Modelamento matem?tico das perdas t?rmicas em panelas de aciaria.

Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metal?rgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.Durante as etapas de refino secund?rio e de lingotamento, o a?o l?quido encontra-se dentro da panela na aciaria. Uma das consequ?ncias do tempo de resid?ncia do a?o na panela s?o as trocas t?rmicas ao longo do processo. O controle da temperatura do a?o l?quido ? condi??o essencial para que o produto final apresente um alto n?vel de qualidade. Este trabalho busca avaliar a transfer?ncia de calor a partir do a?o, para o refrat?rio da panela e para a camada de esc?ria, utilizando modelos semi-anal?ticos e num?ricos (Computational Fluid Dynamics ? CFD) via Ansys/CFX. Os resultados foram comparados com dados dispon?veis na literatura e servem de apoio para a previs?o de temperatura nos processos industriais. Foi considerada e avaliada a influ?ncia de diferentes par?metros envolvidos no processo como espessura da camada de esc?ria, tipo de revestimento refrat?rio utilizado na panela e a temperatura inicial de processo. As perdas t?rmicas para os refrat?rios laterais e do fundo da panela se mostraram maiores se comparadas com as perdas t?rmicas para a camada de esc?ria. A esc?ria fornece uma camada de isolamento sobre a superf?cie do a?o l?quido por?m, a espessura da camada de esc?ria apresenta uma rela??o bem menos significante do que o tipo de refrat?rio utilizado bem como a sua temperatura de encharque inicial, perante os fluxos de calor instaurados no sistema. Uma equa??o para se determinar o fluxo de calor na superf?cie da camada de esc?ria foi proposta considerando o estado f?sico bif?sico da mesma.Throughout the secondary refining and the continuous casting steps the steel melt is kept inside the ladle on steel shop. One of the consequences of the melt?s residence time in the ladle along the process is heat losses and decreasing temperatures. Controlling liquid steel temperature is essential for achieving a final product with high quality. This study comes to evaluate heat transfer from the steel to the refractory of the ladle and the slag layer, using semi-analytical and numerical (Computational Fluid Dynamics ? CFD) models. The goal is to determine steel temperature evolution during the holding time between the release of the ladle after secondary refining and the opening of the same in the casting. The modeling results have been compared with data available in the literature and may be used as a guide for forecasting ladle steel temperature in industrial processes. The influence of different parameters such as thickness of the slag layer, type of refractory lining used in the ladle and the initial temperature has been taken in consideration. Heat losses to the wall and the bottom refractory of the ladle are larger compared to the thermal losses to the slag layer. The slag provides an insulating layer on the surface of the molten steel however, the thickness of the slag layer shows a much less significant effect than the refractory type and its initial soaking temperature. An equation for determining the heat flux at the surface of the slag layer has been proposed considering the biphasic physical status