Title

DIAGNOSE EM FORNOS ELÉTRICOS A ARCO: ANÁLISE DE INTEGRIDADE APLICADA À MANUTENÇÃO E CONFIABILIDADE

DIAGNOSIS IN ELECTRIC ARC FURNACES: STRUCTURAL INTEGRITY ASSESSMENT APPLIED TO MAINTENANCE AND RELIABILITY

Authorship

OLIVEIRAR, RAFAEL JUNIO; OLIVEIRAR, RAFAEL JUNIO; MERCIER, MARCELO FERNANDES; MERCIER, MARCELO FERNANDES; VANZELER, WESLEY VICENTE ARAÚJO; VANZELER, WESLEY VICENTE ARAÚJO

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MERCIER, MARCELO FERNANDES

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VANZELER, WESLEY VICENTE ARAÚJO

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DOI

10.5151/2594-5327-42725

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Abstract

Este trabalho apresenta um estudo de caso de avaliação de integridade estrutural aplicado a um Forno Elétrico a Arco (FEA) com 43 anos de operação contínua em uma planta siderúrgica. O objetivo foi identificar, quantificar e acompanhar a evolução de danos críticos na carcaça, quadro de basculamento e estrutura de movimentação da abóbada, incluindo o pino pivô, trilho da torre, estrutura da torre, vigas de sustentação, balancim e conjunto de rolagem. A metodologia envolveu levantamento histórico operacional, inspeções visuais, ensaios não destrutivos convencionais e avançados (líquido penetrante, partículas magnéticas, ultrassom convencional e por phased array, emissão acústica), termografia, escaneamento 3D e análise por elementos finitos (FEA). Os resultados indicaram degradação progressiva, com trincas, deformações, perdas de espessura e tensões acima dos limites admissíveis, afetando diretamente a segurança e a confiabilidade do equipamento. A abordagem integrada permitiu a identificação precoce de falhas e a priorização de ações de engenharia, incluindo o desenvolvimento de uma nova carcaça, o retrofit do quadro de basculamento e recomendações para intervenções nos sistemas de movimentação da abóbada. O estudo reforça a importância da manutenção baseada em condição para ativos críticos com vida útil avançada e histórico de sobrecargas.

THIS PAPER PRESENTS A CASE STUDY ON STRUCTURAL INTEGRITY ASSESSMENT APPLIED TO A 43-YEAR-OLD ELECTRIC ARC FURNACE (EAF) OPERATING CONTINUOUSLY IN A STEELMAKING PLANT. THE OBJECTIVE WAS TO IDENTIFY, QUANTIFY, AND MONITOR THE EVOLUTION OF CRITICAL DAMAGES IN THE FURNACE SHELL, TILTING FRAME, AND ROOF MOVEMENT STRUCTURE, INCLUDING THE PIVOT PIN, TOWER RAIL, TOWER STRUCTURE, ROOF SUPPORT BEAMS, ROCKER ARM, AND ROLLER ASSEMBLY (GUIDE BASE AND PINS). THE METHODOLOGY INCLUDED OPERATIONAL HISTORY REVIEW, VISUAL INSPECTIONS, CONVENTIONAL AND ADVANCED NON-DESTRUCTIVE TESTING (LIQUID PENETRANT, MAGNETIC PARTICLES, CONVENTIONAL AND PHASED ARRAY ULTRASONIC TESTING, ACOUSTIC EMISSION), THERMOGRAPHY, 3D SCANNING, AND FINITE ELEMENT ANALYSIS (FEA). THE RESULTS INDICATED PROGRESSIVE DEGRADATION, WITH CRACKS, DEFORMATIONS, THICKNESS LOSS, AND STRESS LEVELS EXCEEDING ACCEPTABLE LIMITS, DIRECTLY AFFECTING EQUIPMENT SAFETY AND RELIABILITY. THE INTEGRATED APPROACH ENABLED EARLY FAULT DETECTION AND PRIORITIZED ENGINEERING ACTIONS, INCLUDING THE DEVELOPMENT OF A NEW FURNACE SHELL, COMPLETE RETROFIT OF THE TILTING FRAME, AND RECOMMENDATIONS FOR INTERVENTIONS IN THE ROOF MOVEMENT SYSTEMS. THIS STUDY REINFORCES THE IMPORTANCE OF CONDITION-BASED MAINTENANCE FOR CRITICAL ASSETS WITH EXTENDED SERVICE LIFE AND OVERLOAD HISTORY

Keywords

Análise de Integridade Estrutural, Fornos Elétricos a Arco, Manutenção Baseada em Condição, Diagnose