Title

FERRAMENTA DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL PARA EVOLUÇÃO DAS TEMPERATURAS INTERNAS DO REFRATÁRIO DE UM FORNO DE TRATAMENTO TÉRMICO DE TUBOS DE AÇO

COMPUTER-BASED SIMULATION TOOL OF STEEL TUBES HEAT TREATMENT FURNACE REFRACTORY MATERIALS TEMPERATURE EVOLUTIONS

Authorship

Loze, Arnaud-Guilhem de; Rodrigues, Luis Fernando Oliveira; Soares, Lis Nunes; Miranda, Stephano Joviano

Loze, Arnaud-Guilhem de

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Rodrigues, Luis Fernando Oliveira

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Soares, Lis Nunes

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Miranda, Stephano Joviano

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DOI

10.5151/2237-0234-27852

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Abstract

Este artigo apresenta uma ferramenta de simulação computacional desenvolvida com o objetivo de auxiliar a adoção de melhores práticas de controle do forno durante períodos sem produção. O sistema desenvolvido permite simular as temperaturas do revestimento refratário de um forno de tratamento térmico de tubos em função da evolução da temperatura da atmosfera interna em diferentes cenários. O simulador foi desenvolvido baseado em um modelo matemático dinâmico validado, que utiliza um sistema de equações de transferência de calor discretizadas. Realizou-se a validação desta ferramenta computacional com a utilização de dados reais de uma campanha de medição de temperaturas. A comparação dos resultados apresentou pequeno erro entre simulação e valores reais coletados. A utilização desta ferramenta auxiliou a definição de estratégias de controle do forno durante períodos improdutivos, possibilitando redução do consumo de energia e retomada da produção com garantia da qualidade do produto.

This paper presents a computer-based tool developed in order to assist best practices of furnace control, during periods without production. The system simulates refractory materials temperature evolutions of a steel pipes heat treatment furnace in function of internal atmosphere temperature.The tool is based on a validated mathematic dynamic model, which uses a discretized method for heat transfer equations system. Validation was performed using data from a measurement campaign. Comparison between the model results and measurements shows small relative differences. The tool enables to define furnace temperature conditions, during no production period, to save energy and return production process with product quality.

Keywords

Transferência de calor, Fornos de tratamento térmico, Revestimento refratário

Heat transfer, Heat treatment furnace, Refractory materials