Title

Simulação Numérica do Escoamento em Canais de Gusa para Altos-Fornos

Simulação Numérica do Escoamento em Canais de Gusa para Altos-Fornos

Authorship

FURTADO, HENRIQUE SILVA; WAGNER, OTÁVIO LUÍS MANHÃES

FURTADO, HENRIQUE SILVA

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WAGNER, OTÁVIO LUÍS MANHÃES

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DOI

10.5151/2594-357x-26Red-469-484

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Abstract

Este trabalho trata da simulação numérica bidimensional do escoamento de gusa em canais de vazamento em altos-fornos. Para tal, foi utilizado o método de Volumes Finitos para solução das equações de momentum e as equações do modelo de turbulência k-ε (energia cinética turbulenta e dissipação de energia cinética turbulenta). Os dados do problema foram extraídos da operação do canal de gusa do alto-forno 3 da CSN. Objetivando a minimização de desgaste de refratários e com isso diminuindo o custo agregado do gusa, foram testadas várias geometrias alternativas onde o parâmetro de avaliação foi a tensão de cisalhamento calculada junto às paredes sólidas, parâmetro este associado ao desgaste de refratários por erosão. A simulação numérica mostrou ser uma ferramenta potencialmente poderosa em trabalhos de otimização de canais de gusa, permitindo baixo custos em testes, que do contrário seriam feitos com simulações físicas, sabidamente mais difíceis e custosas apesar de muitas vezes serem indispensáveis.

Este trabalho trata da simulação numérica bidimensional do escoamento de gusa em canais de vazamento em altos-fornos. Para tal, foi utilizado o método de Volumes Finitos para solução das equações de momentum e as equações do modelo de turbulência k-ε (energia cinética turbulenta e dissipação de energia cinética turbulenta). Os dados do problema foram extraídos da operação do canal de gusa do alto-forno 3 da CSN. Objetivando a minimização de desgaste de refratários e com isso diminuindo o custo agregado do gusa, foram testadas várias geometrias alternativas onde o parâmetro de avaliação foi a tensão de cisalhamento calculada junto às paredes sólidas, parâmetro este associado ao desgaste de refratários por erosão. A simulação numérica mostrou ser uma ferramenta potencialmente poderosa em trabalhos de otimização de canais de gusa, permitindo baixo custos em testes, que do contrário seriam feitos com simulações físicas, sabidamente mais difíceis e custosas apesar de muitas vezes serem indispensáveis.

Keywords

canal de gusa, desgaste de refratários, simulação numérica, escoamento de gusa, altos-fornos

canal de gusa, desgaste de refratários, simulação numérica, escoamento de gusa, altos-fornos