Title

Célula Robótica Totalmente Automatizada para Amostragem em Forno Elétrico a Arco e Inspeção Interna

Fully Automated Robotic Cell for EAF Sampling with latest generation camera for refractory inspection

Authorship

JACOB, RAFAEL LOURENZO; SOARES, DIEGO NICOLAU

JACOB, RAFAEL LOURENZO

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SOARES, DIEGO NICOLAU

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DOI

10.5151/2594-5335-43719

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Abstract

O ambiente do forno elétrico a arco (EAF) é um dos mais perigosos na siderurgia, expondo operadores a fogo, respingos de metal líquido, explosões e fumaça tóxica em operações de amostragem e medição de temperatura realizadas multiplas vezes por dia. Este trabalho apresenta uma solução robótica totalmente automatizada para eliminar a presença humana nessa área de alto risco, mantendo ou melhorando a eficiência operacional. O sistema é composto por uma célula robótica turnkey para medição automática de temperatura e coleta de amostras, integrada a tecnologias de robótica, automação e computação em nuvem, combinada com uma câmera de inspeção de última geração capaz de fornecer visão interna completa de 360° do forno em tempo real. A implementação segue uma metodologia estruturada que inclui simulação 3D, Teste de Aceitação em Fábrica (FAT), comissionamento em campo e treinamento prático de operadores. Um sistema de posicionamento por visão computacional garante flexibilidade no posicionamento da panela sem reformas custosas na planta. A automação das operações de amostragem no EAF reduz a variabilidade e os erros humanos, melhora a consistência do processo e cria um ambiente de trabalho mais seguro — pilar fundamental da transição para a Siderurgia 5.0.

Fully Automated Robotic Cell for EAF Sampling and Internal Furnace Inspection The electric arc furnace (EAF) environment is one of the most hazardous in steelmaking, exposing operators to fire, hot metal splatter, explosion, and toxic fumes during sampling and temperature measurement operations performed multiple times per day. This paper presents a fully automated robotic solution designed to eliminate human presence from this high-risk area while maintaining or improving operational efficiency. The system consists of a turnkey robotic cell for automatic temperature measurement and sample collection, integrated with robotics, automation, and cloud computing technologies, combined with a latest-generation inspection camera capable of delivering a full 360° internal furnace view in real time. Implementation follows a structured methodology including 3D simulation, Factory Acceptance Testing, on-site commissioning, and hands-on operator training. A vision-based positioning system ensures flexibility in ladle placement without costly plant modifications. Automating EAF sampling operations reduces human-related variability and error, improves process consistency, and creates a safer working environment — a key pillar of the Steelmaking 5.0 transition.

Keywords

FEA, Amostragem, Robótica, Automação

EAF, Sampling, Robotics, Automation