Title

MODELO DE COORDENAÇÃO DE UMA ACIARIA ELÉTRICA

ELECTRICAL MELTSHOP COORDINATION MODEL

Authorship

Bittencourt, Tiago Seixas; Oliveira, Julio Cesar Correa de; Lima, Aline da Costa Miranda; Coelho, Eduardo Sérgio; Cândido, Fernando Souza

Bittencourt, Tiago Seixas

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Oliveira, Julio Cesar Correa de

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Lima, Aline da Costa Miranda

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Coelho, Eduardo Sérgio

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Cândido, Fernando Souza

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DOI

10.5151/2594-5300-22772

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Abstract

Face às inúmeras variações existentes em todos os fenômenos naturais, o processo de fabricação de aço via rota semi-integrada pode ser substancialmente afetado pelo descompasso de tempos entre as etapas do processo fabril. Composta basicamente por três equipamentos, Forno Elétrico a Arco (FEA), Forno Panela (FP) e Lingotamento Contínuo (LC), a rota de fabricação semi integrada, doravante denominada aciaria elétrica, pode ser tão mais produtiva à medida que haja uma maior sinergia temporal entre tais equipamentos. De maneira análoga quando a defasagem temporal entre as etapas do processo aumenta, a produtividade da operação fabril decresce de maneira proporcional. O modelo proposto no presente trabalho tem por finalidade apresentar uma ferramenta matemática capaz de prever os principais descompassos temporais que podem surgir durante a operação de uma aciaria elétrica, de modo a possibilitar a intervenção operacional premeditada com o intuito de garantir o equilíbrio temporal do processo de fabricação, evitando interrupções operacionais desnecessárias. Para tal, três módulos matemáticos compõem o modelo de coordenação, (i) o primeiro é dedicado exclusivamente ao FEA, capaz de identificar a cada evento temporal, a condição produtiva do mesmo, inferindo detalhes sobre possíveis atrasados em escala de curto, médio e longo prazo, como por exemplo, a inferência sobre o tempo morto, tempo entre o término da última corrida e o início do horário de tarifação horo-sazonal de energia elétrica; (ii) o segundo núcleo matemático, dedica-se ao LC, capaz de inferir detalhes sobre a produtividade do mesmo e tem, como principal saída a indicação do diâmetro de válvula que melhor equaliza o problema da oscilação temporal; e (iii) um módulo integrador que monitora os outputs dos demais núcleos matemáticos e, através de métodos de otimização linear, busca adequar a condição temporal da aciaria para um determinado ritmo desejado.

Face to the several variations exist in all the natural phenomena, the steel manufacturing process by semi integrated route can be substantially affected by the time gap between the manufacturing process steps. Basically composed of three equipments, Electric Arc Furnace (EAF), Ladle Furnace (LF) and Continuous Casting Machine (CCM), the semi integrated manufacturing route, from now on called by electrical meltshop, can be so much more productive as there is a greater synergy time between such equipments. In a similarly way, as the gap between the process steps increases, the operation of the plant decreases proportionally. The model proposed in this present work intends to show a mathematical tool able to predict the major temporal mismatches that may arise during the operation of an EAF in order to get possible the premeditated operational intervention in order to ensure the best time balance of the manufacture process in order to avoid unnecessary operational interruptions. To be possible get this goal, three mathematical modules form the coordination model, (i) the first is dedicated exclusively to EAF, able to identify in every single time event, the condition of the EAF production, inferring details about possible late in short, medium and long scale, for example the inference of the dead time, time wasted between the finishing the last heat and the beginning of peak time, day period where energy price is much high, (ii) the second mathematical core, dedicated to CCM, able to infer details about CCM productivity, as its main output is the CCM valve diameter that best equalizes the problem of time and (iii) an integrator module that monitors the outputs of other mathematical cores, and through linear optimization method search the best temporal condition to the desire meltshop rate.

Keywords

Coordenação de tempos; Aciaria elétrica; Forno elétrico a arco; Lingotamento contínuo; Otimização.

Time cordination; Electrical Meltshop; Electric arc furnace; Ladle furnace; Optimization.