ANDRE MASSA CIPRIANI
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ANDRE MASSA CIPRIANI


DisciplinaLingotamento Contínuo de Aços30 materiais72 seguidores
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do minério, originando assim o ferro 
gusa. 
\u2022 Produção de aço: O ferro gusa produzido é transportado por Carros 
Torpedos diretamente para a Aciaria, onde o ferro gusa é tratado com sopros de 
oxigênio e depois de feita a oxidação de alguns elementos, o ferro é tratado de acordo 
com o pedido feito. 
\u2022 Produção de placas: Como todo processo deve ser monitorado, o 
comportamento do fluido nas diferentes etapas do lingotamento deve ser bem preciso 
para não comprometer na qualidade do aço a ser produzido, conseguindo aplicar 
estratégias adequadas para obtenção de produtos com características desejadas. 
 
1.1 \u2013 Objetivos 
 
Desenvolver uma estratégia de controle de nível eficiente para o distribuidor 
da máquina do lingotamento contínuo por meio da válvula gaveta da panela. 
Como objetivos secundários, podem-se citar: o estudo do processo de 
lingotamento contínuo, conhecimento da dinâmica do processo, estudo dos dispositivos 
a serem aplicados, sensores e atuadores, e o estudo das estratégias de controle, análise 
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e escolha de um controle que atenda o problema do nível de aço líquido a ser controlado 
no distribuidor. 
 
1.2 \u2013 Justificativa 
 
Atualmente, a indústria siderúrgica procura sempre um aumento da 
qualidade, junto com a preocupação com o meio ambiente, a saúde e segurança do 
empregado, as siderúrgicas tem aumentado consideravelmente as tecnologias para 
produção do aço. 
Assim, o controle de qualidade dos produtos obtidos pelo processo de 
lingotamento contínuo é de suma importância para a minimização de custos, tempo de 
processo e obtenção de reprodutibilidade das corridas. 
Portanto, o controle do nível do aço líquido no distribuidor se torna 
indispensável para a qualidade do produto final, pois além de controlar a velocidade do 
lingotamento, possui parâmetros que influenciam no aço. Dessa forma, torna-se 
evidente a necessidade de desenvolvimento e implementação de um projeto de controle 
de nível capaz de assegurar as características desejadas. 
 
1.3 \u2013 Metodologia 
 
A fim de obter um estudo de um projeto de controlador de nível do 
distribuidor no processo de lingotamento contínuo, foi preciso realizar um estudo sobre 
o processo e seus elementos, dando uma ênfase para o monitoramento, operação e 
fundamentos do distribuidor. Assim, com o sistema já modelado, foram selecionados 
sensores e atuadores para a escolha e formulação do controlador de nível. Foi também 
obtido um estudo sobre as formas de controle, suas análises e a obtenção da utilização 
de um controlador on-off, e uma simulação do controle e a apresentação dos resultados 
obtidos. 
 
1.4 \u2013 Estrutura do Trabalho 
 
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O capítulo 2, a fim de conhecer os processos operacionais da máquina de 
lingotamento contínuo, apresenta-se um estudo sobre o processo e sobre cada parte da 
máquina e suas funções. 
Uma etapa importante do processo se passa no distribuidor. O 
comportamento que o aço líquido apresenta em seu interior é fundamental para 
qualidade do produto. Portanto, o capítulo 3 apresenta as operações no distribuidor, 
parâmetros que influenciam na qualidade do produto e o problema do controle de nível. 
No capítulo 4, apresenta uma definição dos elementos atuadores, válvula 
gaveta, e dos elementos sensores, célula de carga. Também é representada a modelagem 
matemática do nível do líquido do aço no distribuidor e os efeitos causados no aço pela 
temperatura. 
No capítulo seguinte, capítulo 5, é demonstrado todas as ações de controle, 
bem como suas análises com vantagens e algumas desvantagens e qual critério de 
escolha do controlador. Também é feita uma simulação dos sinais do controlador no 
programa MATLAB, capítulo 6. 
No capítulo 7, são feitas as considerações finais junto com sugestões para 
futuros trabalhos. 
E no último capítulo, estão listadas as referências bibliográficas utilizadas 
para o desenvolvimento do trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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II \u2013 O LINGOTAMENTO CONTÍNUO 
 
2.1 \u2013 A introdução do lingotamento contínuo nas metalúrgicas 
 
O conceito inicial de lingotamento contínuo surgiu no século XIX. 
Entretanto, a engenharia da época e a indisponibilidade de recursos, permitiram que as 
idéias concebidas por G.E. Sellers (1840), J. Laining (1843) e H. Bessemer (1846) 
fossem utilizadas em baixa escala e para metais não ferrosos com baixo ponto de fusão. 
Em 1887, o alemão R.M. Daelen propôs a primeira planta com desenho que 
corresponde às atuais máquinas de lingotamento, que incluía um molde refrigerado a 
água, aberto no topo e no fundo, alimentado por um fluxo contínuo de metal líquido, 
refrigeração secundária, barra falsa, rolos extratores e um aparelho de corte para o veio. 
S. Junghaus (1950), desenvolveu estudos sobre lingotamento contínuo de metais e 
conseguiu produzir ligas de cobre e alumínio por este processo. Ainda foi responsável 
pelo desenvolvimento do sistema de oscilação do molde. A partir de 1950, 
intensificaram-se os estudos acerca de novas tecnologias e melhorias no processo. Em 
1955, a primeira máquina de lingotamento contínuo de aço em escala industrial entrou 
em operação na Rússia. No Brasil, data de 1960 o início da utilização de máquinas de 
lingotamento contínuo de tarugos e de 1976 a primeira máquina de placas (ARAÚJO, 
1997). 
Com essas pesquisas e as inúmeras patentes criadas, a máquina de 
lingotamento contínuo foi introduzida no cenário mundial com bastante sucesso, e isso 
se deve a alguns fatores: aumento do rendimento, eliminação de fornos poços e 
laminadores desbastadores, redução dos custos de energia e melhoria da qualidade do 
produto. 
 
2.2 \u2013 O funcionamento da máquina de lingotamento contínuo 
 
Para poder entender o processo e funcionamento do lingotamento contínuo, 
devem-se saber quais são os elementos que fazem à composição da máquina e qual a 
função de cada elemento (TONIATI e NASCIMENTO, 2004): 
 
2.2.1 \u2013 Panela 
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Tem como função básica o transporte do aço líquido da aciaria para o 
lingotamento; possui uma válvula, tipo gaveta em sua parte inferior, uma das 
responsáveis pelo fluxo do aço no lingotamento contínuo. 
 
2.2.2 \u2013 Torre giratória 
 
Equipamento pneumático com dois braços que possuem a função de 
sustentar e posicionar a panela em cima do distribuidor e fazer a troca de panelas. 
Enquanto um braço segura uma panela que está sendo lingotada, o outro braço está em 
posição de espera, assim que necessário há o rotacionamento dos braços em 180º, o 
mais rápido possível para que o fluido no distribuidor não tenha alterações. 
 
2.2.3 \u2013 Válvula gaveta da panela de aço 
 
Equipamento instalado na parte inferior da panela de aço responsável pelo 
controle da vazão do aço da panela de aço para o distribuidor. O controle da vazão se dá 
através do deslocamento das placas sobrepostas (placas deslizantes). A Figura 2.1 
mostra uma válvula gaveta em corte. 
 
 
Figura 2.1 \u2013 Corte de uma válvula gaveta da panela de aço 
Fonte: V & M Tubes, 2007 
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2.2.4 \u2013 Carro porta-distribuidor 
 
É um equipamento responsável pelo transporte do distribuidor entre o pré-
aquecedor e os moldes e ainda, pela sustentação do distribuidor sobre o molde durante o 
lingotamento. É utilizado para inspeções e reparos durante a posição de aquecimento. 
 
2.2.5 \u2013 Distribuidor 
 
É um aparelho instalado entre a panela de aço e o molde, tendo a finalidade 
de distribuir o aço líquido nos veios da máquina de lingotamento contínuo, 
proporcionando condições de controle e vazão para o molde, manter a continuidade do 
processo durante a troca de panelas, promover a separação das inclusões e controlar a 
velocidade do processo (LAI et al., 1986). 
 
2.2.6 \u2013 Válvula gaveta do distribuidor 
 
São válvulas localizadas na parte inferior do distribuidor sendo uma por 
veio, que tem a função de controlar a vazão para o molde, mantendo um nível constante. 
 
2.2.7 \u2013 Molde 
 
É destinado para a solidificação