Estágio realizado na SLM - Schmidt Light Metal e orientado pelo Eng.º António Aguiar e Eng.ª Cláudia Pedro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Metalúrgica e de Materiais. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do prof. Doutor Manuel Corrêa de Barros

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

O objetivo deste trabalho é fazer um mapeamento do sistema de dutos do despoeiramento de uma aciaria elétrica, identificando pontos de maior desgaste, validando parâmetros significativos da manutenção, bem como propor mudanças no acompanhamento de desgaste do sistema, com vistas a garantir uma melhor segurança operacional, aumentar a vida útil dos elementos do sistema filtrante e garantir controle de emissões atmosféricas. O trabalho foi desenvolvido na aciaria da Gerdau Guaíra, a partir de uma consulta bibliográfica sobre sistemas filtrantes para aciarias elétricas, parâmetros de operação, análise dos dados estatísticos das medições, além de trabalhos já realizados sobre este tema. A principal técnica utilizada para o mapeamento térmico foi a termografia. Com o trabalho proposto, pode-se: (1) adquirir conhecimento sobre o funcionamento de sistemas filtrantes para aciaria elétrica e suas principais vulnerabilidades, (2) identificar como pontos de maior desgaste os dutos da saída da câmara de combustão, (3) estabelecer relação entre o desgaste dos dutos e a posição de operação, (4) verificar que os gases provenientes do circuito primário tem uma boa homogeneidade do perfil de temperatura após o encontro do duto proveniente do sistema secundário. / The objective of this study is to map the system of dust collection of an electric arc furnace melt shop, identify points of greatest wear, validate the significant parameters of maintenance, and propose changes in the monitoring system of wear, in order to ensure better operational safety increase the life of the filter elements and ensure control of atmospheric emissions. The study was conducted at the Gerdau Guaíra steel making plant, from a bibliographic research on filtering systems for electric arc furnace, operating parameters, analyzing statistical measurements, and work already done on this subject. The main technique used for thermal mapping was the thermography. With the proposed work can be: (1) acquire knowledge about the operation of filter systems for electric melt shop and main vulnerabilities, (2) to identify that duct at the end of combustion chamber has critical for wear analisys (3) establish relationship between wear of the duct and the operating position, (4) found that the gases from the primary circuit has a good homogeneity of the temperature after meeting the duct from the secondary system.

O objetivo deste trabalho é fazer um mapeamento do sistema de dutos do despoeiramento de uma aciaria elétrica, identificando pontos de maior desgaste, validando parâmetros significativos da manutenção, bem como propor mudanças no acompanhamento de desgaste do sistema, com vistas a garantir uma melhor segurança operacional, aumentar a vida útil dos elementos do sistema filtrante e garantir controle de emissões atmosféricas. O trabalho foi desenvolvido na aciaria da Gerdau Guaíra, a partir de uma consulta bibliográfica sobre sistemas filtrantes para aciarias elétricas, parâmetros de operação, análise dos dados estatísticos das medições, além de trabalhos já realizados sobre este tema. A principal técnica utilizada para o mapeamento térmico foi a termografia. Com o trabalho proposto, pode-se: (1) adquirir conhecimento sobre o funcionamento de sistemas filtrantes para aciaria elétrica e suas principais vulnerabilidades, (2) identificar como pontos de maior desgaste os dutos da saída da câmara de combustão, (3) estabelecer relação entre o desgaste dos dutos e a posição de operação, (4) verificar que os gases provenientes do circuito primário tem uma boa homogeneidade do perfil de temperatura após o encontro do duto proveniente do sistema secundário. / The objective of this study is to map the system of dust collection of an electric arc furnace melt shop, identify points of greatest wear, validate the significant parameters of maintenance, and propose changes in the monitoring system of wear, in order to ensure better operational safety increase the life of the filter elements and ensure control of atmospheric emissions. The study was conducted at the Gerdau Guaíra steel making plant, from a bibliographic research on filtering systems for electric arc furnace, operating parameters, analyzing statistical measurements, and work already done on this subject. The main technique used for thermal mapping was the thermography. With the proposed work can be: (1) acquire knowledge about the operation of filter systems for electric melt shop and main vulnerabilities, (2) to identify that duct at the end of combustion chamber has critical for wear analisys (3) establish relationship between wear of the duct and the operating position, (4) found that the gases from the primary circuit has a good homogeneity of the temperature after meeting the duct from the secondary system.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

O objetivo deste trabalho é fazer um mapeamento do sistema de dutos do despoeiramento de uma aciaria elétrica, identificando pontos de maior desgaste, validando parâmetros significativos da manutenção, bem como propor mudanças no acompanhamento de desgaste do sistema, com vistas a garantir uma melhor segurança operacional, aumentar a vida útil dos elementos do sistema filtrante e garantir controle de emissões atmosféricas. O trabalho foi desenvolvido na aciaria da Gerdau Guaíra, a partir de uma consulta bibliográfica sobre sistemas filtrantes para aciarias elétricas, parâmetros de operação, análise dos dados estatísticos das medições, além de trabalhos já realizados sobre este tema. A principal técnica utilizada para o mapeamento térmico foi a termografia. Com o trabalho proposto, pode-se: (1) adquirir conhecimento sobre o funcionamento de sistemas filtrantes para aciaria elétrica e suas principais vulnerabilidades, (2) identificar como pontos de maior desgaste os dutos da saída da câmara de combustão, (3) estabelecer relação entre o desgaste dos dutos e a posição de operação, (4) verificar que os gases provenientes do circuito primário tem uma boa homogeneidade do perfil de temperatura após o encontro do duto proveniente do sistema secundário. / The objective of this study is to map the system of dust collection of an electric arc furnace melt shop, identify points of greatest wear, validate the significant parameters of maintenance, and propose changes in the monitoring system of wear, in order to ensure better operational safety increase the life of the filter elements and ensure control of atmospheric emissions. The study was conducted at the Gerdau Guaíra steel making plant, from a bibliographic research on filtering systems for electric arc furnace, operating parameters, analyzing statistical measurements, and work already done on this subject. The main technique used for thermal mapping was the thermography. With the proposed work can be: (1) acquire knowledge about the operation of filter systems for electric melt shop and main vulnerabilities, (2) to identify that duct at the end of combustion chamber has critical for wear analisys (3) establish relationship between wear of the duct and the operating position, (4) found that the gases from the primary circuit has a good homogeneity of the temperature after meeting the duct from the secondary system.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento realizado para a implantação do novo sistema de despoeiramento dos Fornos Elétricos a Arco da Aciaria da Gerdau Riograndense. O desenvolvimento do novo sistema iniciou com a necessidade de substituir o antigo sistema de captação, pois este não estava obtendo o desempenho esperado. Os principais resultados obtidos com a implantação deste projeto foram o atendimento das especificações do projeto, comprovado pelos resultados obtidos nas medições de material particulado (MP), uma vez que as concentrações de material particulado medido estão abaixo do limite de emissão estabelecido pelo órgão de controle ambiental, e os resultados do estudo de dispersão, realizados para avaliar a qualidade do ar, utilizando modelagem matemática, atenderam aos limites legais de emissão estabelecidos pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente - CONAMA. O estudo de dispersão foi elaborado após a implantação do sistema de despoeiramento, considerando os dados de entrada obtidos nas medições realizadas na saída dos gases da nova casa de filtros. As causas para o sucesso do projeto estão associadas a sólidos conhecimentos das tecnologias disponíveis da equipe responsável pela implantação do investimento, a visitas realizadas em outras empresas siderúrgicas, ao modelamento hidráulico que estabeleceu o dimensionamento correto do sistema e as experiências adquiridas na operação do antigo sistema de despoeiramento, pois orientaram as decisões tomadas no decorrer do projeto. A garantia da continuidade do desempenho do sistema implantado está assegurada por sua inclusão no programa de gestão ambiental da empresa.

Orientador: Mario Oscar Cencig, Paulo de Barros Correia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T12:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_ElianeBezerrade_M.pdf: 4635236 bytes, checksum: fec7fd9003e8ab022ed379bb127d1e60 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta um modelo de otimização da operação de fomos elétricos de arco direto que utilizam sucata como principal matéria-prima. Para a modelagem se requer o conhecimento do circuito elétrico no qual o forno está conectado, além das características construtivas e operacionais do equipamento. Utiliza-se um algoritmo de programação dinâmica backward segundo uma abordagem multi-objetivo. Os objetivos considerados são a minimização dos custos com energia e a minimização do tempo de operação. Os resultados demonstram a grande atratividade desta abordagem na identificação de soluções de compromisso entre a melhoria de produtividade e a redução do consumo de energia. O modelo também permite a quantificação do potencial de conservação de energia propiciado pela otimização do programa de potência sem custos adicionais / Abstract: An optimisation model for the operation of direct arc electric furnaces that use scrap as the main raw material is presented in this thesis. A knowledge of the electric circuit to which the furnace is connected, as well as the design and operational characteristics of the equipment, are required for the modelling. A backward dynamic programming routine is employed, in a multi-objective approach. The objectives considered are the minimisation of energy consumption cost and the minimisation of the furnace operation time. The results obtained prove the attractivity of this approach in iddentifying trade-offs between improving productivity and reducing energy consumption. The proposed model also allows the calculation of the energy conservation potential provided by the power optimisation programme, at no extra cost / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos