PROBLEMAS INVERSOS NA ESTIMATIVA DE DESGASTE EM CADINHOS DE ALTO-FORNOS

Nome: Luiz Claudio Silva Magnago
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 31/08/2012
Orientador:

Nomeordem decrescente Papel
Lucia Catabriga Orientador

Banca:

Nomeordem decrescente Papel
Isaac Pinheiro dos Santos Examinador Interno
Lucia Catabriga Orientador

Resumo: O cadinho tem um papel muito importante na produção de aço em um alto-forno. O seu bom funcionamento afeta significativamente o desempenho de todo o forno e, por consequência, a qualidade do ferro gusa. As condições hostis do cadinho fazem com que as suas paredes refratárias sofram erosão ou desgaste; chamamos de linha de desgaste a linha que determina a extensão da erosão. O desgaste no cadinho é geralmente o principal fator limitante no tempo de duração da campanha de um alto-forno. É impossível medir a linha de desgaste enquanto o forno está em operação, porém essa informação é muito útil para o planejamento da operação
de um alto-forno. Estimar essa linha de desgaste é o mais próximo que podemos chegar
dessa informação e este trabalho apresenta um modelo para essa estimativa. O procedimento é baseado na solução de um problema inverso não linear de transferência de calor. Para isso, tem-se como dado de entrada medições de temperatura em pontos no interior do cadinho e o que deseja-se estimar é a isoterma de 1150oC. Consideramos neste trabalho: (i) o métodos dos elementos finitos para resolver o problema direto, (ii) o método do ponto fixo para resolver a não-linearidade do problema direto, que existe pois as condutividades térmicas dependem da temperatura, (iii) três métodos para resolver o problema inverso. Nós estimamos, usando os
três métodos, a linha de desgaste de um forno com características semelhantes às do Alto Forno 3 instalado na siderúrgica Arcelor Mittal Tubarão 1. Os métodos, comparados em desempenho e precisão, abordados neste estudo são o Levenberg-Marquardt, o Gauss-Newton iterativamente regularizado, e o gradiente conjugado. Nós validamos a solução utilizando medições simuladas com diferentes níveis de ruído. Também foram realizados experimentos considerando diferentes posições para os termopares, com o intuito de obter uma boa posição para a instalação desses equipamentos.

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