Title

SIMULAÇÃO FLUIDODINÂMICA DO FORNO DE REAQUECIMENTO DA LINHA DE LAMINAÇÃO CONTÍNUA DA VMB

FLUIDODYNAMICS SIMULATION OF THE REHEATING FURNACE OF THE CONTINUOUS MILL LINE OF VMB

Authorship

Soares, Lis Nunes; Silva, Ricardo Junqueira

Soares, Lis Nunes

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Silva, Ricardo Junqueira

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DOI

10.5151/2594-3626-0002

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Abstract

A V&M do BRASIL é uma siderúrgica integrada com produção de tubos de aço sem costura. O processo de fabricação inclui fornos de combustão de aquecimento e reaquecimento em duas linhas de laminação. O forno de reaquecimento da linha de Laminação Contínua não possui divisória entre a zona de aquecimento e encharque, o que pode causar uma influência termofluidodinâmica entre zonas de controle e consequentemente um desbalanço geral dentro do forno. A malha de controle de combustão é baseada na mediação real de temperatura por zona. Se os temopares da zona de aquecimento estão influenciados pelo fluxo de calor proveniente da zona de encharque, a malha pode receber um sinal incorreto de temperatura e enviar para os queimadores da zona de aquecimento uma demanda térmica menor que a necessária real. O desbalanço no fluxo pode causar problemas de homogeneidade e/ou desgaste prematuro do equipamento. Utilizando o software FLUENT foi feita uma simulação 2D do forno com e sem a divisória para obter uma visão qualitativa da influência no fluxo de gás quente dentro do forno. Através da simulação foi possivel verificar o potencial de ganho na homogeneidade do forno com a instalação da divisória e a sua melhor posição. Os resultados desse estudo fundamentaram a decisão da empresa em investir na instalação de uma divisória nesse forno. Estudos posteriores serão realizados visando a quantificação dos resultados desse processo.

V&M do BRASIL is an integrated steel mill with the production of seamless steel pipe. The manufacture process comprises heating and reheating fuel fired furnaces within two rolling mills lines. The Continuous Mill line reheating furnace has no baffle between heating and soaking zone that might cause a thermofluidodynamics influence between control zones and consequently an overall unbalance within the furnace. The combustion control mesh is based at the real measured temperature per zone. If the thermocouples of the heating zone are influenced by the heat flux coming from the soaking zone, the mesh might receive a wrong temperature signal and send to the heating zone burners a lower thermal demand than the real needed one. The flux unbalance may cause homogeneity problems and/or early equipment worn out. Using the software FLUENT, it was made a 2D fluidodynamic simulation of the reheating furnace with and without a baffle in order to have a qualitative view of its influence in the hot gas flux inside the furnace. Through the simulation it was possible to check the furnace homogeneity gain potential with the installation of the baffle and its better position. The results of this study supported the company decision to actually invest in a baffle installation in this furnace. Futher studies will be done to quantify the results of the process.

Keywords

CFD; Reheating furnace; Fluidodynamics.

CFD; Forno de reaquecimento; Fluidodinâmica.