Title

OTIMIZAÇÃO DO PROJETO DE GRELHAS UTILIZANDO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOS

OPTIMIZATION OF A STATIC GRIZZLY GRID DESIGN USING DISCRETE ELEMENT METHOD

Authorship

CASTANHEIRA, MARCEL ROBERTO

CASTANHEIRA, MARCEL ROBERTO

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DOI

10.5151/2594-360X-40594

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Abstract

VIRADORES DE VAGãO DESEMPENHAM UM PAPEL CRUCIAL NO MANUSEIO DE MINéRIO DE FERRO. DURANTE O DESCARREGAMENTO DOS VAGõES, é COMUM ENCONTRAR IMPUREZAS, COMO SUCATA METáLICA OU GRANDES BLOCOS DE MINéRIO NãO BRITADO. PARA EVITAR QUE ESSES CONTAMINANTES CHEGUEM AOS TRANSPORTADORES DE CORREIA E CAUSEM ACIDENTES, EXISTEM GRELHAS NAS SAíDAS DOS ALIMENTADORES, QUE ATUAM COMO A PRIMEIRA BARREIRA. DEFINIR O TAMANHO DA ABERTURA DESSAS GRELHAS é UM DESAFIO SIGNIFICATIVO. É NECESSáRIO RETER AS IMPUREZAS SEM CAUSAR ENTUPIMENTOS NO CHUTE. NESSE CONTEXTO, ESTE ESTUDO UTILIZOU SIMULAçãO COMPUTACIONAL PELO MéTODO DE ELEMENTOS DISCRETOS, PARA OTIMIZAR O PROJETO DAS GRELHAS NOS VIRADORES DE VAGãO DO TERMINAL PORTUáRIO DE TUBARãO. COMO OS ENTUPIMENTOS OCORREM PELA ACUMULAçãO DE MINéRIO NO CHUTE, QUE GRADATIVAMENTE REDUZEM A áREA DE PASSAGEM, FOI DEFINIDO UM úNICO PARâMETRO DE CONTATO PARA VARIAçãO DURANTE AS SIMULAçõES. COM ESTA METODOLOGIA, FOI POSSíVEL REPLICAR OS ENTUPIMENTOS COM POUCOS SEGUNDOS DE SIMULAçãO E COMPARAR O FLUXO EM DIFERENTES PROJETOS DE GRELHA, DE MANEIRA A OTIMIZAR O CUSTO COMPUTACIONAL. OS RESULTADOS INDICARAM UMA MELHORA SIGNIFICATIVA NA REDUçãO DE ENTUPIMENTOS, MESMO COM UMA MALHA MAIS FECHADA DA GRELHA. ESSE ESTUDO DEMONSTRA COMO A SIMULAçãO COMPUTACIONAL PODE SER UMA FERRAMENTA VALIOSA PARA MELHORAR A EFICIêNCIA EM OPERAçõES PORTUáRIAS E DE MANUSEIO DE GRANEIS SóLIDOS.

RAILCAR DUMPERS PLAY A CRUCIAL ROLE IN HANDLING IRON ORE. DURING THE UNLOADING PROCESS, IT IS COMMON TO ENCOUNTER IMPURITIES SUCH AS METAL SCRAP OR LARGE BLOCKS OF UNCRUSHED ORE. TO PREVENT THESE CONTAMINANTS FROM REACHING THE BELT CONVEYORS AND CAUSING ACCIDENTS, THERE ARE GRIZZLY GRIDS AT THE APRON FEEDER CHUTES, ON RAILCAR DUMPER, TO ACT AS THE FIRST BARRIER. DETERMINING THE SIZE OF THE OPENINGS IN THESE GRIDS IS A SIGNIFICANT CHALLENGE. IT IS NECESSARY TO RETAIN IMPURITIES WITHOUT CAUSING BLOCKAGES IN THE CHUTE. IN THIS CONTEXT, THIS STUDY USED COMPUTATIONAL SIMULATION BASED ON THE DISCRETE ELEMENT METHOD, TO OPTIMIZE THE DESIGN OF GRIDS USED IN THE RAILCAR DUMPERS AT THE TUBARãO PORT TERMINAL. SINCE BLOCKAGES OCCUR DUE TO ORE ACCUMULATION IN THE CHUTE, GRADUALLY REDUCING THE PASSAGE AREA, A SINGLE CONTACT PARAMETER WAS DEFINED FOR VARIATION DURING THE SIMULATIONS. WITH THIS METHODOLOGY, IT WAS POSSIBLE TO REPLICATE BLOCKAGES WITHIN A FEW SECONDS OF SIMULATION AND COMPARE FLOW IN DIFFERENT GRID DESIGNS, AIMING TO OPTIMIZE COMPUTATIONAL COST. THE RESULTS INDICATED A SIGNIFICANT IMPROVEMENT IN REDUCING BLOCKAGES, EVEN WITH A TIGHTER GRID MESH. THIS STUDY DEMONSTRATES HOW COMPUTATIONAL SIMULATION CAN BE A VALUABLE TOOL FOR ENHANCING EFFICIENCY IN PORT AND BULK SOLIDS HANDLING OPERATIONS.

Keywords

Método dos Elementos Discretos; Grelha; Virador de Vagão; Manuseio de Minério de Ferro

Discrete Element Method; Grizzly Grid; Rail Car Dumper, Bulk Handling