Title

OTIMIZAçãO DO POTENCIAL ENERGéTICO NA SIDERURGIA: UM ESTUDO DE CASO EM FORNO DE RECOZIMENTO CONTíNUO DE UMA LINHA DE GALVANIZAçãO

Optimization of Energy Potencial in Steelmaking: a Case Study in a Continuous Annealing Furnace Within a Galvanizing Line

Authorship

SIMA, LUIZ CARLOS; MARTINS, VINÍCIUS PIMENTEL; ANJOS, IVO ALVES DOS; FONTANIELO, MARIA EDUARDA

SIMA, LUIZ CARLOS

I am this author

MARTINS, VINÍCIUS PIMENTEL

I am this author

ANJOS, IVO ALVES DOS

I am this author

FONTANIELO, MARIA EDUARDA

I am this author

DOI

10.5151/2594-3626-41961

Downloads

Abstract

Este estudo avaliou a recuperação de calor dos gases de exaustão de um forno de recozimento em uma Linha de Galvanização Contínua (LGC). Foram analisados dois cenários, utilizando dados de sistemas SCADA e PI, e análises de balanço de massa e energia. Constatou-se um potencial de 1,94 MW de calor disponível. As abordagens de geração de vapor saturado e fluido térmico para aquecer tanques de pré-limpeza foram comparadas. Ambas as opções se mostraram tecnicamente viáveis, resultando em até 75% de economia de gás natural e 52% de redução de emissões de CO₂. A geração de vapor foi a opção mais vantajosa economicamente, com um payback estimado de 2,89 anos e um investimento inicial de R$ 6.200.000,00. Essa abordagem possui um Nível de Prontidão Tecnológica (TRL) 9, indicando alta maturidade. A utilização de fluido térmico, por sua vez, apresentou um investimento de R$ 7.750.000,00 e payback de 3,56 anos, com um TRL entre 7 e 8. Conclui-se que a recuperação de calor na LGC é viável técnica e economicamente, e a geração de vapor saturado é a opção mais recomendada para maior sustentabilidade operacional.

THIS STUDY ASSESSED THE HEAT RECOVERY POTENTIAL FROM THE EXHAUST GASES OF AN ANNEALING FURNACE IN A CONTINUOUS GALVANIZING LINE (CGL). TWO SCENARIOS WERE INVESTIGATED, UTILIZING DATA FROM SCADA AND PI SYSTEMS, ALONGSIDE MASS AND ENERGY BALANCE ANALYSES. AN AVAILABLE HEAT POTENTIAL OF 1.94 MW WAS IDENTIFIED. BOTH SATURATED STEAM GENERATION AND THERMAL FLUID APPROACHES WERE COMPARED FOR HEATING PRE-CLEANING TANKS. BOTH METHODS PROVED TECHNICALLY FEASIBLE, LEADING TO UP TO 75% SAVINGS IN NATURAL GAS CONSUMPTION AND A 52% REDUCTION IN CO₂ EMISSIONS. STEAM GENERATION EMERGED AS THE MORE ECONOMICALLY ADVANTAGEOUS OPTION, CHARACTERIZED BY A SHORTER PAYBACK PERIOD OF 2.89 YEARS AND AN ESTIMATED INVESTMENT OF R$ 6,200,000.00. THIS APPROACH EXHIBITS A TECHNOLOGY READINESS LEVEL (TRL) OF 9, INDICATING HIGH MATURITY AND WIDESPREAD ADOPTION. THE THERMAL FLUID APPROACH, WHILE TECHNICALLY SOUND, PRESENTED A HIGHER INVESTMENT OF R$ 7,750,000.00 AND A LONGER PAYBACK OF 3.56 YEARS, WITH A TRL BETWEEN 7 AND 8. IN CONCLUSION, HEAT RECOVERY IN CGL OPERATIONS IS BOTH TECHNICALLY AND ECONOMICALLY VIABLE, WITH SATURATED STEAM GENERATION BEING THE MOST RECOMMENDED OPTION FOR FOSTERING GREATER OPERATIONAL SUSTAINABILITY.

Keywords

Recuperação de calor, Eficiência energética, Redução de emissões.

Heat recovery, Energy efficiency, Emissions reduction