Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://www.tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.2013.011
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

FLUIDODINÂMICA COMPUTACIONAL APLICADA AO ESTUDO DA FLOTAÇÃO DE INCLUSÕES EM AÇOS PARA A INDÚSTRIA AUTOMOBILISTICA

COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS APPLIED TO THE STUDY OF INCLUSIONS FLOTATION IN STEELS FOR AUTOMOTIVE INDUSTRY

Marins, Ângelo Máximo F.; Costa Neto, Joaquim Gonçalves; Martins, Wiclef Humberto V.; Silva, Carlos Antonio da; Silva, Itavahn Alves da

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Resumo

A prática de injeção de gás inerte na panela de refino secundário do aço tem como propósito a remoção das inclusões não-metálicas, além da homogeneização térmica e composicional. Pela modelagem física de uma panela de refino secundário, são investigados os efeitos da vazão de gás inerte e número dos plugues porosos, instalados no fundo da panela. O campo de velocidades e a flotação de inclusões não-metálicas são analisados matematicamente via CFD. Os resultados obtidos por modelagem física e matemática são discutidos e validados por meio de análise de imagens (PIV) e o modelo macroscópico para prever a flotação das inclusões não metálicas é confrontado com os resultados industriais para análise da quantidade de inclusões para aços aplicados no setor automobilístico.

Palavras-chave

Refino secundário, Borbulhamento, Modelamento, Inclusão não-metálica

Abstract

The practice of inert gas bubbling in steel refining ladle aims the removal of non-metallic inclusions, in addition to thermal and compositional homogenization. Through physical and mathematical models of a secondary ladle refining, the effects of bubbling flow of inert gas and the number of porous plugs located at the bottom of the ladle are investigated. The velocity fields and flotation of non-metallic inclusions are analyzed by physical and mathematical modeling. The results are validated by analysis of images (PIV) and the macroscopic model is compared by industrial results for inclusions analysis for steels used in the automotive sector.

Keywords

Secondary refining, Bubbling, Modeling, Nonmetallic injection

Referências

1 MAZUMDAR, D.; EVANS, J. W. Macroscopic models for gas stirred ladles. ISIJ International, v. 44, p. 447-462, Mar. 2004. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.44.447

2 MAZUMDAR, D.; GUTTHRIE, R. I. L. The physical and mathematical modelling of gas stirred- ladle system. ISIJ International, v. 35, p. 1-20, Jan. 1995. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.35.1

3 MIETZ, J.; SCHNEIDER, S.; OETERS, F. Model experiments on mass transfer in ladle metallurgy. Steel Research, v. 62, n. 1, p. 1-9, Jan. 1991.

4 MARINS, A. M. F. Modelagem física e computacional do fluxo de aço em panela com agitação por gás inerte, com ênfase na separação de inclusões. 2011. 94 p. Dissertação (Mestrado) − Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais da Rede Temática em Engenharia de Materiais - Redemat, da Universidade Federal de Ouro Preto, 2011.

5 COSTA, A. L.; MEI, P. R. Aços e ligas especiais. 3. ed. São Paulo: Blücher, 2010.

6 HAIDA, O. et al. Scaninject II In: INTERNATIONAL CONFERENCE ON INJECTION METALLURGY, 2., 1980, Lulea, Sweden. Proceedings... [S.l.]: Mefos, 1980. p. 15-25.

7 MADAN, M.; SATISH, D.; MAZUMDAR, D. Modeling of mixing in ladles fitted with dual plugs. ISIJ International, v. 45, p. 677-85, May 2005. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.45.677

8 PATIL, S. P. et al. Mixing models for slag covered, argon stirred ladles. ISIJ International, v. 50, p. 1117-1124, Aug. 2010. http://dx.doi.org/10.2355/isijinternational.50.1117

9 ZHANG L.; THOMAS B. G. Evaluation and control of steel cleanliness: review. In: STEELMAKING CONFERENCE PROCEEDINGS, 85., 2002. Warrendale: ISS-AIME, 2002. p. 431-52.

10 SAFFMAN, P. G.; TURNER J. S. On the collision of drops in turbulent clouds. Journal of Fluid Mechanics, v. 1, n. 1, p. 16-30, May 1956. http://dx.doi.org/10.1017/S0022112056000020

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