Title

ANÁLISE TÉRMICA DOS REGENERADORES DOS ALTOS-FORNOS

THERMAL ANALYSIS OF BLAST FURNACE´S HOT STOVE

Authorship

Reis, Leonardo Camilo dos; Gandra, Beatriz Fausta; Generoso, Lucas Gonçalves

Reis, Leonardo Camilo dos

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Gandra, Beatriz Fausta

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Generoso, Lucas Gonçalves

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DOI

10.5151/2594-357X-31158

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Abstract

Em função da necessidade de obter o máximo rendimento da queima de combustível nos regeneradores e também a máxima temperatura permitida no aquecimento do ar a ser soprado no interior do alto-forno, é importante conhecer as variáveis envolvidas no processo e os fatores que podem afetar, de forma direta ou indireta, o rendimento térmico do regenerador. Para auxiliar neste conhecimento, foi desenvolvido o presente trabalho que busca avaliar, por meio da simulação computacional, os fatores que podem afetar o aquecimento do ar soprado no alto-forno e o rendimento da queima de combustível. A metodologia consiste em realizar simulação computacional do aquecimento da colmeia (ciclo de combustão) e o aquecimento do ar ao passar pelo interior do regenerador para ser injetado no alto-forno (ciclo de ventilação). O modelo inicial foi validado com os valores de temperatura do ar de entrada, do topo e da fumaça que sai na chaminé, considerando o sistema de controle do Regenerador 7 do Alto-Forno 3 da Usiminas, atingido um erro máximo de 13%. A obtenção deste modelo permite avaliar diferentes cenários de operação dos regeneradores e, com isto, definir o mais eficiente termicamente, com menor custo operacional.

Aiming the Hot Stove’s maximum fuel efficiency and the maximum temperature of the air to be blown inside the blast furnace, it is important to know the variables involved in the process and the factors that affect, directly or indirectly, the Hot Stove’s thermal efficiency. To support this knowledge, the present paper was developed to evaluate, through computational simulation, the factors that can affect the heating of the air blown in the blast furnace and the fuel burn efficiency. The methodology consists in performing computational simulation of the hive heating (combustion cycle) and also the heating of the air as it passes through the interior of the regenerator to be injected into the blast furnace (ventilation cycle). The initial model was validated with the values of the temperature of the incoming air, top and the smoke that exits the chimney, considering the control system of Regenerator 7 of Usiminas’s Blast Furnace#3, reaching a maximum error of 13%. This model allows to evaluate different scenarios of regenerators operation and to define the most efficient thermally, with lower operational cost.

Keywords

Regenerador; Checkers; Simulação computacional; Escoamento.

Hot Stove, Checkers, Computer simulation, Flow.