dc.contributor.author | Portilho, Tamires Miranda Milagres | |
dc.date.accessioned | 2022-06-20T12:58:09Z | |
dc.date.available | 2022-06-20T12:58:09Z | |
dc.date.issued | 2022-04-28 | |
dc.identifier.citation | PORTILHO, Tamires Miranda Milagres. Análises térmica e energética no pré-aquecimento do revestimento refratário de panelas de aciaria via métodos numéricos e experimentais. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16297. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16297 | |
dc.description.abstract | Preheating the refractory lining of industrial equipment usually consumes substantial amounts of energy. This step is usually time consuming and impacts the costs and productivity of several economic sectors. Therefore, cost-effective, and sustainable heating practices should be studied and implemented. Additionally, this step is critical to the refractory and the industry that deploys it because the material faces transformations when heated up to the usual process temperatures, such as the evaporation of water, the elimination of volatile materials, or reactions in the solid state. Based on that, it is necessary to ensure the quality of these materials by applying an appropriate heating curve. This work aims to quantify the energy consumption during the preheating of the refractory lining of a steel ladle. To this end, DSC tests, thermal analysis, and computer simulations were carried out on refractory concrete to evaluate the influence of transformations on the heating step. The simulations for an alumina-based castable, considering the thermal analysis of a cylindrical sample, showed a maximum temperature difference in the first heating of 2 ºC between the experimental value and that obtained by the simulation, proving to be suitable for the quantification of energy consumption during preheating. The simulation, considering the profile obtained in the DSC test, was not satisfactory to represent the energy rate per unit volume of the 5CAC castable. The fuel consumption was 1.8% higher for the case where the energies of the reactions were considered. The developed methodology can bring greater predictability to the preheating schedule of steel ladles, both in terms of fuel consumption and programming the heating curve. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Consumo de energia | por |
dc.subject | Simulação computacional | por |
dc.subject | Pré-aquecimento de panelas de aciaria | por |
dc.subject | Concreto aluminoso | por |
dc.subject | Método dos elementos finitos | por |
dc.subject | Energy consumption | eng |
dc.subject | Computer simulation | eng |
dc.subject | Preheating of steel ladle | eng |
dc.subject | Alumina-based castable | eng |
dc.subject | Finite element method | eng |
dc.title | Análises térmica e energética no pré-aquecimento do revestimento refratário de panelas de aciaria via métodos numéricos e experimentais | por |
dc.title.alternative | Thermal and energetic analysis in the preheating of the refractory lining of steel ladles via numerical and experimental methods | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Pandolfelli, Victor Carlos | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7369376873984839 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Angélico, Ricardo Afonso | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4572583709143785 | por |
dc.description.resumo | O pré-aquecimento de equipamentos industriais revestidos com materiais refratários usualmente consome grandes quantidades de energia. Essa etapa geralmente é longa e impacta nos custos e na produtividade de diversos setores econômicos. Práticas de aquecimento com menor custo e maior sustentabilidade devem ser estudadas e implementadas. Adicionalmente, tal etapa é crítica ao refratário e à indústria que o utiliza, pois o material sofre transformações quando é aquecido até as temperaturas usuais do processo, como a evaporação da água, a eliminação de materiais voláteis ou reações no estado sólido. Logo, é necessário assegurar a qualidade desses materiais, aplicando-se uma curva de aquecimento adequada. Este trabalho tem como objetivo quantificar o consumo energético durante o pré-aquecimento do revestimento refratário de panelas de aço. Para tal, foram realizados ensaios DSC, análises térmicas e simulações computacionais de um concreto refratário, com o intuito de avaliar a influência das transformações na etapa de aquecimento. As simulações para um concreto aluminoso, considerando a análise térmica de um corpo cilíndrico, mostraram uma diferença máxima de temperaturas no primeiro aquecimento de 2 ºC entre o valor experimental e o obtido na simulação, se mostrando adequada para quantificação do consumo de energia durante o aquecimento de materiais cerâmicos refratários. Já a simulação considerando a curva obtida no ensaio de DSC, não foi satisfatória para representar a taxa de energia por unidade de volume do concreto 5CAC. O consumo de combustível foi de 1,8% superior para o caso em que as energias das reações são consideradas. O método desenvolvido pode trazer uma maior previsibilidade na programação do pré-aquecimento de panelas de aciaria, tanto em questão de consumo de combustível, como também de programação da curva de aquecimento. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | por |
dc.description.sponsorshipId | 134355/2019-9 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/5407419370794930 | por |