Title

EFEITOS DA ALTERAÇÃO DO DESENHO DAS COJET'S NOS PARÂMETROS DE PROCESSO E PERFORMANCE EM UM ENERGY OPTIMIZING FURNACE (EOF)

EFFECTS OF CHANGING COJET DESIGN ON PROCESS PARAMETERS AND PERFORMANCE IN AN ENERGY OPTIMIZING FURNACE (EOF)

Authorship

CAMPOS, PABLO HENRIQUE KELLY; SILVA, CECÍLIA LAIA DA; DINIZ, CAIO NOGUEIRA ARAÚJO; LEITE, CLAUDIO; RIOS, PEDRO HENRIQUE RODRIGUES; PRADO, MARCO TÚLIO CARMOZINE

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SILVA, CECÍLIA LAIA DA

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DINIZ, CAIO NOGUEIRA ARAÚJO

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LEITE, CLAUDIO

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RIOS, PEDRO HENRIQUE RODRIGUES

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PRADO, MARCO TÚLIO CARMOZINE

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DOI

10.5151/2594-5300-42781

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Abstract

Avanços tecnológicos na siderurgia visam aumentar a eficiência energética e a sustentabilidade. Neste contexto, o redesenho dos injetores Cojet—componentes chave nos Fornos de Otimização de Energia (EOFs)—foi investigado na usina da Gerdau em Divinópolis para melhorar o desempenho do processo. Esses injetores desempenham um papel crítico nas operações de refino, controlando a injeção de oxigênio e otimizando as reações químicas. O estudo focou na modificação da geometria do injetor, posicionamento da lança e ângulos dos jatos para melhorar a penetração de oxigênio, reduzir o consumo e aumentar o rendimento metálico. Um plano de teste estruturado foi implementado, avaliando múltiplas configurações de sopro e parâmetros operacionais. A configuração mais eficaz permitiu uma redução de 6% no tempo de processamento e uma diminuição de 5% no consumo total de oxigênio. O rendimento metálico melhorou em 0,6%, atribuído à maior eficiência da injeção de oxigênio e à redução da oxidação. Embora um aumento inicial no consumo de gusa líquido tenha sido observado, isso foi mitigado pelo aumento do fluxo de oxigênio protetor, que restaurou a eficiência térmica. A análise estatística confirmou a significância dessas melhorias, e nenhum efeito adverso na estabilidade do processo foi identificado. A redistribuição de oxigênio entre os injetores e o ajuste fino das vazões provaram ser uma solução sustentável e eficaz. Os resultados demonstram que o design otimizado dos injetores Cojet pode melhorar significativamente o desempenho dos fornos EOF, oferecendo um caminho prático para o aumento da produtividade, eficiência energética e confiabilidade operacional na siderurgia.

TECHNOLOGICAL ADVANCEMENTS IN STEELMAKING AIM TO ENHANCE ENERGY EFFICIENCY AND SUSTAINABILITY. IN THIS CONTEXT, THE REDESIGN OF COJET INJECTORS—KEY COMPONENTS IN ENERGY OPTIMIZING FURNACES (EOFS)—WAS INVESTIGATED AT GERDAU’S DIVINóPOLIS PLANT TO IMPROVE PROCESS PERFORMANCE. THESE INJECTORS PLAY A CRITICAL ROLE IN REFINING OPERATIONS BY CONTROLLING OXYGEN INJECTION AND OPTIMIZING CHEMICAL REACTIONS. THE STUDY FOCUSED ON MODIFYING INJECTOR GEOMETRY, LANCE POSITIONING, AND JET ANGLES TO IMPROVE OXYGEN PENETRATION, REDUCE CONSUMPTION, AND INCREASE METALLIC YIELD. A STRUCTURED TESTING PLAN WAS IMPLEMENTED, EVALUATING MULTIPLE BLOWING CONFIGURATIONS AND OPERATIONAL PARAMETERS. THE MOST EFFECTIVE CONFIGURATION ENABLED A 6% REDUCTION IN POWER-ON TIME AND A 5% DECREASE IN TOTAL OXYGEN CONSUMPTION. METALLIC YIELD IMPROVED BY 0.6%, ATTRIBUTED TO ENHANCED BLOWING EFFICIENCY AND REDUCED OXIDATION. ALTHOUGH AN INITIAL INCREASE IN HOT METAL CONSUMPTION WAS OBSERVED, THIS WAS MITIGATED BY INCREASING PROTECTIVE OXYGEN FLOW, WHICH RESTORED THERMAL EFFICIENCY. STATISTICAL ANALYSIS CONFIRMED THE SIGNIFICANCE OF THESE IMPROVEMENTS, AND NO ADVERSE EFFECTS ON PROCESS STABILITY WERE IDENTIFIED. THE REDISTRIBUTION OF OXYGEN BETWEEN INJECTORS AND FINE-TUNING OF FLOW RATES PROVED TO BE A SUSTAINABLE AND EFFECTIVE SOLUTION. THE RESULTS DEMONSTRATE THAT OPTIMIZED COJET INJECTOR DESIGN CAN SIGNIFICANTLY ENHANCE EOF FURNACE PERFORMANCE, OFFERING A PRACTICAL PATH TOWARD IMPROVED PRODUCTIVITY, ENERGY EFFICIENCY, AND OPERATIONAL RELIABILITY IN STEELMAKING.

Keywords

Energy Optimizing Furnace, Eficiência energética, Injeção de oxigênio

Energy Optimizing Furnace, Energy efficiency, Oxygen injection