Title

ANÁLISE DO PERFIL TÉRMICO DO WALL PROTECTION PLATE EM FORNOS DE COQUERIA: ESTUDO PARA PREVENÇÃO DE FALHAS PREMATURAS

THERMAL PROFILE ANALYSIS OF WALL PROTECTION PLATE IN COKE OVEN BATTERIES: STUDY FOR PREVENTION OF PREMATURE FAILURES

Authorship

RODRIGUES, CAIO ALEXANDRE FONSECA; JORGE, AQUILES; ANDRADE, RODRIGO MOREIRA

RODRIGUES, CAIO ALEXANDRE FONSECA

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JORGE, AQUILES

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ANDRADE, RODRIGO MOREIRA

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DOI

10.5151/2594-357X-42031

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Abstract

Este trabalho apresenta uma análise do perfil térmico do Wall Protection Plate (WPP) em fornos de coqueria, visando compreender a relação entre temperaturas operacionais, configuração de materiais refratários e a integridade estrutural deste componente metálico. A investigação foi motivada pela observação de trincas prematuras no WPP, especialmente nas extremidades das baterias de coque. Utilizou-se metodologia baseada em simulação computacional para avaliar sistematicamente a influência da temperatura interna do forno (950°C a 1300°C) e da espessura da segunda camada de fibra cerâmica (12,5 mm a 50 mm). Os parâmetros constantes incluíram sílica (154 mm), primeira camada de fibra cerâmica (15 mm), espessura do WPP (50 mm) e Door Frame (150 mm). A temperatura do WPP atingiu valores críticos, especialmente nas regiões com compensação ou instalação de fibra cerâmica, corroborando a correlação entre temperaturas elevadas e formação prematura de trincas.

THIS PAPER PRESENTS A THERMAL PROFILE ANALYSIS OF THE WALL PROTECTION PLATE (WPP) IN COKE OVEN BATTERIES, AIMING TO UNDERSTAND THE RELATIONSHIP BETWEEN OPERATIONAL TEMPERATURES, REFRACTORY MATERIALS CONFIGURATION, AND THE STRUCTURAL INTEGRITY OF THIS METALLIC COMPONENT. THE INVESTIGATION WAS MOTIVATED BY THE OBSERVATION OF PREMATURE CRACKS IN THE WPP, ESPECIALLY AT THE EXTREMITIES OF COKE BATTERIES. A METHODOLOGY BASED ON COMPUTATIONAL SIMULATION WAS USED TO SYSTEMATICALLY EVALUATE THE INFLUENCE OF THE FURNACE INTERNAL TEMPERATURE (950°C TO 1300°C) AND THE THICKNESS OF THE SECOND CERAMIC FIBER LAYER (12.5 MM TO 50 MM). THE CONSTANT PARAMETERS INCLUDED SILICA (154 MM), FIRST CERAMIC FIBER LAYER (15 MM), WPP THICKNESS (50 MM), AND DOOR FRAME (150 MM). THE WPP TEMPERATURE REACHED CRITICAL VALUES, ESPECIALLY IN REGIONS WITH COMPENSATION OR INSTALLATION OF CERAMIC FIBER, CORROBORATING THE CORRELATION BETWEEN HIGH TEMPERATURES AND PREMATURE CRACK FORMATION.

Keywords

Coqueria, Refratários, Perfil Térmico, Wall Protection Plate, Transferência de Calor.

Coke plant, Refractory, Thermal Profile, Wall Protection Plate, Heat Transfer