Economia de energia em fornos de reaquecimento utilizados na indústria siderúrgica

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Mariños Rosado, Diego Jhovanny
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Consumo energético; Fornos de reaquecimento; Transferência de calor; Recuperação de calor; Indústria siderúrgica; Energy consumption; Combustão; Fornos; Calor - Transmissão; Reheating furnaces; Heat transfer; Heat recovery; Steel industry
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/191818

Na indústria siderúrgica, os fornos de reaquecimento são grandes consumidores de energia e se estima que utilizam o 67% do consumo total. No presente trabalho estuda-se o forno de reaquecimento de uma indústria siderúrgica que utiliza a mistura de gases proveniente da coqueria (COG), altos-fornos (BFG) e aciaria (LDG); sendo sua atividade principal a produção de laminados de aço. Para lidar com o consumo de energia, neste trabalho desenvolve-se dois métodos. O primeiro para estimar as perdas de calor no forno, e o segundo para recuperar o calor e utiliza-o no pré-aquecimento da carga, pré-aquecimento do ar da combustão e o controle da temperatura da chama adiabática através do enriquecimento com oxigênio. Essas avaliações têm o objetivo de determinar a melhor seleção do material para o isolamento do forno, aumentar as taxas de transferência de calor, obter uma economia no consumo do combustível, melhorar os indicadores de energia técnicos de produção e geração de calor, aumentar a temperatura da chama e a concentração de oxigênio no ar, assim como melhorar a eficiência do forno e o processo de combustão. Finalmente apresenta-se uma análise estatística para o desenvolvimento de um modelo matemático da temperatura da chama adiabática dos gases mistos COG/LDG e COG/BFG. A modelagem matemática é baseada na ferramenta de experimentos fatoriais 2^3. Através do modelo, procura-se apresentar uma distribuição da temperatura da chama, assim como permitir, a tomada de decisões no menor tempo possível para o benefício da indústria. Evidencia-se que ao desenvolver o presente estudo no forno de reaquecimento, obteve-se uma economia no consumo de combustível da mistura COG/LDG de 6606 m3/h e 4627 m3/h para o pré-aquecimento da carga e pré-aquecimento do ar, respectivamente. Da mesma forma, obteve-se um aumento da eficiência do forno de 23,3% e 15,2%. Levando a uma melhoria dos indicadores de energia técnicos de produção e geração de calor de 18,9% e 13,2% para cada caso. Para a mistura COG/BFG, os resultados obtidos são semelhantes.