Title

CONTROLE ANTECIPATÓRIO PARA OTIMIZAÇÃO DO USO DE OXIGÊNIO PARA ENRIQUECIMENTO DO AR DE COMBUSTÃO DO FORNO WB2 DA LAMINAÇÃO DE TIRAS A QUENTE DA APERAM

FEEDFORWARD CONTROL APPLIED TO OPTIMIZE THE OXYGEN USED TO ENRICHMENT OF COMBUSTION AIR IN THE FURNACE WB2 OF HOT STRIP MILL IN APERAM

Authorship

Pedro Henrique Barbosa Souza; José Maria Miranda Madureira; Paulo Vicente Correa; Marcos Antônio Araújo; Gláucio Barros Barcelos; Felipe Grativol Lima

Pedro Henrique Barbosa Souza

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José Maria Miranda Madureira

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Paulo Vicente Correa

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Marcos Antônio Araújo

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Gláucio Barros Barcelos

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DOI

10.5151/2237-0234-25515

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Abstract

A Aperam é uma grande consumidora de gases do ar, principalmente Argônio. A produção de Argônio é feita através de coluna de destilação, onde são também extraídos Oxigênio e Nitrogênio. A modalidade de contrato adotada pela Aperam é do tipo take-or-pay para todos os gases, porém nem todo Oxigênio produzido era consumido. A Aperam então desenvolveu um projeto visando aproveitar esta “sobra” de Oxigênio no seu forno Walking Beam, para enriquecimento do ar de combustão. A utilização de Oxigênio permite reduzir, de maneira indireta, o consumo de Gás Natural neste forno. Após a implantação do projeto a Aperam está apta a consumir acima da capacidade de Oxigênio produzida, sendo necessário implementar uma estratégia de controle que permita limitar a máxima velocidade deste gás na tubulação (risco de explosões) e reduzir a interferência entre os diversos consumidores, o que poderia provocar desarmes ou oscilações na estequiometria dos gases. Para isto foi aplicado técnicas de controle antecipatório. Este trabalho irá abordar as estratégias de controle utilizadas, sua sintonia e os resultados obtidos.

Aperam is a large consumer of air gases, mainly argon. The production of argon is made through a distillation column, where oxygen and nitrogen are also extracted. The contract modality adopted by Aperam is the take-or-pay for all gases, but not all oxygen produced was consumed. Aperam then developed a project to use this oxygen available in your Walking Beam furnace for enrichment of combustion air. The use of oxygen reduces, indirectly, the consumption of natural gas in this furnace. After the project implementation, Aperam is able to consume over capacity of oxygen produced, being necessary to implement a control strategy designed to limit the maximum speed of this gas in the pipe (risk of explosion) and reduce interference between different consumers, which could cause trips or oscillations in stoichiometry of gases. For this feedforward control techniques was applied. This paper will show the control strategies used, their tuning and the results obtained.

Keywords

Controle antecipatório; Otimização

Feedforward Control; Optimization