Estudo do mecanismo de formação de vórtice durante a etapa de vazamento do aço da panela para o distribuidor do lingotamento contínuo da CST através da modelagem física.

Abstract

Um modelo em acrílico na escala de 1:7 foi utilizado para simular as condições de processamento do aço na CST – Companhia Siderúrgica de Tubarão na etapa de vazamento do aço da panela para o distribuidor do lingotamento contínuo de placas, avaliando as condições mais propicias ao surgimento do vórtice e contramedidas para mitigá -lo de forma reduzir o volume residual de aço na panela . O modelo foi operado utilizando água como fluido de trabalho e seguindo o critério de similaridade de Froude. O momento da inserção da segunda fase – nestes experimentos o ar – no canal de vazamento foi determinado com auxílio de sensores foto - elétricos e, para permitir uma avaliação precisa do rendimento, o material residual foi pesado. Variáveis como tipo de fluxo residual imposto por várias rotas de processamento comuns na CST, a vazão de drenagem, além de dispositivos antivórtice criados e transplantados da literatura foram avaliados através da modelagem física. Os fluxos residuais gerados por reatores RH ou IRUT, a altura inicial de líquido e outras variáveis não mostraram influência na variável resposta Volume Residual de líquido na panela, indicando que o fluxo de aço era interrompido pela capacidade de abastecimento radial do canal de saída – Colapso da superfície. Como tal, a utilização de quebradores de vórtice se mostrou contra producente. O Volume Residual, nestas condições experimentais, se mostrou função apenas de vazão de lingotamento. Simulações adicionais foram realizadas induzindo um fluxo ro tacional no fluido de forma a aumentar a propensão ao vórtice. Através desta simulação foi possível verificar que a injeção de gás pelo fundo da panela é eficiente para minimizar o volume residual na panela, assim com o a utilização de barreiras próximas à região de vazamento. A inclinação da panela e a adoção de fundos falsos também apresentaram resultados promissores, uma vez que nestes casos, a altura crítica era mantida para um menor volume de fluido no modelo.