Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11423
Title: A influência da assimetria de fluxo no desgaste de refratário na câmara de vácuo de um reator RH.
Authors: Melo, Pedro Henrique Resende Vaz de
metadata.dc.contributor.advisor: Silva, Carlos Antônio da
Peixoto, Johne Jesus Mol
Keywords: Desgaseificador
Obstrução de bicos
Assimetria de fluxo
Desgaste de refratário
Simulação matemática
Issue Date: 2019
metadata.dc.contributor.referee: Silva, Carlos Antônio da
Lemos, Leandro Rocha
Silva, Itavahn Alves da
Peixoto, Johne Jesus Mol
Citation: MELO, Pedro Henrique Resende Vaz de. A influência da assimetria de fluxo no desgaste de refratário na câmara de vácuo de um reator RH. 2019. 75 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2019.
Abstract: A obstrução de bicos de injeção de argônio, na perna de subida, é um fenômeno recorrente em um reator RH e pode provocar uma distribuição assimétrica do fluxo de aço, tanto na perna de subida como na região inferior da câmara de vácuo. Esta anomalia do fluxo de aço pode alterar as taxas de recirculação e de projeção de gotas de aço contra as paredes da câmara de vácuo, além de afetar o perfil de desgaste da estrutura refratária da porção inferior da câmara de vácuo. Logo, é importante compreender os efeitos da obstrução dos bicos do anel de injeção de argônio sobre o comportamento fluidodinâmico do aço entre o RH e a panela de refino secundário e seu efeito sobre a tendência de degradação do revestimento refratário do aparelho de desgaseificação. Neste estudo, foram avaliados os efeitos da obstrução de bicos em um reator RH sobre a taxa de circulação de líquido, tensão de cisalhamento nas paredes, perfis de velocidade e padrão de fluxo. Além disso, foi avaliada a tendência ao desgaste de refratários na câmara de vácuo por meio de modelo físico e simulação matemática. Quatro condições foram estudadas para diferentes vazões de gás: sem obstrução, obstrução simétrica de 8 bicos e duas obstruções assimétricas, de 4 e 8 bicos. Observou-se boa concordância entre os resultados dos modelos físico e matemático. A taxa de circulação apresentou queda significativa nos casos de obstruções assimétricas, se comparadas à condição de não obstrução. Quanto ao desvio do padrão de fluxo, nos casos de obstruções assimétricas, percebeu-se fluxo assimétrico na região inferior da câmara de vácuo, o que resultou em desgaste preferencial em um dos lados da câmara nos experimentos físicos. A análise da tensão de cisalhamento nas paredes da câmara de vácuo via modelo fluidodinâmico também indica desgaste preferencial. Quando confrontados, resultados de taxa de desgaste na simulação física e de tensão de cisalhamento no modelamento matemático, apresentaram boa correlação.
metadata.dc.description.abstracten: Blockage of inert gas injection nozzles is a common problem in RH reactors, and it can lead to an asymmetric distribution of the steel flow in both the up-leg as well as the lower region of the vacuum chamber. This flow anomaly can alter the circulation rate and projection of molten steel droplets against vacuum chamber walls, in addition to affecting the erosion profile of the lower part of vacuum chamber refractory lining. Therefore, it is important to understand the effect of nozzle blockage on molten steel fluid dynamic behaviour in the RH process and its effect on the refractory lining erosion of the reactor. In this study, the effect of nozzle obstruction on liquid circulation rate, wall shear stress, velocity profiles and flow pattern have been evaluated. In addition, refractory erosion in the vacuum chamber has been estimated through physical modelling and mathematical simulation results. Four conditions were studied for different gas flow rates: no blockage, symmetrical blockage of 8 nozzles and two non-symmetrical blockages of 4 and 8 nozzles. There was good agreement in physical and mathematical models results. The circulation rate presented a significant decrease in asymmetric blockage cases, when compared to no blockage condition. Asymmetric flow was observed in vacuum chamber lower region in asymmetric blockage cases, which resulted in preferential wear on one chamber side in physical modelling experiments. The wall shear stress analysis in the vacuum chamber using fluid dynamic model also indicates preferential erosion. When compared, refractory erosion results in physical modelling and shear stress in mathematical modelling presented good correlation.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/11423
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 03/06/2019 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
Appears in Collections:REDEMAT - Mestrado (Dissertações)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DISSERTAÇÃO_InfluênciaAssimetriaFluxo.pdf2,52 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons