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

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

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

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

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

5 : 1,20 m/min Instalaciones originales EVOLUCION VELOCIDAD de COLADA: : 1,45 m/min Segmentos 13 y 14 (Aumento de la longitud metalúrgica) : 1,70 m/min Mejoras de la Refrigeración (Aumento de la Extracción Calórica)

6 RADIACION CONDUCCION CONVECCION FORZADA La Extracción de Calor:

7 Definición de Sistema y Medio Sistema: 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 SISTEMA FRONTERA MEDIO

9 a a Q1 Acero Líquido Espesor Solidificado e Piel Externa

10 Q1 a a

11

12 Q2 Q1

13 Q3Q5Q4 Q1 Q2 MEDIO SISTEMA FRONTERA

14 Q7 Q6 Q2 Q1 Q5Q4Q3

15 Q4 Q7 Q6 Q2 Q1 Q5Q4Q3

16 Q4 Q7 Q6 Q2 Q1 Q5Q4

17 Q2 Q1 Q

18 Q

19 Q

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

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

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

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

24 CIRCUITO AGUA DE MOLDES

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

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 LIMITACIONES DEL MODELO: No es aplicable en Regímenes Transitorios Se obtiene: –Extracción de Calor. –Evaluación Circuitos de Refrigeración.

28 APLICACIÓN PARA UNA COLADA REAL Planilla de datos de la Colada Acero Calidad: Comercial FK 08 F Línea de Colada: N° 1 Sección: 1215 x 200 mm espesor Velocidad Colada: 1,59 m/min

29 APLICACIÓN PARA UNA COLADA REAL Planilla de Resultados EVALUACIONES

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

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

32 Extracción de Calor y Grado de Solidificación del Acero

33 3 Energía total en el molde (334 Kcal/Kg) Fe 24 Fe 81 Fe 26 Fe 114

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

35 Fe 24 Fe 81 Fe 26 Fe 114 Energía extraida 123 Kcal/Kg

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

37 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 18 % Molde 15 % Cerrado 67 % Spray Agua

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

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

43 Consideraciones sobre la Evaporación dentro de la Cámara de Vapor

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

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

46 EVOLUCION Y MEJORAS DE LOS CIRCUITOS DE REFRIGERACION

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

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

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


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