Title

MODELAMENTO COMPUTACIONAL DO ESTADO INTERNO DO ALTO FORNO

NUMERICAL MODELING OF THE INTERNAL STATE OF BLAST FURNACE

Authorship

Zaïmi, Sami-Alex; Sert, Dominique; Danloy, Gerard; Buhles, T.; Dauwels, G.; Eymond, Jean-Louis; Lesoin, Guilhaume; Campos, Thiago Rabelo Nunes

Zaïmi, Sami-Alex

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Dauwels, G.

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Eymond, Jean-Louis

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Lesoin, Guilhaume

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Campos, Thiago Rabelo Nunes

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DOI

10.5151/2594-357x-12853

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Abstract

O principal objetivo deste trabalho é apresentar duas ferramentas numéricas desenvolvidas pelo grupo Arcelor Mittal através da Arcelor Research e do CRM (Centro de Pesquisas Metalúrgicas). O objetivo básico destes modelos é monitorar o estado interno do alto-forno através do cálculo da forma e da posição da zona de amolecimento e fusão. As simulações são baseadas em dados operacionais de diversos altos-fornos da Arcelor Mittal na Europa. Para descrever o estado interno do reator, existem dois modelos numéricos implementados nos altos-fornos da Arcelor Mittal na Europa: Mogador e ZAP, desenvolvidos respectivamente pelo CRM e Arcelor Research. No presente trabalho, aplicações típicas destes modelos foram apresentadas, como por exemplo, a previsão de distúrbios na marcha do forno e as conseqüências geradas por mudanças operacionais. A eficiência dos modelos foi confirmada através da comparação entre seus resultados e parâmetros operacionais dos altos-fornos nos quais eles estão implementados. Os diversos casos estudados mostraram que as previsões realizadas pelos modelos concordaram com os resultados obtidos através dos métodos de sondagem disponíveis para cada alto-forno considerado. Além disso, um dos modelos conseguiu prever distúrbios resultantes de modificações nas condições operacionais. Os principais resultados deste trabalho são gráficos e perfis que confirmam a utilidade e mostram a viabilidade da aplicação de modelos computacionais como ferramentas para auxiliar a operação dos altos-fornos.

The main objective of this work is to present two numerical tools developed by the Arcelor Mittal Group through Arcelor Research and CRM (Centre for Research in Metallurgy). The basic aim of these models is to monitor the blast furnace’s internal state through the calculation of the cohesive zone’s position and shape. The simulations are based in the operational data of several blast furnaces of Arcelor Mittal in Europe. To describe the internal state of the reactor, there are two numerical models implemented in Arcelor Mittal’s blast furnaces in Europe: Mogador and ZAP, models developed, respectively, by CRM and Arcelor Research. In the present work, typical applications of these models were presented. In these cases, the prediction of troubles in the furnace operation and the consequences originated by operational changes was done through their use. The efficiency of the models was confirmed through the comparison between their results and the operational parameters of blast furnaces which they are implemented. The several cases studied showed that the predictions carried out by the models agreed with the results obtained through the available probing methods to each blast furnace took into account. Moreover, one model got to predict troubles resulting from changes on the operational conditions. The main results of this work are graphics and profiles that confirm the usefulness and show the viability of the application of numerical models as tools to help the operation of blast furnaces.

Keywords

Alto-forno; Modelamento computacional; Zona de amolecimento e fusão

Blast furnace; Mathematical modeling; Cohesive zone.