Implementação da automação de parâmetros para melhoria do processo de conformação por prensagem de massa de tamponamento para furos de corrida em altos-fornos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Galhardo de Albuquerque, Vinicius dos Santos
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18606
Resumo: A steel industry has played a vital role in global economic development, with blast furnaces being an essential component of this sector. Operational efficiency and the quality of products from blast furnaces are crucial for industry competitiveness. Pressing forming of burden materials aims to optimize the distribution of thermal and chemical loads in furnaces, directly affecting the quality of produced pig iron. Challenges in this process include variations in raw material characteristics, environmental fluctuations, and the need for precise control of forming variables. Inadequate control of these parameters can lead to low-quality pig iron, reduced yield, and increased operational costs. In this context, parameter automation emerges as a promising solution to address these challenges. Utilizing advanced technologies such as high-precision sensors, intelligent control systems, and optimization algorithms, real-time monitoring and adjustment of forming parameters become possible. This not only reduces human intervention, minimizing errors and enhancing operational safety, but also contributes to consistent improvement in forming material production, thus enhancing pig iron quality and overall blast furnace efficiency. The anticipated benefits of parameter automation implementation are extensive. Apart from improving final product quality and operational efficiency, waste reduction, standardized end products, decreased energy consumption, and optimized resource utilization are expected outcomes. Therefore, this research aims to explore the theoretical foundations of burden material pressing for blast furnaces, investigate available parameter automation technologies, and empirically assess the impacts of implementing these technologies in an actual industrial setting. To support this investigation, a comprehensive analysis of current literature, relevant case studies, and controlled experiments will be conducted. This study focuses on a project carried out at Shinagawa Refractories, located in Vinhedo-SP, which aimed to comprehensively automate forming parameters in a machine producing burden materials for blast furnaces in the steel industry. Previously, the machine primarily operated manually, resulting in inconsistent quality, production inefficiencies, lack of traceability, and material wastage. In response to these issues, a broad parameter interface encompassing three key categories—forming, pressing, and lubrication—was established. Each of the 30+ distinct burden material formulations required its own set of parameters due to variations in extrusion behavior. The project extended over several months due to the comprehensive parameter set and the need to customize parameters for each specific formulation. Following project implementation, the machine's performance over the subsequent five months yielded highly positive results across various dimensions. Particularly noteworthy were the excellent production volume records and increased productivity.
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Pressing forming of burden materials aims to optimize the distribution of thermal and chemical loads in furnaces, directly affecting the quality of produced pig iron. Challenges in this process include variations in raw material characteristics, environmental fluctuations, and the need for precise control of forming variables. Inadequate control of these parameters can lead to low-quality pig iron, reduced yield, and increased operational costs. In this context, parameter automation emerges as a promising solution to address these challenges. Utilizing advanced technologies such as high-precision sensors, intelligent control systems, and optimization algorithms, real-time monitoring and adjustment of forming parameters become possible. This not only reduces human intervention, minimizing errors and enhancing operational safety, but also contributes to consistent improvement in forming material production, thus enhancing pig iron quality and overall blast furnace efficiency. The anticipated benefits of parameter automation implementation are extensive. Apart from improving final product quality and operational efficiency, waste reduction, standardized end products, decreased energy consumption, and optimized resource utilization are expected outcomes. Therefore, this research aims to explore the theoretical foundations of burden material pressing for blast furnaces, investigate available parameter automation technologies, and empirically assess the impacts of implementing these technologies in an actual industrial setting. To support this investigation, a comprehensive analysis of current literature, relevant case studies, and controlled experiments will be conducted. This study focuses on a project carried out at Shinagawa Refractories, located in Vinhedo-SP, which aimed to comprehensively automate forming parameters in a machine producing burden materials for blast furnaces in the steel industry. Previously, the machine primarily operated manually, resulting in inconsistent quality, production inefficiencies, lack of traceability, and material wastage. In response to these issues, a broad parameter interface encompassing three key categories—forming, pressing, and lubrication—was established. Each of the 30+ distinct burden material formulations required its own set of parameters due to variations in extrusion behavior. The project extended over several months due to the comprehensive parameter set and the need to customize parameters for each specific formulation. Following project implementation, the machine's performance over the subsequent five months yielded highly positive results across various dimensions. Particularly noteworthy were the excellent production volume records and increased productivity.A indústria siderúrgica tem desempenhado um papel vital no desenvolvimento econômico global, sendo os altos-fornos um componente essencial desse setor. A eficiência operacional e a qualidade dos produtos provenientes dos altos-fornos são determinantes para a competitividade da indústria. A conformação por prensagem de massas de tamponamento, visa otimizar a distribuição de carga térmica e química nos fornos, impactando diretamente na qualidade do ferro-gusa produzido. Os desafios inerentes a esse processo incluem a variação das características da matéria-prima, flutuações nas condições ambientais e a necessidade de controle preciso das variáveis de conformação. A falta de controle adequado desses parâmetros pode resultar em produção de ferro-gusa de baixa qualidade, baixo rendimento e aumento dos custos operacionais. Nesse contexto, a implementação da automação de parâmetros emerge como uma solução promissora para enfrentar esses desafios. Através da utilização de tecnologias avançadas, como sensores de alta precisão, sistemas de controle inteligentes e algoritmos de otimização, é possível monitorar e ajustar em tempo real os parâmetros de conformação. Isso não apenas reduz a intervenção humana no processo, minimizando erros humanos e aumentando a segurança operacional, mas também contribui para uma melhoria consistente na produção de massas de tamponamento, também contribuindo para uma maior qualidade do ferro-gusa produzido e no rendimento geral do alto-forno. Os benefícios esperados da implementação da automação de parâmetros são vastos. Além do aumento da qualidade do produto final e da eficiência operacional, espera-se a redução de desperdícios, maior padronização do produto final, diminuição do consumo de energia e a otimização dos recursos utilizados. Assim sendo, este trabalho de pesquisa tem como objetivo explorar os fundamentos teóricos da conformação por prensagem de massa de tamponamento para altos-fornos, investigar as tecnologias de automação de parâmetros disponíveis e avaliar empiricamente os impactos da implementação dessas tecnologias em um ambiente industrial real. Para embasar essa investigação, uma análise abrangente da literatura atualizada, estudos de caso relevantes e experimentos controlados serão conduzidos. O presente estudo aborda um projeto conduzido na empresa Shinagawa Refractories, localizada em Vinhedo-SP, cujo objetivo consistiu na realização de uma automatização abrangente dos parâmetros de conformação em uma máquina destinada à produção de massas de tamponamento utilizadas em altos-fornos na indústria siderúrgica. Anteriormente, a referida máquina operava primordialmente de maneira manual para moldar as mencionadas massas refratárias, onde se produziam todas as diferentes massas da mesma forma, resultando em inconsistências de qualidade, ineficiências produtivas, carência de rastreabilidade e desperdício de materiais. Como resposta a essas problemáticas, instituiu-se uma interface vasta de parâmetros que abarca três categorias-chave: conformação, prensagem e lubrificação. Cada uma das mais de 30 formulações distintas de massas tamponamento demandou seu próprio conjunto de parâmetros devido às variações nos comportamentos de extrusão. A execução desse projeto estendeu-se por diversos meses devido ao conjunto de parâmetros abrangente e à necessidade de personalizar os parâmetros para cada formulação específica de massa refratária. Após a implementação do projeto, o desempenho da máquina ao longo dos cinco meses subsequentes gerou resultados amplamente positivos em diversas dimensões. Destacaram-se, notavelmente, os registros excelentes de volume de produção e o aumento da produtividade.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia de Materiais - EMaUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessProcessamentoProcesssingTap hole mixMassa de tamponamentoENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSImplementação da automação de parâmetros para melhoria do processo de conformação por prensagem de massa de tamponamento para furos de corrida em altos-fornosImplementation of parameter automation to enhance the shaping process for the tap hole mass for steel runners of blast furnaces.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis600600390bd4d1-c505-4015-b043-b075d197c61freponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALVinicius dos Santos Galhardo de Albuquerque.pdfVinicius dos Santos Galhardo de Albuquerque.pdfapplication/pdf1751024https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18606/1/Vinicius%20dos%20Santos%20Galhardo%20de%20Albuquerque.pdf53e90d9e546a94043e6ddfcc62165e36MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18606/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTVinicius dos Santos Galhardo de Albuquerque.pdf.txtVinicius dos Santos Galhardo de Albuquerque.pdf.txtExtracted texttext/plain69712https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/18606/3/Vinicius%20dos%20Santos%20Galhardo%20de%20Albuquerque.pdf.txt3026a4774a0934709e599d40bf91d3c7MD53ufscar/186062024-05-14 17:22:07.673oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/18606Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-05-14T17:22:07Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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