Title

NOVO MODELO MATEMÁTICO DO O2 RATE DO ALTO-FORNO 3 DA CSN

NEW MATHEMATICAL MODEL OF THE O2 RATE OF BLAST FURNACE 3 AT CSN

Authorship

RAMOS, MARIANA; SILVA, ALCIDES JOSÉ DE LUCENA; MORELI, JOSÉ EDUARDO DA SILVA

RAMOS, MARIANA

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SILVA, ALCIDES JOSÉ DE LUCENA

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MORELI, JOSÉ EDUARDO DA SILVA

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DOI

10.5151/2594-357X-42092

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Abstract

A variável O2 Rate em um alto-forno corresponde a quantidade total de oxigênio necessária para a produção de 1 tonelada de gusa. O volume de oxigênio é fornecido ao processo através da vazão de ar soprado e do oxigênio de enriquecimento. Um O2 Rate otimizado contribui com o equilíbrio térmico e com a estabilidade operacional de um alto-forno, visto que essa variável específica (Vol. O2/t gusa) é utilizada para estimativa do ritmo de produção instantâneo e cálculo de setup das injeções auxiliares de combustíveis. Atualmente, o O2 Rate do Alto-Forno 3 da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) é calculado de forma instantânea, com base na produção de gusa-carga do topo, gerando distúrbios no cálculo de produção e setup da injeção auxiliar de PCI (injeção de carvão pulverizado), consequentemente afetando o controle térmico do reator. Este trabalho tem como objetivo apresentar um novo modelo matemático, que através de um algoritmo de validação com base em cálculos integrativos, média móvel, tolerância fixa e um modelo de regressão é capaz de mitigar as influências de fatores externos no comportamento da variável, respeitando a produção na base do alto-forno, o balanceamento de combustão e a interdependência termodinâmica com o Fuel-Rate.

THE O2 RATE VARIABLE IN A BLAST FURNACE CORRESPONDS TO THE TOTAL AMOUNT OF OXYGEN REQUIRED TO PRODUCE ONE TON OF HOT METAL. THE OXYGEN VOLUME IS SUPPLIED TO THE PROCESS THROUGH THE BLOWN AIR FLOW RATE AND ENRICHMENT OXYGEN. AN OPTIMIZED O2 RATE CONTRIBUTES TO THE THERMAL BALANCE AND OPERATIONAL STABILITY OF A BLAST FURNACE, AS THIS SPECIFIC VARIABLE (VOL. O2/ T HM) IS USED FOR ESTIMATING THE INSTANTANEOUS PRODUCTION RATE AND FOR SETTING UP AUXILIARY FUEL INJECTION. CURRENTLY, THE O2 RATE OF BLAST FURNACE 3 AT COMPANHIA SIDERúRGICA NACIONAL (CSN) IS CALCULATED INSTANTANEOUSLY, BASED ON THE BURDEN CHARGED THE TOP OF THE FURNACE, WHICH GENERATES DISTURBANCES IN THE PRODUCTION CALCULATION AND IN THE SETUP OF THE PULVERIZED COAL INJECTION (PCI), CONSEQUENTLY AFFECTING THE REACTOR’S THERMAL CONTROL. THIS WORK AIMS TO PRESENT A NEW MATHEMATICAL MODEL WHICH, THROUGH A VALIDATION ALGORITHM BASED ON INTEGRATIVE CALCULATIONS, MOVING AVERAGES, FIXED TOLERANCE, AND A REGRESSION MODEL, IS CAPABLE OF MITIGATE THE INFLUENCE OF EXTERNAL FACTORS ON THE BEHAVIOR OF THE VARIABLE, WHILE ACCOUNTING FOR PRODUCTION AT THE FURNACE HEARTH, COMBUSTION BALANCE, AND THE THERMODYNAMIC INTERDEPENDENCE WITH THE FUEL RATE.

Keywords

O2 Rate, Alto-forno, Modelo Matemático, Fuel Rate

O2 Rate, Blast Furnace, Mathematical Model, Fuel Rate