MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE LANÇAS REFRATÁRIAS DE INJEÇÃO DURANTE O PROCESSAMENTO DE CONCRETOS REFRATÁRIOS - Ietec

MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO COMPORTAMENTO DE LANÇAS REFRATÁRIAS DE INJEÇÃO DURANTE O PROCESSAMENTO DE CONCRETOS REFRATÁRIOS

Mestre
Carlos de Alvarenga Drumond

Atualmente, o refino secundário é o “coração” da metalurgia moderna, cuja função é realizar ajustes de composição e controle de temperatura e inclusões na fabricação de aços de altas pureza e conformabilidade. Dos equipamentos utilizados nesse processo destacam-se, pela importância e custos associados, as lanças refratárias para injeção de agentes de refino do aço. Uma lança de injeção consiste basicamente de tubo de aço, revestido de material refratário. O custo da lança depende de seu ciclo de vida, e este, do revestimento refratário. Entretanto, falhas no material causadas por problemas na secagem do refratário e no processo de refino podem levar à sua degradação precoce. Este trabalho teve por objetivo o estudo do comportamento térmico de lanças durante os processos de secagem e operação de refino, a fim de contribuir para a compreensão dos efeitos da temperatura sobre a garantia da integridade dos materiais constitutivos. Para isso realizaram-se experimentos de pesagem de uma lança e medição da temperatura do forno de secagem para obtenção de curvas experimentais. Em seguida, modelou-se e simulou-se o processo de transferência de calor transiente por convecção em um cilindro infinitamente longo exposto ao meio ambiente de secagem (300°C) e refino (1600°C).  A validação do modelo foi feita por meio da comparação entre a curva experimental de aquecimento do forno e o perfil simulado de aquecimento da superfície da lança. Utilizaram-se, também, propriedades físicas e químicas, especificações de operação (limites de temperatura e ciclo), bem como condições reais de contorno para configuração dos dados de entrada e contorno das simulações. Os resultados obtidos mostram que o modelo desenvolvido é capaz de predizer, satisfatoriamente, os perfis radiais e temporais de aquecimento e resfriamento de lanças sob variadas condições de contorno. As análises destes perfis permitem, também, concluir que as temperaturas e tempos de ciclos obtidos são condizentes às especificações de segurança da integridade dos materiais que constituem a lança.

Data: 13/08/2017

Banca avaliadora: Prof. Dr. João Fernando Machry Sarubbi; Profa. Dra. Wanyr Romero Ferreira; Prof. Ph.D. Mauri Fortes - Orientador; M.Sc. Marcos José Mundim

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