Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.0958
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS MATEMÁTICOS DE PREVISÃO DA TEMPERATURA DURANTE A LAMINAÇÃO A QUENTE DOS AÇOS

DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL MODELS FOR TEMPERATURE PREDICTION DURING HOT ROLLING OF STEELS

Santos, Antônio Adel dos; Giacomin, Cristóvão Nery

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Resumo

O controle da temperatura é fundamental no processo de laminação a quente dos aços. Para isso, são necessários sensores ao longo das linhas de processo. Adicionalmente, modelos matemáticos de previsão da temperatura, tanto online quanto offline, são muito úteis, e fundamentais em alguns casos, quando é necessário conhecer perfis térmicos no interior do material, além da temperatura superficial medida. Neste sentido, este trabalho apresenta os aspectos básicos do desenvolvimento de modelos de cálculo da evolução de temperatura do aço durante a laminação a quente, desde o reaquecimento da placa até o produto laminado e resfriado na forma de chapas. São mostradas formulações matemáticas, métodos numéricos de solução usados e validação dos cálculos. Todo esse desenvolvimento foi baseado em trabalhos realizados no Centro de Pesquisa na Usiminas, nos últimos anos, cuja fundamentação teórica, buscada na literatura, foi adaptada e validada de acordo com as especificidades de cada linha. Além disso, como sinal de inovação e aplicabilidade, os modelos foram implantados como simuladores offline integrados, tornando prática sua utilização pelos analistas de processo.

Palavras-chave

Laminação a quente de aços, Evolução térmica, Modelos matemáticos.

Abstract

Temperature control is of paramount importance during hot rolling of steel. Thus, sensors need to be installed through the processing lines. In addition, mathematical models for temperature prediction are useful, and occasionally necessary, when the thermal profile inside the stock has to be known, besides the measured surface temperature. Therefore, this paper shows the background used to modeling the temperature evolution of steel during hot rolling, from the slab reheating process up to the as rolled product after its cooling. Basic features are shown such as model formulations, numerical methods and validations. All the work was based on recent development carried out at Usiminas’ Research and Development Center, where theoretical background found in literature was adapted and fitted to the processing line particularities. In addition, as an indicator of innovation and applicability, the models were implemented as offline simulation tools, making easy their use by technical staff.

Keywords

Hot rolling of steels, Temperature evolution, Mathematical models.

Referências

1 Hollander F. A model to calculate the complete temperature distribution in steel during hot rolling. In: The Metals Society. Proceedings of the Mathematical Process Models in Iron and Steelmaking Conference; 1973 Feb 19-21; Amsterdam, Holland. London: AISI; 1975. p. 46-79.

2 Panjkovic V, Gloss R. Fast dynamic heat and mass balance model of walking beam reheat furnace with two-dimensional slab temperature profile. Ironmaking & Steelmaking. 2012;9(3):190-209. http://dx.doi.org/10.1179/1743281211Y.0000000081.

3 Evans JF, Roebuck ID, Watkins HR. Numerical modeling of hot strip mill runout table cooling. Iron and Steel Engineer. 1993;1:50-55.

4 Li HJ, Li Z, Guo Y, Wang Z, Wang G. Development of new generation cooling control systems after rolling in hot rolled strip based on UFC. Journal of Iron and Steel Research International. 2013;7(7):29-34. http://dx.doi.org/10.1016/S1006-706X(13)60122-3.

5 Devadas C, Samarasekera IV. Heat transfer during hot rolling of steel strip. Ironmaking & Steelmaking. 1986;6:311321.

6 Santos AA, Giacomin CN. Simulação do processo de resfriamento acelerado de chapas grossas. In: Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração. Anais do 50º Seminário de Laminação; 2013 Nov 18-21; Ouro Preto, Brasil. São Paulo: ABM; 2013.

7 The British Iron and Steel Association. Physical constants of some commercial steels at elevated temperatures. London: Butterworths; 1953.

8 Santos AA, Schiavo CP, Giacomin CN. Simulação computacional do processo de reaquecimento de placas em fornos de viga móvel. Tecnologia em Metalurgia e Materiais. 2008;5(1):35-39. http://dx.doi.org/10.4322/tmm.00501007.

9 Kokado J. On the temperature change of sheet steel during continuous hot rolling. Proceedings ICSTIS, Suppl. Transactions of Iron and Steel Institute of Japan. 1971;11:750-754.

10 Holman JP. Transferência de calor. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil; 1983.

11 Santos AA, Giacomin CN. Mathematical simulation of plate rolling at Usiminas: a tool for process enhancement. In: Proceedings 18ª Conferencia de Laminación; 2010 Nov 01-04; Rosario, Argentina. Buenos Aires: IAS; 2010.
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