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Publicada porAtilio Sepulveda Modificado hace 10 años
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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
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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.
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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.
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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
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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)
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La Extracción de Calor:
RADIACION CONVECCION FORZADA CONDUCCION
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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.
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Q “La FRONTERA usada en los Modelos
de Solidificacion es la PIEL del Desbaste” MEDIO SISTEMA FRONTERA Q
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Espesor Solidificado Piel Externa “e” a Q1 Q1 Acero Líquido
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a Q1 Q1 Q1
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Q1
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Q2 Q1
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MEDIO Q3 FRONTERA Q2 Q4 Q1 Q5 SISTEMA
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Q3 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6
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Q3 Q4 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6
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Q3 Q3 Q4 Q2 Q4 Q1 Q7 Q5 Q6
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Q Q2 Q1
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Q
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Q
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El calor sigue avanzando atravesando sucesivas fronteras …….
Q Distintas Fronteras
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Determinación de otra “Frontera” que no sea la propia “Piel” del Desbaste
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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
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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
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CIRCUITO AGUA DE MOLDES
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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
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CIRCUITO CERRADO DE MAQUINA
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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”
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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
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APLICACIÓN PARA UNA COLADA REAL
Planilla de Resultados EVALUACIONES
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BALANCE de MASAS 1045 Tn/hr. Agua 162 Tn/hr. Acero 83 Tn/hr. Aire
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BALANCE DE VOLUMENES 78000 m3/hr 1045 m3/hr 23 m3/hr Acero Agua Aire
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Extracción de Calor y Grado de Solidificación del Acero
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Energía total en el molde
(334 Kcal/Kg) 3 65 Fe 24 5 Fe 81 4 Fe 26 12 Fe 114
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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
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Energía extraida 3 65 5 4 12 Fe 24 81 26 Fe 114 123 Kcal/Kg
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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
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Distribución de Temperatura Real
Simplificaciones Similares en otros Modelos Matemáticos de Solidificación Distribución de Temperatura Real Distribución de Temperatura Asumida
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Evaluación de los circuitos de Refrigeración
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Calor Extraído: 123 Kcal/Kg
Agua 88 % Radiación 6 % Aire Forz. 5 % Aire Nat. 1 %
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Calor Extraído por “Agua”
108 Kcal/Kg 67 % Spray Agua 18 % Molde 15 % Cerrado
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Del Agua de Spray Spray No se evapora: 94 % Se evapora: 6%
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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
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Consideraciones sobre la Evaporación dentro de la Cámara de Vapor
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Saturación Vapor de Agua
mm Col H2O Pat mm Ingreso Aire 5.000 mm 1.800 mm Cámara de Vapor
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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
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EVOLUCION Y MEJORAS DE LOS CIRCUITOS DE REFRIGERACION
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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
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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.
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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
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