Title

OTIMIZAÇÃO TÉRMICA: SISTEMA DE RESFRIAMENTO PARA AJUSTE RÁPIDO DA TEMPERATURA EM FORNO DE ENVELHECIMENTO DE LINHA DE RECOZIMENTO CONTÍNUO

THERMAL OPTIMIZATION: COOLING SYSTEM FOR FAST TEMPERATURE SETPOINT IN OVERAGING FURNACE OF CONTINUOUS ANNEALING LINE

Authorship

LEOCADIO, HORMANDO; BARCELOS, STELLA MARIS

LEOCADIO, HORMANDO

I am this author

BARCELOS, STELLA MARIS

I am this author

DOI

10.5151/2594-5297-42414

Downloads

Abstract

O Recozimento Contínuo (CAPL) da Usiminas produz aços avançados de alta resistência (AHSS) para o setor automotivo. O processo inclui aquecimento, encharque, resfriamentos lento e rápido, envelhecimento e resfriamento final. No forno de envelhecimento (OA), a tira de aço permanece entre 200°C e 410°C por mais de 2 min, etapa crítica para o controle microestrutural e propriedades do material. O aquecimento do OA é rápido, feito por resistências elétricas em seu interior. Entretanto, o resfriamento até temperatura desejada é lento, ocorrendo pela passagem de tiras para remoção do calor. Uma redução de 150°C pode levar até 2 horas e consumir até 8 km de tira. Para superar essa limitação, o Centro de Pesquisa da Usiminas desenvolveu um sistema de resfriamento que reduz 150°C em apenas 15 min, aumentando a disponibilidade da linha em 17 h/mês e reduzindo em mais de 90% o uso de tiras. Adicionalmente, foi desenvolvido um modelo matemático para estimar o tempo de resfriamento para estimar o tempo de resfriamento do forno, apoiando o planejamento da produção.

THE CONTINUOUS ANNEALING AND PROCESSING LINE (CAPL) AT USIMINAS PLANT PRODUCES ADVANCED HIGH-STRENGTH STEELS (AHSS) FOR THE AUTOMOTIVESECTOR. THE PROCESS INCLUDES HEATING, SOAKING, SLOW AND RAPID COOLING, OVERAGING, AND FINAL COOLING. IN THE OVERAGING FURNACE (OA), THE STEEL STRIP IS HELD AT A CONSTANT TEMPERATURE BETWEEN 200°C AND 410 °C FOR OVER 2 MINUTES - A CRITICAL STEP FOR CONTROLLING THE MATERIAL'S MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES. HEATING IN THE OA IS RAPID, PROVIDED BY ELECTRIC RESISTANCES INSTALLED INSIDE THE FURNACE. HOWEVER, COOLING TO THE TARGET TEMPERATURE IS SLOW AND RELIES ON STEEL STRIPS PASSING THROUGH IT TO REMOVE HEAT. A 150°C TEMPERATURE REDUCTION MAY TAKE UP TO 2 HOURS AND REQUIRE UP TO 8 KM OF STRIP. TO OVERCOME THIS LIMITATION, THE USIMINAS RESEARCH CENTER DEVELOPED A COOLING SYSTEM TO ACHIEVE A 150°C TEMPERATURE DROP IN JUST 15 MINUTES, INCREASING LINE AVAILABILITY BY 17 H/MONTH AND REDUCING STRIP CONSUMPTION BY OVER 90%. ADDITIONALLY, A SIMULATOR (MATHEMATICAL MODEL) WAS DEVELOPED FOR THE NEW COOLING SYSTEM TO DETERMINE FURNACE COOLING TIME BASED ON THE DESIRED PROCESSING PARAMETERS, AND STRIP CHARACTERISTICS, ASSISTING PRODUCTION PLANNING

Keywords

Forno de envelhecimento, tempo de resfriamento, recozimento contínuo, sistema de resfriamento.

Overaging furnace, Cooling time reduction, Continuous annealing and processing line, Cooling system