Hierro y Acero Edicion 76 | Page 6

6 Laminación Simulación del desprendimiento de las capas de óxido generadas en la superficie de palanquillas al interior del horno de recalentamiento para predecir desgaste prematuro de Skids Autores: Resumen Sixtos Arreola 3 El presente trabajo considera el modelo numérico acoplando la transferencia de calor, combustión química y dinámica de fluido de un horno de flamas directas. Utilizando un programa comercial que resuelve, por volúmenes finitos, las ecuaciones constitutivas utilizando un mallado tetrahíbrido de un millón de celdas; el modelo numérico estima los cam- pos térmicos del hogar del horno y las palanquillas, así como los campos de velocidad de los gases producto de la combustión. Por otro lado, se utilizó una técnica de inyección de 11550 partículas, con la densidad del óxido de fierro, para simular el desprendi- miento y arrastre de la cascarilla pro- ducida en las palanquillas, al interior del hogar del horno utilizando un modelo de fase discreta; se estudia- ron las trayectorias de impacto de las partículas de óxido que desgastan y erosionan los skids obteniendo resul- tados estadísticos para tratar de corre- lacionar una falla que se dio en planta Ternium-Puebla. El modelo numéri- co se validó comparando la distribu- ción de las temperaturas estimadas con valores medidos en distintas posi- ciones del horno. Los resultados esta- dísticos de trayectorias de impacto de partículas inyectadas en la simulación numérica indican que la posición de falla del skid en planta, pudiera, estar conectada a la erosión de refractario por cascarilla. José Flores 2 Heber Santoyo 2 Gildardo Solorio 3 Octavio Vázquez 1y4 Héctor Vergara 1 División de Estudios de Posgrado e Investigación, Instituto Tecnológico de Morelia. 1 2 Ternium México Facultad de Ingeniería Mecánica, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. Palabras clave: horno de recalentamiento, mecánica de fluidos, desgaste prematuro 4 3 Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología. Introducción En el proceso no integrado de fabricación del acero, el horno de recalentamiento es un equipo que debe mantenerse en funcionamien- to continuo para evitar un cuello de botella con el proceso de laminación en caliente. El objetivo del horno de recalentamiento es homogeneizar la estructura de la palanquilla (auste- nización), disolver las dendritas for- madas durante el proceso de colada continua y alcanzar la temperatura de trabajo para la laminación en calien- te (~1100°C) [1] [2] [3] . Este proceso de homogeneización térmica se realiza en un horno dividido en dos zonas: a) calentamiento y b) compensación. La carga (palanquillas) al interior del horno está en una posición horizon- tal y se calientan con quemadores ai- re-metano. Los gases de combustión a alta temperatura tienen contacto con la carga y calientan las palanquillas por el mecanismo de transferencia de calor de radiación, principalmente. La palanquilla es transportada en el interior del horno a través de patines (skids) enfriados por agua y cubiertos con material refractario como se ob- serva en la figura 1.