Reaproveitamento de calor radiante no processo siderúrgico através da troca térmica de tarugos

Abstract

Foi firmado um acordo em Paris no ano de 2016 com o objetivo de conter o avanço do aquecimento global e continuar tendo um planeta habitável. Para garantir isso, a sociedade precisa agir de modo que a temperatura média não aumente mais de 1,5ºC até 2050. Um dos processos de maior impacto ambiental é a indústria siderúrgica, responsável por 7,2% de toda a emissão global de carbono. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma solução para utilizar o calor radiante desperdiçado pelos tarugos que saem aquecidos da Aciaria para aquecer os tarugos que entram no processo subsequente, a Laminação, e assim diminuir o consumo de gás dos fornos. Foi estudado um grande trocador de calor que permite a troca térmica em contracorrente dos tarugos quentes provenientes da Aciaria, com os tarugos frios que vão para a Laminação. Utilizando um cálculo iterativo para resolver o problema, simulou-se vários cenários possíveis variando os dados de entrada: seção dos tarugos, temperatura e tempo de troca. No melhor cenário, os tarugos inicialmente frios chegaram a 536ºC no final do processo, proporcionando assim uma redução estimada de 31,97% no consumo de gás dos fornos da Laminação.

An agreement was signed in Paris in 2016 with the aim of containing the advance of global warming and continuing to have a habitable planet. To ensure this, society needs to act so that the average temperature does not increase by more than 1.5ºC by 2050. One of the processes with the most environmental impact is the steel industry, responsible for 7.2% of all global carbon emissions. The objective of this work was to develop a solution to use the radiant heat wasted by the billets that leave the steel mill at great temperatures to heat the billets that enter the subsequent process, the rolling mill, and thus reduce the gas consumption of the furnaces. A large heat exchanger was studied, which allows the heat exchange in countercurrent of the hot billets coming from the melt shop, with the cold billets going to the rolling mill. Using an iterative calculation to solve the problem, several possible scenarios were simulated by varying the input data: billet section, temperature and changeover time. In the best scenario, the initially cold billets reached 536ºC at the end of the process, thus providing an estimated reduction of 31.97% in the gas consumption of the rolling mill furnaces.