BALANCE TERMICO DE LA COLADA CONTINUA DE DESBASTES DE SIDERAR

Presentación del tema: "BALANCE TERMICO DE LA COLADA CONTINUA DE DESBASTES DE SIDERAR"— Transcripción de la presentación:

1 BALANCE TERMICO DE LA COLADA CONTINUA DE DESBASTES DE SIDERAR
Extracción de Calor Solidificación del Acero Evaluación, Evolución y Reformas de los Circuitos de Refrigeración

2 BALANCE TERMICO DE LA COLADA CONTINUA DE DESBASTES DE SIDERAR
Trabajo realizado por: SIDERAR: Di Gresia Gustavo, López Raúl Daniel, Castellá Armando, Balante Walter, Pereyra José, Riboldi Hugo UTN-FRSN : Speroni Fabián, López Caludio, Umansky S. y Dominguez Cristian U.T.N. - F.R.S.N. - Jornada de Acería 18/ 10 / 02 13° Seminario de Acería del IAS y 3° Encuentro de la Sección Argentina de la Iron and Steel Society – Buenos Aires - Argentina.

3 En el año 1985: 650.000 Tn / Año. En el año 2002: 2.300.000 Tn / Año.
AUMENTO PRODUCCION COLADA CONTINUA de DEBASTES En el año 1985: Tn / Año. En el año 2002: Tn / Año.

4 Como se Aumenta la Velocidad de Colada?
Razones que permitieron el aumento de producción: Confiabilidad Alta secuencialidad Alta disponibilidad de Máquina Rapidez Aumento de la velocidad de colada Como se Aumenta la Velocidad de Colada? AUMENTANDO LA LONGITUD METALURGICA AUMENTANDO LA EXTRACCION CALORICA

5 EVOLUCION VELOCIDAD de COLADA:
: ,20 m/min Instalaciones originales : ,45 m/min Segmentos 13 y 14 (Aumento de la longitud metalúrgica) : ,70 m/min Mejoras de la Refrigeración (Aumento de la Extracción Calórica)

6 La Extracción de Calor:
RADIACION CONVECCION FORZADA CONDUCCION

7 Definición de Sistema y Medio
Es el acero en solidificación. Medio: Es el entorno con el que interactúa el Sistema. Frontera: División Real (material) o Imaginaria que separa el Sistema y el Medio.

8 Q “La FRONTERA usada en los Modelos
de Solidificacion es la PIEL del Desbaste” MEDIO SISTEMA FRONTERA Q

9 Espesor Solidificado Piel Externa “e” a Q1 Q1 Acero Líquido

10 a Q1 Q1 Q1

11 Q1

12 Q2 Q1

13 MEDIO Q3 FRONTERA Q2 Q4 Q1 Q5 SISTEMA

14 Q3 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6

15 Q3 Q4 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6

16 Q3 Q3 Q4 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6

17 Q Q2 Q1

18 Q

19 Q

20 El calor sigue avanzando atravesando sucesivas fronteras …….
Q Distintas Fronteras

21 Determinación de otra “Frontera” que no sea la propia “Piel” del Desbaste

22 Condición: La única fuente de calor dentro de la frontera debe ser la entregada por el acero.
Conveniencia: Elegir una “Frontera”que permita medir fácilmente los parámetros para el cálculo. Distintas Fronteras Q

23 FRONTERA ADOPTADA: FRONTERA REAL FRONTERA IMAGINARIA ENTRADA ACERO
SALIDA VAPOR ENTRADA ACERO CONVECCION y RADIACION ENTRADA CIRCUITOS DE AGUA SALIDA CIRCUITOS DE AGUA AGUA AL CANAL SALIDA ACERO ENTRADA DE AIRE

24 CIRCUITO AGUA DE MOLDES

25 SALIDA DE AIRE SATURADO CON VAPOR
CIRCUITO AGUA DE SPRAY CIRCUITO ABIERTO DE MAQUINA SALIDA DE AIRE SATURADO CON VAPOR ENTRADA DE SPARY INFILTRACION DE AIRE AGUA AL CANAL AGUA AL CANAL

26 CIRCUITO CERRADO DE MAQUINA

27 MODELO MACROSCOPICO: “BALANCE TERMICO”
Es una base de cálculo a partir de parámetros disponibles o de fácil medición en el proceso Se obtiene: Extracción de Calor. Evaluación Circuitos de Refrigeración. LIMITACIONES DEL MODELO: “No es aplicable en Regímenes Transitorios”

28 APLICACIÓN PARA UNA COLADA REAL
Planilla de datos de la Colada Acero Calidad: Comercial “FK 08 F” Línea de Colada: N° 1 Sección: x 200 mm espesor Velocidad Colada: ,59 m/min

29 APLICACIÓN PARA UNA COLADA REAL
Planilla de Resultados EVALUACIONES

30 BALANCE de MASAS 1045 Tn/hr. Agua 162 Tn/hr. Acero 83 Tn/hr. Aire

31 BALANCE DE VOLUMENES 78000 m3/hr 1045 m3/hr 23 m3/hr Acero Agua Aire

32 Extracción de Calor y Grado de Solidificación del Acero

33 Energía total en el molde
(334 Kcal/Kg) 3 65 Fe  24 5 Fe  81 4 Fe  26 12 Fe  114

34 Cálculo del Grado de Solidificación Total Calor Extraído: 123 Kcal/Kg
Molde: 334 Kcal/Kg Total Calor Extraído: 123 Kcal/Kg “Piel” 955 °C Salida: 211 Kcal/Kg

35 Energía extraida 3 65 5 4 12 Fe  24  81  26 Fe  114 123 Kcal/Kg

36 Distribución de Temperatura Con Enfriamiento Homogeneo: 1221° C
Calor Extraído 123 kCal/kg Distribución de Temperatura Temperatura de la Piel 955°C Con Enfriamiento Homogeneo: 1221° C 1487 °C Modelo de Cálculo 100% Solidificado 100% Solidificado 100% Solidificado

37 Distribución de Temperatura Real
Simplificaciones Similares en otros Modelos Matemáticos de Solidificación Distribución de Temperatura Real Distribución de Temperatura Asumida

38 Evaluación de los circuitos de Refrigeración

39 Calor Extraído: 123 Kcal/Kg
Agua 88 % Radiación 6 % Aire Forz. 5 % Aire Nat. 1 %

40 Calor Extraído por “Agua”
108 Kcal/Kg 67 % Spray Agua 18 % Molde 15 % Cerrado

41 Del Agua de Spray Spray No se evapora: 94 % Se evapora: 6%

42 Calor Extraído Agua de Spray
(SPRAY) 72,4 Kcal/Kg 39,4% del total del Acero A Chimenea AGUA 48,5 Kcal 23,9 Kcal VAPOR 19,4% del total del Acero Al Canal

43 Consideraciones sobre la Evaporación dentro de la Cámara de Vapor

44 Saturación Vapor de Agua
mm Col H2O Pat mm Ingreso Aire 5.000 mm 1.800 mm Cámara de Vapor

45 SALIDA AIRE ENTRADA AIRE: QLat: 560 Kcal/Kg QSens: 1 Kcal/Kg/°C
Aire Seco 78,5 % Vapor: 21,5 % SALIDA AIRE Temperatura: 62 ºC Humedad Relat.100 % Vapor: 1,1 % Aire Seco 98.9 % ENTRADA AIRE: Temperatura 11,5 ºC Humedad Relat. 82 % QSens: 1 Kcal/Kg/°C

46 EVOLUCION Y MEJORAS DE LOS CIRCUITOS DE REFRIGERACION

47 MEJORAS: EN ESTUDIO: - NUEVA ZONA 5 - FRECUENCIA VARIABLE EXHAUSTORES
DISTRIBUCION DE AGUA “ARVA 2000” AJUSTE REFRIGERACION ZONA 1b SEGÚN ANCHO (OBRA EN CURSO) 7 8 REUTILIZACION CICLON DE CCT NUEVO SEPARADOR DE LAMINILLA 9 1 2 5 6 BOMBAS BOOSTER FLUSHING CANALES 3 4 FILTROS AUTOLIMPIANTE DOS NUEVAS TORRES ENFRIAMIENTO

48 Conclusiones: Modelo Macroscópico de Balance Térmico.
Conocimiento Cualitativo y Cuantitativo. Participación del Plan de Mejoras. Evolución Histórica de la Refrigeración. Modelo Macroscópico de Balance Térmico.

49 BALANCE TERMICO DE LA COLADA CONTINUA DE DESBASTES DE SIDERAR
Extracción de Calor Solidificación del Acero Evaluación, Evolución y Reformas de los Circuitos de Refrigeración