Análise do efeito do clogging da válvula submersa sobre o fluxo no Interior de um molde de lingotamento contínuo de blocos : modelamento físico e matemático.

Abstract

Um dos desafios críticos enfrentados no processo de lingotamento contínuo de blocos é o fenômeno conhecido como clogging ou obstrução, que se refere ao entupimento do tubo de onde escoa o aço líquido. O clogging pode afetar significativamente o fluxo do metal líquido no interior do molde, resultando em variações indesejadas na qualidade do produto final acarretando em paradas não programadas e no aumento de custos operacionais. A compreensão desse fenômeno é de grande importância para auxiliar no aumento da eficiência do processo de lingotamento contínuo. Foram realizados experimentos em um modelo físico de molde de blocos, utilizando água em temperatura ambiente para simular o aço líquido. Foi desenvolvido também simulações de fluidodinâmica computacional utilizando CFX, para avaliar o efeito da ocorrência de clogging a certa de 30cm da saída da válvula submersa. O estudo demonstrou que a presença de clogging na válvula afeta significativamente o comportamento do jato no molde, especialmente em altas vazões, o jato é direcionado para uma das paredes do molde de blocos. As simulações computacionais (CFD) mostraram forte correlação com os dados experimentais obtidos por PIV (Velocimetria de imagem de partícula), validando os modelos utilizados. Observou-se ainda que, dependendo do tamanho da obstrução, a direção do jato pode variar de acordo com a sua vazão, e quanto maior mais provável do desvio ocorrer.