Redução de consumo de energia elétrica na produção de aço em aciaria elétrica através da reavaliação das temperaturas liquidus, superaquecimento e controle das temperaturas de lingotamento

Abstract

Esse trabalho veio contemplar um projeto de melhoria em uma usina semi-integrada do tipo aciaria elétrica, fornecedora de aços para construção civil e indústria, localizada no Rio Grande do Sul, Brasil. Devido ao presente cenário econômico e visando redução de custos na produção do aço, alguns paramâmetros de produção foram reavaliados. O custo em energia elétrica na aciaria contabiliza um grande porcentagem do custo total de produção, tendo em vista isso, tentamos agir de forma a diminuir a mesma, reavaliando os temperaturas praticadas na usina (temperatura de lingotamento, liberação de forno-panela e vazamento no forno elétrico). Devido às mudanças nas composições dos aços produzidos na Gerdau Riograndense ao longo dos anos, e como isso tem influência direta na temperatura de lingotamento, foram recalculadas as temperaturas líquidus (Tlíquidus) de todos os aços, a partir de fórmulas encontradas na literatura e dados recolhidos na empresa. Após isso, para setarmos novas temperaturas de lingotamento torna-se crucial a análise de perda de temperatura do aço durante o tempo em que o aço permanece no distribuidor. Além da redução da energia elétrica, poderemos reduzir o superaquecimento (diferença em graus entre a Tlíquidus e a temperatura de lingotamento), esse parâmetro, se muito elevado, pode intensificar defeitos no lingotamento. Por fim, os objetivos desse estudo são de que estipulando novos valores de Tlíquidus e temperaturas de lingotamento aliado com valores menores de superaquecimento, podendo assim diminuir energia elétrica usada na produção do aço em aproximadamente 10 kWh/tonelada e melhorar parâmetros de processo.

This work included an improvement project on a semi-integrated electric steelmaking plant, a supplier of steel for the civil engineering construction and the industry, located in Rio Grande do Sul, Brazil. Due to the present economic scenario and aiming to reduce costs in steel production, some production parameters were revalued. Since the cost of electricity in steelmaking represents a large percentage of the production total cost, some actions were taken to try to reduce it by revaluating the temperatures practiced in the plant (casting temperature, ladle furnace release and leakage in electric arc furnace). Due to changes in the composition of the steel produced over the years at Gerdau Riograndense, and as this has direct influence on the casting temperature, were recalculated the liquidus temperatures (Tliquidus) of all steels, based on formulas found in the literature and data collected in the company. After that, when setting new casting temperature, it becomes crucial to analyze the loss of steel temperature during the time it remains in tundish. In addition to reducing electricity costs, this projects expects to reduce superheating (the difference in degrees between the Tliquidus and the casting temperature), which can intensify defects in casting. Finally, the objectives of this study are that stipulating new Tliquidus values and casting temperatures, associated with lower superheat values, can, therefore, reduce electric power used in the production of steel by about 10 kWh/tonne and also improve the process parameters.