Title

Recuperação da malha de termopares do cadinho do alto-forno 3 da CSN como ferramenta estratégica para preservação operacional

Recovery of the thermocouple network of the blast furnace 3 hearth at CSN as a strategic tool for operational preservation

Authorship

RICARDO, ICARO ANDRADE; NASCIMENTO, LEOCIMAR ANDRADE; MEDEIROS, HUGO FERNANDO CARVALHO; NAZARÉ, RONALDO MARQUES

RICARDO, ICARO ANDRADE

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NASCIMENTO, LEOCIMAR ANDRADE

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MEDEIROS, HUGO FERNANDO CARVALHO

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NAZARÉ, RONALDO MARQUES

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DOI

10.5151/2594-357X-44241

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Abstract

O monitoramento térmico do cadinho representa uma das principais ferramentas para preservação operacional de altos-fornos de grande porte, permitindo acompanhamento contínuo das condições térmicas do refratário e suporte às decisões operacionais relacionadas à integridade estrutural do equipamento. O presente trabalho apresenta o processo de recuperação da malha de termopares do cadinho do Alto-Forno 3 da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), envolvendo recomposição de multicabos, recuperação de caixas de junção, restabelecimento de remotas, substituição de termopares e adequações estruturais voltadas ao aumento da confiabilidade operacional do sistema de monitoramento térmico. Durante o desenvolvimento do projeto ocorreram eventos operacionais severos, como transbordamentos de gusa e escória, vazamentos no cadinho e perda de comunicação da JB01, ocasionando danos significativos à infraestrutura de instrumentação. Paralelamente à recuperação da malha de monitoramento, foram executadas campanhas de sondagem refratária e análises post mortem nas regiões monitoradas pelos termopares críticos. As análises laboratoriais evidenciaram degradação severa da matriz carbonosa, elevada concentração de sódio e zinco e ausência significativa de gusa e escória nas amostras analisadas. Ao longo do projeto foi possível elevar a disponibilidade operacional da malha de termopares de aproximadamente 22% para 81%, permitindo retomada do acompanhamento térmico das regiões críticas do cadinho e aumento significativo da previsibilidade operacional do equipamento.

Thermal monitoring of the blast furnace hearth represents one of the main tools for operational preservation of large blast furnaces, allowing continuous monitoring of refractory thermal conditions and supporting operational decisions related to structural integrity. This work presents the recovery process of the thermocouple network of Blast Furnace 3 at Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), involving multicable recomposition, junction box recovery, remote communication restoration, thermocouple replacement and structural improvements focused on increasing operational reliability of the thermal monitoring system. During the project development, severe operational events such as hot metal and slag overflows, hearth leakages and loss of communication with JB01 caused significant damage to the instrumentation infrastructure. In parallel with the recovery of the monitoring network, refractory probing campaigns and post mortem analyses were carried out in regions monitored by critical thermocouples. Laboratory analyses revealed severe degradation of the carbon matrix, high sodium and zinc concentration and absence of significant hot metal and slag infiltration in the analyzed samples. Throughout the project, it was possible to increase the operational availability of the thermocouple network from approximately 22% to 81%, enabling the recovery of thermal monitoring in critical hearth regions and significantly improving operational predictability.

Keywords

Termopares, Cadinho, Alto-Forno, Monitoramento térmico

Thermocouples, Hearth, Blast Furnace, Thermal monitoring