O processo de lingotamento contínuo (LC) de aço é uma das principais inovações tecnológicas para a obtenção de produtos siderúrgicos, substituindo os métodos convencionais de lingotamento, em virtude da alta produtividade, excepcional desempenho, versatilidade de produção, ótimo grau de limpidez e de qualidade superficial do produto final. O controle do distribuidor, através da manipulação de parâmetros como taxa de reenchimento, altura crítica de trabalho, superaquecimento, velocidade de lingotamento e tempo de retenção, durante os períodos transientes de troca de panelas, é de particular importância para a definição do campo de velocidades dentro deste reator. Como o aço do distribuidor alimenta o molde algumas das perturbações oriundas do distribuidor são transmitidas a este último.Tal é o caso da produção sequencial de aços de diferentes composições. O processo de mistura, que começa durante o reenchimento no distribuidor, continua no molde enquanto a solidificação não se completa. A estrutura final de solidificação mostra uma distribuição de solutos que depende também de parâmetros característicos do molde, tal como forma do lingotado, taxa de extração de calor e velocidade de extração. Identificar o efeito desses parâmetros em seus respectivos reatores sobre o comprimento de material de mistura -- que representa material de descarte -- é o objetivo desse trabalho.

Os testes realizados proporcionaram a obtenção de curvas de transição geradas no distribuidor; as quais podem ser alimentadas ao modelo do molde, podendo ser aproximadas a f(t) = 1-exp(-Ctⁿ), onde C é uma função complexa dos parâmetros investigados. Análise estatística, através de correlações múltiplas das variações de t_min 0,02 e “C” em função das condições operacionais, permitiu obter as seguintes expressões, considerando condição de simetria entre os veios 01 e 02:

t_min 0,02 = e ^5,1561 * n ^0,566 * Q ^-0,858 * h ^0,0496 * (Q_re) ^-0,160       R² = 0,91

 e

C = e ^-3,659 * n ^-1,038 * Q ^1,380 * h ^0,0095 * (Q_re) ^–0,259                     R² = 0,89

onde n representa o nível mínimo durante troca de panelas, [litros]; Q a vazão total em regime permanente, [lpm]; h o tempo de retençaõ, [s] e Q_re a vazão de reenchimento, [lpm]. As expressões supracitadas são relativas aos testes não-isotérmicos e, acopladas a um modelo de solidificação no molde, descrito pela equação semi-empírica: d=k(t)^0,5 , permitem inferir que as mesmas condições de mistura no distribuidor não garantem um mesmo perfil de distribuição de soluto na pele solidificada. Esta distribuição é mostrada ser função também das dimensões da peça e da severidade do resfriamento, que determinam o volume de poça líquida no molde, e da velocidade de lingotamento. A metodologia empregada permitiu determinar o comprimento de mistura e o perfil de distribuição de solutos numa dada seção reta do lingotado.

Os resultados obtidos mostraram que o tempo mínimo para a transição de 2% e o parâmetro “C” são funções do nível de trabalho, velocidade de lingotamento, tempo de retenção e taxa de reenchimento. O aumento das velocidades de lingotamento e reenchimento, resultam em diminuição do tempo mínimo. Enquanto que o aumento do nível mínimo implicou no aumento de tempo mínimo de transição, no entanto o tempo de retenção pareceu não exercer influencia sobre o tempo mínimo de transição de 2%. Os resultados mostraram também que o valor experimental de “C” para os testes realizados a quente são em média. 47,67% maiores que os valores obtidos nos testes a frio. Isso indica que a transição ocorre de maneira mais brusca quando se considera o fator de superaquecimento. O valor do tempo mínimo de residência Tmin 0,02 não demonstra ser significativamente afetado pela diferença de temperatura do aço na operação estudada. Estas considerações dizem respeito à fluidodinâmica no distribuidor, entretanto a distribuição de solutos numa dada seção reta da placa ou tarugo lingotado é fortemente dependente também das dimensões, da taxa de resfriamento, da velocidade de lingotamento além das condições impostas pelo processo de mistura no distribuidor. Por conseqüência se pode mostrar através deste modelo que todas estas variáveis influem no comprimento de mistura.