Modelamento matemático da inertização de distribuidores para lingotamento contínuo de aço - Bernardo Martins Braga (2019)
Com o acirramento do mercado siderúrgico mundial, a redução de custos operacionais é chave para a sobrevivência das companhias siderúrgicas. A inertização (ou purga) do distribuidor antes de seu enchimento inicial ou trocas de panela é um procedimento bem estabelecido para reduzir perdas de produtividade e rendimento metálico que ocorrem nessas etapas devido ao contato entre o aço e o ar. A literatura, no entanto, carece de informações detalhadas sobre o tema. No presente trabalho, a prática de inertização de um distribuidor de 17,7t para lingotamento contínuo de aços longos foi estudada através de um modelo matemático tridimensional não-isotérmico. O modelo considera uma única fase gasosa composta de dois componentes: argônio e ar. A turbulência foi levada em conta por meio do modelo k- padrão. Os cálculos foram executados utilizando o software de CFD comercial ANSYS CFX. Diferentes configurações do sistema de inertização foram simuladas e uma nova abordagem foi empregada para discutir as previsões do modelo. Os resultados indicaram que a configuração atual é ineficiente e novas configurações foram sugeridas. Adicionalmente, foram estimados a perda térmica resultante da inertização em distribuidor com partida a quente e os pick-up de oxigênio total, nitrogênio e hidrogênio que ocorrem durante o enchimento do distribuidor oriundos da interação açoar. Foi constatado que, desde que a purga seja bem dimensionada, a perda térmica gerada pela inertização é desprezível. Também foi identificada a possibilidade de reduzir o pick-up de hidrogênio com inertização, benefício que recebe pouca atenção da literatura pertinente.