Soluções de Engenharia Refratária utilizando estudo CFD (Computational Fluid Dynamics)

A Indústria 4.0 é um termo utilizado para os avanços tecnológicos em automação e tratamento de dados na indústria que visa tornar a manufatura mais eficiente com aumento de qualidade dos produtos por meio de implementação de novas tecnologias. Dentre elas, é possível citar Sistemas de Simulação, por meio de análise de Fluidodinâmica Computacional. Mais conhecida pela sigla em inglês CFD (Computational Fluid Dynamics), é uma área de estudo que se correlaciona com disciplinas de comportamento dos fluidos, cálculo numérico e computação aplicadas às análises e resolução de problemas de escoamento. Uma das características da Indústria de Alumínio é manejar o metal no estado líquido em processos como fusão, tratamento e transporte do metal, e lingotamento. A análise da fluidodinâmica nesses tipos de processos é capaz de identificar pontos de melhoria do fluxo do metal líquido, influenciando na qualidade do alumínio produzido, assim como na performance e consumo de refratário, onde essa tríade está diretamente correlacionada, inclusive com o quesito fluxo turbulento. O fluxo turbulento pode gerar defeitos de qualidade, como a geração de inclusões não metálicas no alumínio líquido além de gerar maior desgaste no refratário. O presente trabalho traz dois estudos de caso de projetos refratários de calhas de transferência de metal de uma grande produtora de alumínio do país. O primeiro avalia seções em “T” (meniscos) entre equipamentos do processamento de metal como desgaseificador e caixas filtro. O segundo avalia o overflow da calha de entrada de um forno do tipo Melter Top Charge com carregamento lateral. Simulações foram feitas com CFD onde em ambos os casos os projetos foram alterados com resultados mensuráveis da redução da energia de turbulência, além de diminuição de zonas mortas do sistema de calha que diminuem a temperatura do metal transferido.