Simulation of thin strip continuous casting of steels

Entende-se por modelagem de processo, o desenvolvimento de uma representação quantitativa ou qualitativa dos fenômenos físicos associados ao processo. Neste trabalho são realizadas simulações do processo twin roll de lingotamento contínuo de tiras de aços, utilizando como referência tecnológica o equipamento piloto instalado nas dependências do Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo. São construídos dois simuladores para o processo: um simulador da solidificação unidirecional, com molde refrigerado de aço e paredes laterais de material refratário, utilizando-se o aço inoxidável 304 como material de simulação; e variando-se as temperaturas de vazamento; e outro simulador a frio, com componentes feitos de acrílico, água como fluido de simulação e permanganato de potássio como corante. Um modelo matemático previamente desenvolvido é utilizado para confrontar perfis térmicos teóricos com perfis experimentais, para a determinação do coeficiente de transferência de calor metal/molde. O levantamento de valores de espaçamento dendrítico secundário é realizado nas amostras, além da observação simultânea das estruturas de solidificação, o que comprovou a eficiência do simulador em caracterizar o processo de solidificação do equipamento piloto. O uso do modelo frio permitiu a caracterização do posicionamento de barreira a 15 cm ou a 20 cm da lateral esquerda do distribuidor como a melhor configuraçãoIt can be understood by process modeling the development of a quantitative or qualitative representation of the physical phenomena associated to the process. In this work, simulations concerning the twin roll continuous caster of steels process at IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo) are performed. Two simulators were developed: (i) a simulator of unidirectional solidification with cooled steel mold and refractory lateral walls, by using a stainless steel as the reference metal (AISI 304), and varying superheat temperatures; (ii) a physical model, with components made of acrylic, water as the simulation fluid and potassium permanganate as a pigment. A previously developed mathematical model has been used to determine the metal/mold heat transfer coefficient by a method that compares experimenta1ltheoretical temperature curves. Measurement of secondary dendrite arm spacings is performed by microestructural examination of the samples, confirming the simulator efficiency in characterizing the solidification process in the pilot equipment. The use of the physical model has permitted to attain the best configuration for the tundish, by positioning the dam 15 cm or 20 cm from the left side of tundis