. H. (1955) The Numerical Solution of Parabolic and Elliptic Differential Equations, Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 3, 28-41.

Pereira A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. UFSM

Sakamoto, E. et al. (1974) Improvement of Surface Defects of Continuously Cast Slabs for Heavy Plates and No Conditioning, Tetsu to Hagane, 60, 973-980.

Samarasekera, I. V. (1980) Thermal distortion of continuous casting moulds, PhD Thesis, 1980, The Univ. of British Columbia, Canada.

Schimidt, L. & Jossefson, A. (1974) Formation, and avoidance of transverse cracks in continuously cast slabs from curved mold machines, Scand. J. Met., 3, 193-199.

Sengupta, J., Thomas, B. G. & Wells, M. A. (2005) The use of water cooling during the continuous casting of steel and aluminum alloys. Metall. Mater Trans A, 36, 187–204.

Suzuki, H. G., Nishimura, S. & Yamaguchi, S. (1982) Characteristics of Hot Ductility in Steel Subjected to the Melting and Solidification, Trans. I. S. I. J., 22, 48-56.

Van Drunen, G., Brimacombe, J. K & Weinberg, F. (1975) Internal Cracks in Strand-Cast Billets, Ironmaking Steelmaking, 2, 125-133.

Yamasaki, J. et. al. (1981) The Control of the Surface Temperature in the Continuous Slab Casting Machine by the On-line Digital Computer, IFAC Proceedings Volumes. 14(2), 2639-2644.

Weinberg, F. (1979) The strength and ductility of continuously cast steels above 800°C. Metall. Trans. B, 10, 513–522.

Downloads

Publicado

25/12/2023

Como Citar

BAPTISTA, L. A. S. .; SALES, R. C.; ALMEIDA, C. M. de .; GARÇÃO, W. J. L. .; FERREIRA, A. F. . Modelo de transferência de calor no lingotamento contínuo – O problema do controle dos sprays de resfriamento. Research, Society and Development, [S. l.], v. 12, n. 14, p. e102121444637, 2023. DOI: 10.33448/rsd-v12i14.44637. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/44637. Acesso em: 30 jun. 2024.

Edição

Seção

Engenharias