Title

IMPLANTAçãO DO ANALISADOR DE UMIDADE ONLINE DO CARVãO VEGETAL NOS ALTOS-FORNOS DA APERAM SOUTH AMERICA

IMPLEMENTATION OF THE ONLINE CHARCOAL MOISTURE ANALIZER IN THE BLAST FURNACES AT APERAM SOUTH AMERICA

Authorship

Aguiar, Pericles Guimarães Oliveira

Aguiar, Pericles Guimarães Oliveira

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DOI

10.5151/2594-357X-34730

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Abstract

CONTROLAR O NÍVEL TÉRMICO DO ALTO-FORNO É FUNDAMENTAL PARA ALCANÇAR OS MELHORES RESULTADOS DE: PRODUÇÃO, CUSTO E QUALIDADE. O CONTROLE TÉRMICO DEPENDE BASICAMENTE DO GERENCIAMENTO DO PROCESSO PELA EQUIPE DA OPERAÇÃO E DA OSCILAÇÃO DA UMIDADE DAS MATÉRIAS-PRIMAS ENFORNADAS. O CARVÃO VEGETAL, POR SER UM PRODUTO HIGROSCÓPICO (ALTA CAPACIDADE DE ABSORVER ÁGUA), É A PRINCIPAL FONTE DE VARIAÇÃO DE UMIDADE DO PROCESSO, SENDO NA MAIORIA DAS VEZES O RESPONSÁVEL PELAS OSCILAÇÕES TÉRMICAS DO FORNO.COM O OBJETIVO DE MELHORAR O SISTEMA OPERACIONAL DE CONTROLE TÉRMICO DOS ALTOS-FORNOS, FORAM INSTALADOS, NOS SILOS DE CARVÃO, ANALISADORES DE UMIDADE QUE OPERAM PELO PRINCÍPIO DE MICRO-ONDAS, PERMITINDO A ANÁLISE ON-LINE DO PERCENTUAL DE UMIDADE DO CARVÃO. COM A IMPLANTAÇÃO DOS ANALISADORES DE UMIDADE ON-LINE DO CARVÃO VEGETAL E INTEGRAÇÃO DA LÓGICA DE COLETA DE DADOS AOS SISTEMAS DE AUTOMAÇÃO, INCLUINDO PLC, SUPERVISÓRIO E SISTEMA DE NÍVEL 2, FOI POSSÍVEL OBTER A CORREÇÃO AUTOMÁTICA DA UMIDADE DO CARVÃO NO LEITO DE FUSÃO POR CARREGAMENTO. DIANTE DISSO, OS INDICADORES DO NÍVEL TÉRMICO (TEMPERATURA E PERCENTUAL DE SILÍCIO DO GUSA) FORAM COMPARADOS AOS RESULTADOS OBTIDOS NO ANO DE 2019. A TEMPERATURA MÉDIA DO GUSA TEVE UMA REDUÇÃO SIGNIFICATIVA DE 9,4°C, O QUE CORRESPONDE A 2,54 KGC/T (QUILO DE CARBONO POR TONELADA DE GUSA) A MENOS ENFORNADO E O DESVIO PADRÃO DO PERCENTUAL DE SILÍCIO NO GUSA FOI REDUZIDO EM 16,7%, INDICANDO MAIOR ESTABILIDADE DO NÍVEL TÉRMICO DOS ALTOS-FORNOS. O PERCENTUAL DE SILÍCIO FORA DA FAIXA ESPECIFICADA REDUZIU EM 11%. O NÚMERO DE ANÁLISES DE UMIDADE DO CARVÃO REALIZADA PELO LABORATÓRIO REDUZIU 75% (DE 12 PARA 3 ANÁLISES NO DIA) E O NÚMERO DE ATUALIZAÇÕES DO LEITO DE FUSÃO POR VARIAÇÃO DA UMIDADE REALIZADO PELOS OPERADORES, REDUZIU EM 100% (DE 12 PARA 0 ATUALIZAÇÕES NO DIA). OS RESULTADOS ALCANÇADOS DEMONSTRAM QUE A IMPLANTAÇÃO DOS ANALISADORES FOI REALIZADA COM SUCESSO, ATENDENDO AOS PADRÕES DE QUALIDADE, SAÚDE E SEGURANÇA.

CONTROLLING THE THERMAL LEVEL OF THE BLAST FURNACE IS ESSENTIAL TO ACHIEVE THE BEST RESULTS OF: PRODUCTION, COST AND QUALITY. THE THERMAL CONTROL BASICALLY DEPENDS ON THE MANAGEMENT OF THE PROCESS BY THE OPERATIONAL TEAM AND THE OSCILLATION OF THE MOISTURE OF THE RAW MATERIALS CHARGED. CHARCOAL, AS A HYGROSCOPIC PRODUCT (HIGH CAPACITY TO ABSORB WATER), IT’S THE MAIN SOURCE OF MOISTURE VARIATION IN THE PROCESS, RESPONSIBLE FOR THE THERMAL OSCILLATIONS MOST OF THE TIME. IN ORDER TO IMPROVE THE BLAST FURNACE'S THERMAL CONTROL OPERATING SYSTEM, WERE INSTALLED MOISTURE ANALYZERS IN CHARCOAL SILOS THAT OPERATE ON THE MICROWAVE PRINCIPLE, ALLOWING ONLINE ANALYSIS OF THE CHARCOAL’S MOISTURE PERCENTAGE. WITH THE IMPLEMENTATION OF ONLINE CHARCOAL MOISTURE ANALYZERS AND INTEGRATION OF THE DATA COLLECTION LOGIC TO THE AUTOMATION SYSTEMS, INCLUDING PLC, SUPERVISORY BOARD AND LEVEL 2 SYSTEM, IT WAS POSSIBLE TO OBTAIN THE AUTOMATIC CORRECTION OF CHARCOAL MOISTURE IN THE MASS BALANCE. IN VIEW OF THIS, THE THERMAL LEVEL INDICATORS (TEMPERATURE AND SILICON CONTENT OF HOT METAL) WERE COMPARED TO THE RESULTS OBTAINED IN 2019. THE AVERAGE HOT METAL TEMPERATURE HAD A SIGNIFICANT REDUCTION OF 9.4 ° C, WHICH CORRESPONDS TO 2.54 KGC / T (KILO OF CARBON PER TON OF HOT METAL) LESS AND THE STANDARD DEVIATION OF THE SILICON CONTENT IN HOT METAL WAS REDUCED BY 16.7%, INDICATING GREATER STABILITY OF THE THERMAL LEVEL OF THE BLAST FURNACE. THE SILICON CONTENT OUT OF RANGE SPECIFIED DECREASES BY 11%. THE NUMBER OF CHARCOAL MOISTURE ANALYZES CARRIED OUT BY THE LABORATORY HAS REDUCED 75% (FROM 12 TO 3 ANALYZES IN THE DAY) AND THE NUMBER OF MASS BALANCE UPDATES DUE TO MOISTURE VARIATION, REDUCED BY 100% (FROM 12 TO 0 UPDATES ON THE DAY). THE RESULTS ACHIEVED DEMONSTRATE THAT THE IMPLANTATION OF THE ANALYZERS WAS CARRIED OUT SUCCESSFULLY, MEETING QUALITY, HEALTH AND SAFETY STANDARDS.

Keywords

Alto-Forno; Carvão Vegetal; Umidade

Blast Furnace; Charcoal; Moisture