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Tipo do documento: Dissertação
Título: Análise numérica comparativa do desempenho termomecânico do sistema de refrigeração baseado em stave coolers dos altos-fornos da Ternium Brasil
Título(s) alternativo(s): Comparative numerical analysis of thermomechanical performance at Ternium Brasil blast furnace cooler system based in stave coolers
Autor: Vieira Junior, Eustáquio 
Primeiro orientador: Mangiavacchi, Norberto
Primeiro coorientador: Pontes, José da Rocha Miranda
Primeiro membro da banca: Chalhub, Daniel José Nahid Mansur
Segundo membro da banca: Lemos, Leandro Rocha
Terceiro membro da banca: Oliveira, Gustavo Charles Peixoto de
Resumo: As técnicas de preservação dos altos-fornos têm papel importante e estratégico para as usinas siderúrgicas, visto que esses equipamentos estão entre os principais integrantes dos complexos industriais. Os altos-fornos apresentam, normalmente, muitos problemas operacionais relacionados às falhas do sistema de refrigeração que podem estar relacionadas a diversas causas, como: projeto, montagem, condições operacionais entre outras. Em algumas circunstâncias, os materiais que constituem os stave coolers - componentes do sistema de refrigeração instalados internamente no alto-forno - são expostos a condições de trabalho muito severas por longos períodos de tempo, causando degradações em suas propriedades mecânicas. A degradação das propriedades mecânicas pode resultar na falha prematura, com possibilidade de recuperação parcial ou total desses componentes. A recuperação desses componentes é realizada com variadas técnicas de manutenção corretiva ou preventiva. No entanto, muitas dessas técnicas não restabelecem totalmente as características de refrigeração do sistema. Neste trabalho foram avaliadas as características de escoamento inerentes a todas as técnicas de preservação utilizadas nos stave coolers da Ternium ® Brasil Ltda., e também das configurações de projeto, abrangendo de forma qualitativa as consequências geradas no comportamento termomecânico desses componentes, e por final foram estabelecidas as condições operacionais que permitam predizer a temperatura de trabalho que esses stave coolers estão expostos a fim de avaliar se essas condições operacionais podem ocasionar variações microestruturais, e consequentemente danos ou desgastes nesses componentes. Todos os resultados das simulações numéricas foram validados por análises termográficas do equipamento real, juntamente com equações de predição estabelecidas a partir de correlações estatisticamente significativas. As conclusões obtidas mostram que as técnicas de instalação de cigar coolers, inserção de flexíveis, utilização de água industrial apresentam bons resultados desde que os parâmetros operacionais do forno estejam dentro dos limites estabelecidos no projeto.
Abstract: The blast furnaces preservation techniques have important and strategic function in Steelmaking plants, whereas these equipments are between the industrial plant main integrant. The blast furnaces have, ordinarily, many operational problems with cooler system damages, these damages can be caused by different problems: design, erection process, operational conditions, etc. In diverse circumstances, the stave coolers materials, installed into the blast furnace, are exposed by severe operational condition for long time, causing degradation in mechanical properties. This degradation can result in premature damages, with possibility to recover the original conditions The component recuperations is realized with different corrective or preventive maintenance techniques. Nonetheless, more techiniques do not restore totally the cooler system capacity. In this report, are evaluated the flow characteristic inherent of all preservation techniques used in Ternium ® Brasil Ltda. Stave Coolers, and also the design configurations, including the consequences created in thermomechanic performance of these components. The results permit to established the operational condition that corroborate to predict the stave coolers work temperature and to estimate, qualitatively, if these operational conditions can be caused microstructural changes and consequentely damages or wear in these components. The computational simulation results was validated by real equipment thermography analysis, together with the predict equations established from significant statistical correlations. The conclusions obtained show that the cigar coolers instalation, flexible hoses insertion, hard water utilization present good results for the blast furnace operational parameters in accordance with the design limits established.
Palavras-chave: Mechanical engineering
Blast Furnaces
Refrigeration
Maintenance
Thermodynamics
Engenharia mecânica
Altos-fornos
Refrigeração
Manutenção
Termodinâmica
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::FENOMENOS DE TRANSPORTE
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Citação: VIEIRA JUNIOR, Eustáquio. Análise numérica comparativa do desempenho termomecânico do sistema de refrigeração baseado em stave coolers dos altos-fornos da Ternium Brasil. 2021. 212 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Faculdade de Engenharia, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17371
Data de defesa: 4-Nov-2021
Aparece nas coleções:Mestrado em Engenharia Mecânica

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