Simulação de câmaras de resfriamento com uso de fluidodinâmica computacional de fornos (CFD)

O processo de produção de tarugos na CBA utiliza a tecnologia AirSlip® da Wagstaff® na etapa de vazamento e o conceito de forno tipo Batch para tratamento térmico, que é uma etapa crítica no processo para garantir uma boa solubilidade das fases Mg2Si e a transformação da fase Beta, rica em ferro e de morfologia acicular, que é crítica para o processo de extrusão, em uma fase Alfa de morfologia mais arredondada e, portanto, menos deletéria. Os tempos de solubilização, precipitação e resfriamento são definidos conforme critérios metalúrgicos, contudo a eficiência do equipamento nas trocas de calor impacta significativamente no tempo de ciclo. Nesse contexto, buscando aumentar a eficiência do processo de tratamento térmico de tarugos, iniciamos estudos de fluidodinâmica computacional para estudar os fluxos de calor internos na câmara de resfriamento, mapeando potenciais oportunidades de melhoria nas trocas térmicas, mantendo como premissa a qualidade já consolidada do Tarugo CBA. As simulações de CFD realizadas na câmara permitiram obter um entendimento mais detalhado do processo, além de demonstrarem oportunidades de melhoria no design interno das tubulações de entrada e saída de ar para redução da perda de carga, indicando um ganho potencial de até 30% no tempo de resfriamento. Testes laboratoriais de tratamento térmico nas novas taxas de resfriamento e ensaios metalográficos foram realizados para investigar os efeitos das alterações e demonstraram potenciais benefícios para a qualidade do tarugo.