Análise do fluxo térmico na sola de panelas de aciaria.

Abstract

A compreensão e controle do ciclo térmico de uma panela é fundamental na aciaria. As principais perdas térmicas do aço contido na panela são devidas a: 1- condução de calor do banho metálico para o revestimento refratário da panela lateral e do fundo (sola); 2- convecção e radiação de calor da camada de escória para atmosfera. Após o basculamento do convertedor na panela de aço, o controle de temperatura e tempo de residência do aço na panela são itens críticos de controle, visando a melhor qualidade do processo e maior economia de energia. Este trabalho busca avaliar o fluxo térmico na sola da panela, bem como a acumulação de calor (entalpia) em diferentes pontos do ciclo da panela. A temperatura, espessura da camada de refratário, propriedades físico-químicas dos refratários, características de convecção e temperaturas iniciais dos processos foram parâmetros considerados no estudo. Partindo-se das medições de temperatura da carcaça e da face quente do refratário, realizadas em campo em conjunto com os dados dos fornecedores dos refratários e dados técnicos disponíveis na literatura determinou-se, por meio de um modelo matemático unidimensional, o fluxo térmico através das camadas de refratário, bem como o perfil de temperaturas em cada etapa de seu ciclo operacional possibilitando a estimativa do Índice de Encharque. Os dados sugerem que a operação normal é alcançada quando o Índice de Encharque alcança o valor médio de 1000 MJ⁄m^2 . Este Índice de Encharque, para o caso das panelas analisadas, não é alcançado ao final do primeiro ciclo de aquecimento, mas se aproxima do valor médio quando a panela retorna do LC. O modelo proposto pode ser melhorado e usado como ferramenta na otimização de parâmetros operacionais.