Title

MODELO DE COMPENSAÇÃO ENERGÉTICA EM FUNÇÃO DO ABAIXAMENTO DE CARGA NO ALTO-FORNO

ENERGY COMPENSATION MODEL DUE TO BLAST FURNACE STOCKLINE LOST

Authorship

Oliveira, Arthur Felipe Lino; Oliveira, Gustavo Henrique Pinto de; Reis, Leonardo Camilo Dos

Oliveira, Arthur Felipe Lino

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Oliveira, Gustavo Henrique Pinto de

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Reis, Leonardo Camilo Dos

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DOI

10.5151/2594-357X-39396

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Abstract

No alto-forno, devido ao processo em contracorrente, há um gradiente de temperatura na descida da carga (indicada pela penetração da sonda do topo). Quando há acentuado abaixamento no nível da sonda é preciso adicionar combustível para evitar a perda térmica do forno, visto que as cargas entram no reator a temperatura ambiente em regiões inferiores da cuba, sem o pré-aquecimento devido ao fluxo ascendente de gás. Portanto, via modelagem matemática, estimou-se a quantidade de combustível para reposição energética em ocorrências de abaixamento de carga nos Altos-Fornos da Usiminas. Para isso, simulou-se a disposição das matérias-primas após carregamento, estabeleceu-se um perfil de temperatura ao longo do reator em operação estável e realizou-se um balanço energético para se obter a compensação de coque. Verificou-se que a compensação energética varia com o volume interno do forno e aumenta de forma não linear com a descida da carga, devido à geometria troncocônica do reator. Com o uso do modelo foi possível obter uma compensação energética mais adequada, resultando em mais rápida estabilidade do reator e menor consumo de combustível se comparado à metodologia usada anteriormente.

In the blast furnace, due to its the countercurrent operation, there is a temperature gradient along the burden descent (indicated by the penetration of the stock rod). Thus, when there is steep drop in the stock rod level, it is necessary to add fuel to avoid thermal loss from the furnace, since the burdens are loaded at room temperature in the lower regions of the shaft without the gas flow ascending preheating. Therefore, by a mathematical model, the mass of fuel for energy replacement was estimated given the occurrence of stock rod loss in the Blast Furnaces of Usiminas. Then, the raw materials disposition was simulated after loading the furnaces, a temperature profile was established along the reactor for a stable operation and an energy balance was carried out to arrive at the coke compensation value. It was observed that the energy compensation varies according to the internal volume of the furnace and increases non-linearly with the burden drop, due to the truncated conical geometry of the blast furnaces. With the model implementation, it was possible to obtain a more adequate energy compensation, resulting faster reactor stability and lower fuel consumption compared to the previously used methodology.

Keywords

Alto-forno; Modelagem; Consumo de combustível

Blast furnace; Modelling; Fuel consumption