Title

ESTUDO DE CASO: DESGASTE NOS BOCAIS SUPERSÔNICOS DO BICO DE LANÇA DA ACIARIA BOF

CASE STUDY: WEAR OF A NOZZLE IN TIP LANCE OF STEELMAKING BOF

Authorship

Garajau, Fabrício Silveira; Cetlin, Paulo Roberto; Guerra, Marcelo de Souza Lima; Maia, Breno Totti; Moreira, Dione Araújo

Garajau, Fabrício Silveira

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Cetlin, Paulo Roberto

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Guerra, Marcelo de Souza Lima

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Maia, Breno Totti

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Moreira, Dione Araújo

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DOI

10.5151/1982-9345-27830

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Abstract

O sopro de oxigênio é a principal operação durante o processo de refino de aço em aciarias BOF (Basic Oxygen Furnace). Este sopro é feito por uma lança de injeção de oxigênio através de bocais supersônicos, que devem ser dimensionados para as condições específicas de operação, como por exemplo, vazões e pressões de oxigênio, altura de banho, altura da lança em relação ao banho, etc. O mau dimensionamento destes bocais tem influência direta no tempo e eficiência de processo, além de comumente resultar em desgaste prematuro dos bocais e na retirada do bico de operação. Este tipo de falha tem sido observado em bicos da Vallourec Brasil. No presente trabalho será apresentada a metodologia de estudos e resultados de análise metalográfica em amostras de um bico de lança usado pela da empresa, além de simulações CFD (Computational Fluid Dynamics) realizadas para se caracterizar o mecanismo de desgaste dos bocais. Estas informações foram utilizadas como base para o redimensionamento dos bocais, objetivando conter os impactos causados pelo desgaste.

Oxygen blowing is the main operation in the steel refining process in BOF (Basic Oxygen Furnace) steelmaking. This blow is made by an oxygen injection lance through supersonic nozzles, which must be designed for the specific operating conditions, such as flow and oxygen pressures, height in relation to the metal bath, lance height, etc.. Bad design of these nozzles directly influences the time and process efficiency, and often results in premature wear of the nozzles and their removal from production. This type of failure has been observed in tip nozzles in Vallourec Brazil. This work presents a methodology of studies and results of metallography in samples of tips used by company, in addition to CFD (Computational Fluid Dynamics) simulations of the gas jet. This information was used as a basis for the redesign of the nozzles, in order to reduce the impacts caused by wear.

Keywords

Bico, Bocais supersônicos, Desgaste, CFD, BOF

Tip, Supersonic nozzle, Wear, CFD, BOF