Title

SUCCESSFULL USE OF FLAMELESS OXYFUEL AND HYDROGEN IN STEEL REHEATING

SUCCESSFULL USE OF FLAMELESS OXYFUEL AND HYDROGEN IN STEEL REHEATING

Authorship

Zagury, Pedro Athias

DOI

10.5151/2594-5297-34570

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Abstract

A UTILIZAÇÃO DE OXICOMBUSTÃO NO REAQUECIMENTO DE AÇO PERMITE MAIOR TAXA DE PRODUÇAO E SIGNIFICATIVAS REDUÇÕES DE COMBUSTÍVEL. A OXICOMBUSTÃO POSSUI INÚMEROS BENEFÍCIOS MAS TAMBÉM ALGUNS PONTOS DE ATENÇÃO, COMO PONTOS QUENTES NOS FORNOS E GERAÇÃO DE NOX. ENTRETANTO, REALIZANDO A COMBUSTÃO ESTAGIADA (FLAMELESS – SEM CHAMA) ATRAVÉS DA CRIAÇÃO DE UM VOLUME DE COMBUSTÃO, ESSES PONTOS DE ATENÇÃO PODEM SER SUPERADOS E VANTAGENS ADICONAIS PODEM SER ATINGIDAS. ESSE TRABALHO DESCREVE DIFERENTE SOLUÇÕES, TODAS COM CHAMA ESTAGIADA OU SEMI-ESTAGIADA, QUE JÁ FORAM IMPLEMENTADAS EM FORNOS DE REAQUECIMENTO DE RECOZIMENTO. AO LONGO DAS ÚLTIMAS TRÊS DÉCADAS, A LINDE IMPLANTAOU MAIS DE 180 INSTALAÇÕES DE OXIBOMSUTÃO EM TODOS OS TIPOS DE FORNOS DE REAQUECIMENTO, TANTO POÇO COMO CONTÍNUO, PARA PRODUÇÃO DE TODOS OS TIPOS DE AÇO. DESDE 2003, O FOCO TEM SIDO A OXICOMBUSTÃO ESTAGIADA (SEM CHAMA), RESULTADO ENTÃO EM MAIS DE 120 INSTALÇÕES BEM SUCEDIDAS, SENDO 92 DESSAS OPERANDO COM ESTAGIAMENTO DE 100% (OXICOMBUSTÃO TOTALMENTE SEM CHAMA). ESSE TRABALHO DESCREVE OS RESULTADOS DESSA INSTLAÇÕES, O QUE INCLUI: ECONOMIA DE COMBUSTÍVEL DE ATÉ 60%, AUMENTO DA TAXA DE PRODUÇÃO EM ATÉ 50%, REDUÇÕES SUBSTANCIAIS DE CO2 E NOX, AUMENTO SIGNIFICATIVO DA HOMOGENIDADE DA TEMPERATURA DO AÇO REAQUECIDO E REDUÇÃO DE CAPREPAS DE ATÉ 50%. CASO COM A CONVERSÃO DE AR-COMBUSTÃO PARA OXICOMBUSTÃO ESTAGIADA SERÃO DESCRITOS. ESSES EXEMPLOS ENGLOBAM INSTALAÇÕES EM FORNOS POÇO, ROTATIVOS E VIGA MÓVEL COM ATÉ 300 T/H DE CAPACIDADE NOMINNAL, PARA PRODUÇÃO DE AÇO CARBONO, AÇO LIGADO E AÇO INOX EM EMPRESAS DOS EUA, EUROPA E ÁSIA.

 

USING OXYFUEL COMBUSTION IN STEEL REHEATING PROVIDES HIGHER THROUGHPUT AND SUBSTANTIAL FUEL SAVINGS. ACCORDINGLY, OXYFUEL HAS MANY BENEFITS, BUT ALSO SOME DRAWBACKS LIKE HOT SPOTS IN FURNACES AND THERMAL NOX GENERATION. HOWEVER, BY MAKING THE COMBUSTION “FLAMELESS” BY CREATING A ‘VOLUME COMBUSTION’, THESE ISSUES CAN BE OVERCOME, AND ADDITIONAL ADVANTAGES CAN BE ACHIEVED. THIS PAPER DESCRIBES DIFFERENT SOLUTIONS, BOTH FULLY FLAMELESS AND SEMI FLAMELESS, WHICH HAVE BEEN DEVELOPED AND IMPLEMENTED IN STEEL REHEATING AND ANNEALING FURNACES. OVER THE PAST THREE DECADES, LINDE HAS MADE MORE THAN 180 OXYFUEL INSTALLATIONS IN ALL TYPES OF REHEATING FURNACES, BOTH BATCH AND CONTINUOUS, AND FOR PRODUCTION OF ALL DIFFERENT STEEL GRADES. SINCE 2003, FOCUS HAS BEEN ON USING FLAMELESS OXYFUEL, HITHERTO RESULTING IN OVER 120 SUCCESSFUL INSTALLATIONS, 92 OF THESE OPERATING FULLY WITH 100% FLAMELESS OXYFUEL. THIS PAPER DESCRIBES RESULTS FROM THESE INSTALLATIONS, WHICH INCLUDE: FUEL SAVINGS OF UP TO 60%; INCREASED THROUGHPUT BY UP TO 50%; SUBSTANTIAL REDUCTIONS OF CO2 AND NOX EMISSIONS; MUCH IMPROVED TEMPERATURE UNIFORMITY OF THE HEATED STEEL; REDUCTION OF SCALE LOSSES BY UP TO 50%. CASES WITH CONVERSION FROM AIR-FUEL TO FLAMELESS OXYFUEL WILL ARE DESCRIBED. THESE EXAMPLES COMPRISE INSTALLATIONS IN SOAKING PIT FURNACES, ROTARY HEARTH FURNACES, ROLLER HEARTH FURNACES, AND WALKING BEAM FURNACES WITH UP TO 300 T/H NOMINAL CAPACITY, AND FOR PRODUCTION OF CARBON STEEL, ENGINEERING STEEL, AND STAINLESS STEEL GRADES AT COMPANIES IN USA, EUROPE, AND ASIA.

Keywords

Economia de Combustível, Reaquecimento, Emissões, Aço, Oxicombustão sem Chama

Fuel Savings, Reheating, Emission, Steel, Flameless Oxyfuel