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DisciplinaLingotamento Contínuo de Aços30 materiais70 seguidores
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FCENT
F7,5cm
FSUPER
FMED
Mn Superficie
Mn 7,5 cm
Mn Centro
 
Figura 5.21 \u2013 Comparação entre os resultados do modelo matemático e resultados experimentais - 
Manganês 
 
A Figura 5.22 apresenta os resultados comparativos da análise de silício na placa de mistura. 
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0,1
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0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 32,5 35,0 37,5 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0
Comprimento (m)
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FCENT
F7,5cm
FSUPER
FMED
Si Superficie
Si 7,5 cm
Si Centro
 
Figura 5.22 \u2013 Comparação entre os resultados do modelo matemático e resultados experimentais \u2013 
Silíc io 
 
Observando-se os resultados relativos à transição dos três elementos, nota-se que o mesmo 
comportamento apresentado pela aná lise de carbono se repete para os outros elementos. 
 
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A título de comparação a Figura 5.23 apresenta resultados superpostos de transição, para os 
três elementos químicos. 
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0,1
0,2
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0,4
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0,6
0,7
0,8
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0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 32,5 35,0 37,5 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0
Comprimento (m)
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FSUPER
C Superficie
Mn Superficie
Si Superficie
 
Figura 5.23 \u2013 Comparação entre os resultados das análises dos três elementos da placa de mistura com 
o modelo - Superfície. 
 
Apesar de haver a defasagem(entre amostragem e previsão) identificada na análise das 
Figuras 5.20, 5.21 e 5.22, nota-se na Figura 5.23 que o comportamento normalizado dos três 
elementos é semelhante; isto confirma, conforme citado por Mostert e colaboradores(1998) 
que a contribuição da difusão turbulenta é mais importante que a difusão molecular, por isso, 
todas as espécies químicas demonstram comportamento similar. 
 
Como citado, a explicação para a defasagem encontrada entre o modelo de mistura proposto e 
as análises químicas realizadas nas placas de mistura, pode dever-se ao fato do modelo 
proposto considerar como volume de mistura no molde toda a poça líquida, calculada de 
acordo com o valor da constante de solidificação k da máquina. Para aproximação das curvas 
propostas pelo modelo às curvas obtidas a partir das análises químicas pode ser considerado 
um parâmetro adicional, a ser denominado Constante Efetiva de Solidificação. Este parâmetro 
consiste apenas da adequação (aumento) do valor da constante de solidificação da máquina 
empregada no modelo, de modo que apenas uma fração definida do volume de líquido no 
molde tome parte do processo de mistura. Este artificialismo matemático, que tem bases 
físicas, na prática reduz a profundidade na poça que seria alcançada pelo aço da segunda 
 
 105
panela e, por conseqüência reduz o poder de diluição da poça. Para clarificação deste 
raciocínio, na Figura 5.24, são apresentadas a influencia das variações do valor de k nas 
curvas do modelo. 
 
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0,1
0,2
0,3
0,4
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0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 32,5 35,0 37,5 40,0 42,5 45,0 47,5 50,0
Comprimento (m)
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FCENT k=26
F7,5cm k=26
FSUPER k=26
FCENT k=40
F7,5cm k=40
FSUPER k=40
FCENT k=60
F7,5cm k=60
FSUPER k=60
 
Figura 5.24 \u2013 Comparação entre os resultados do modelo de acordo com a variação dos valores da 
constante de solidificação k. 
 
Conforme pode ser visto na Figura 5.24 à medida que o valor da Constante Efetiva de 
Solidificação aumenta, as curvas de mistura no centro, 7,5cm da superfície e superfície 
previstas pelo modelo se aproximam uma das outras. Também, devido à redução do volume 
efetivo de mistura da poça líquida, as curvas se aproximam mais da região do menisco, isto é 
são transladas para a esquerda. 
 
Portanto, para o ajuste do modelo e sua utilização, se faz necessário definir um valor de 
Constante Efetiva de Solidificação, ou um valor de Fração de Poça Líquida no molde que 
toma parte do processo de mistura. 
 
De forma geral, analisando os resultados comparativos para a placa de mistura, pode-se dizer 
que o modelo matemático elaborado neste trabalho representa bem a mistura que ocorre no 
distribuidor e no veio durante lingotamento contínuo de diferentes qualidades de aço. 
 
 
 106
6. CONCLUSÕES 
 
Nesse trabalho foi realizado um estudo sobre a mistura de aços, ou troca de qualidades, no 
distribuidor e veio durante a operação de lingotamento contínuo da CST. Este estudo 
envolveu o desenvolvimento de um modelo matemático para prever o comprimento da placa 
de mistura e a realização de amostragens em placas de mistura obtidas na planta industrial da 
CST, para verificação das simulações realizadas pelo modelo matemático. Os resultados 
encontrados permitiram que fossem tiradas as seguintes conclusões: 
 
· a metodologia adotada para avaliar a mistura de qualidades no distribuidor através do 
modelo matemático desenvolvido é adequada; 
 
· o peso de aço no distribuidor no momento de iniciar a troca de qualidade tem importância 
significativa para minimizar o comprimento da placa de mistura gerada. Esse volume de 
aço deve ser o menor possível, sem, contudo correr risco de formação de vórtex e, 
consequentemente, de passagem de escória do distribuidor para o molde. Esse risco é o 
que limita o volume mínimo de aço no distribuidor para realização da troca de qualidades 
no lingotamento contínuo. Esse fato trará como conseqüência uma diminuição nas perdas 
ao final de uma seqüência de lingotamento; 
 
· a taxa de extração da placa em lingotamento apresenta uma influência expressiva no 
comprimento da placa de mistura gerada. Na medida em que se diminuiu a taxa de 
extração de aço do distribuidor, diminui-se o comprimento da placa de mistura. Porém, na 
planta industrial, a velocidade de lingotamento é ditada pelas condições de processo. 
 
· a prática de holding durante a troca de qualidades e a taxa de reenchimento do distribuidor 
não apresentaram influência significativa no comprimento da placa de mistura. 
 
· a influência do gradiente de temperatura entre as corridas da mistura, no comprimento da 
placa de mistura, somente é melhor perceptível para valores elevados. 
 
 
 107
· o comportamento similar apresentados pelos análise dos elementos químicos, confirma 
que a contribuição da difusão turbulenta é mais importante que a difusão molecular, 
portanto é possível descrever o processo de mistura a partir da concentração normalizada. 
 
Todas as conclusões anteriores foram obtidas assumindo que todo o líquido no molde toma 
parte no processo de mistura. A dispersão do jato de aço, a curvatura do veio, o crescimento 
dendrítico, podem ser impeditivos desta participação. Como a poça líquida age como diluidor, 
portanto efetivamente atrasando a transição os efeitos acima podem ter sido minimizados. 
 
O modelo reproduz com maior fidedignidade os resultados experimentais após a introdução 
do conceito de Constante Efetiva de Solidificação, Fração de Poça Líquida que participa do 
processo de mistura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Visando dar continuidade ao aprimoramento dos métodos de avaliação do escoamento do aço 
líquido no processo de lingotamento contínuo, utilizando-se das técnicas de modelamento 
matemático, sugere-se o desenvolvimento dos seguintes trabalhos futuros: 
 
· avaliar a influência do projeto YES de distribuidor (projeto em teste na máquina de 
lingotamento contínuo nº2 da CST) no comprimento da mistura, através de modelamento 
matemático e físico; 
 
· desenvolver modelamento matemático de mistura de aços para o distribuidor da máquina 
de lingotamento contínuo nº2 da CST; 
 
· estudar a aplicação do modelo matemático desenvolvido na operação on- line das 
máquinas de lingotamento contínuo da CST;