ANDRE MASSA CIPRIANI
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ANDRE MASSA CIPRIANI

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REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO – UFOP

ESCOLA DE MINAS
COLEGIADO DE ENGENHARIA DE CONTROLE E

AUTOMAÇÃO – CECAU

CONTROLE DO NÍVEL DO DISTRIBUIDOR FEITO
PELA VÁLVULA GAVETA DA PANELA DO

LINGOTAMENTO CONTÍNUO

MONOGRAFIA DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ENGENHARIA DE
CONTROLE E AUTOMAÇÃO

ANDRÉ MASSA CIPRIANI

Ouro Preto
2007

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ANDRÉ MASSA CIPRIANI

CONTROLE DO NÍVEL DO DISTRIBUIDOR FEITO PELA
VÁLVULA GAVETA DA PANELA DO LINGOTAMENTO

CONTÍNUO

Monografia apresentada ao Curso de
Engenharia de Controle e Automação da
Universidade Federal de Ouro Preto
como parte dos requisitos para a
obtenção do Grau de Engenheiro de
Controle e Automação.

Orientadora: Profª. Eliana Ferreira Rodrigues

Ouro Preto
2007

 iii

 iv

Dedico este trabalho a todos que de

alguma forma contribuíram e

acreditaram em mim.

 v

AGRADECIMENTO

Agradeço a Deus, que me deu o dom da vida e me proporcionou tudo que

tenho hoje.

Aos meus pais, Maria Cecília Massa Cipriani e Walter Cipriani Filho, que

sempre me apoiaram e me incentivaram, dando força e inúmeros motivos para que eu

vencesse. Aos meus irmãos, Daniel e Flávia, por serem sempre tão amigos e nunca me

deixaram de lado. A Giovana, minha querida princesa, que sem querer sempre me deu

muita força de vontade para poder ser o melhor. À Carolina, por ser uma pessoa tão

especial e que me ajudou de uma maneira incondicional na hora que mais precisei. Amo

vocês.

Agradeço a meus vários amigos que tenho e que sei que sempre estarão ao

meu lado. Aos colegas, que de uma forma ou outra contribuíram para a minha

formação. A Profª Eliana, por ter uma paciência enorme e me ajudar a me localizar em

meus objetivos.

A grandiosa República Pureza, lugar de um grande aprendizado e amizade,

onde todos se tratam como irmãos. Não há lugar melhor para viver. E a todos os Puros e

Ex-Alunos, que se tornaram minha família para sempre.

Obrigado pelos MELHORES anos da minha vida.

 vi

RESUMO

Com a crescente busca de qualidade, aliada com a grande preocupação com o meio

ambiente, a saúde e segurança do empregado, as siderúrgicas tem aumentado

consideravelmente as tecnologias para produção do aço. Portanto, este trabalho é

realizado a fim de obter uma estratégia eficiente para o controle do nível do distribuidor

do lingotamento contínuo, onde ocorre um estudo sobre o lingotamento contínuo e seus

equipamentos, dá uma visão mais detalhada sobre o distribuidor, seus fundamentos e o

controle do fluido no distribuidor. Também é feita uma análise sobre a modelagem

matemática do processo, os elementos sensores/ atuadores que são necessários para o

processo e os tipos de controladores que podem ser empregados no sistema. Assim, o

controlador escolhido, on-off, é simulado na ferramenta SIMULINK do programa

MATLAB e seus resultados são apresentados no trabalho.

Palavras-Chave: lingotamento contínuo, controle de nível no distribuidor, controlador

on-off.

 vii

ABSTRACT

With the crescent search of quality, ally with the great preoccupation with the

environment, health and safety of the employee, the iron and steel industry has been an

increase considerable the technologies about to production of the steel. Therefore, this

work is realized for the purpose of obtain an efficient strategy to the level control of the

tundish on the continuous casting process, where happen a study above the continuous

casting process and your equipments, gives a vision more detail above the tundish, your

basis and the flow control in the tundish. It’s also analyzed all modeling mathematics

above the process, the elements sensors / acted who are necessaries to the process and

the analyses from the varieties of controllers that can be employees into the system. So,

the controller choice, on-off, is simulated in SIMULINK, a tool of the MATLAB, and

your results.

Key-words: continuous casting process, level control of the tundish, on-off controller.

 viii

SUMÁRIO

LISTA DE FIGURAS.............................................................................................................................. IX
LISTA DE TABELAS ...............................................................................................................................X
LISTA DE SÍMBOLOS E SIGLAS .......................................................................................................XI
I – INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 1

1.1 – OBJETIVOS.............................................................................................................................. 1
1.2 – JUSTIFICATIVA ................................................................................................................................ 2
1.3 – METODOLOGIA................................................................................................................................ 2
1.4 – ESTRUTURA DO TRABALHO............................................................................................................. 2

II – O LINGOTAMENTO CONTÍNUO ................................................................................................. 4
2.1 – A INTRODUÇÃO DO LINGOTAMENTO CONTÍNUO NAS METALÚRGICAS ............................................. 4
2.2 – O FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO .................................................. 4

2.2.1 – Panela .................................................................................................................................... 4
2.2.2 – Torre giratória ....................................................................................................................... 5
2.2.3 – Válvula gaveta da panela de aço............................................................................................ 5
2.2.4 – Carro porta-distribuidor ........................................................................................................ 6
2.2.5 – Distribuidor............................................................................................................................ 6
2.2.6 – Válvula gaveta do distribuidor............................................................................................... 6
2.2.7 – Molde...................................................................................................................................... 6
2.2.8 – Segmentos............................................................................................................................... 7
2.2.9 – Máquina de corte.................................................................................................................... 7

III – OS FUNDAMENTOS DO DISTRIBUIDOR................................................................................ 10
3.1 – A PREPARAÇÃO DO DISTRIBUIDOR................................................................................................. 10
3.2 – O FLUXO DA PANELA DE AÇO PARA O DISTRIBUIDOR..................................................................... 11
3.3 – O CONTROLE DO FLUIDO NO DISTRIBUIDOR................................................................................... 11

IV – MODELAGEM MATEMÁTICA.................................................................................................. 14
4.1 – ELEMENTO SENSOR....................................................................................................................... 15

4.1.1 – Célula