Avaliação térmica e estrutural de portas secas usadas em fornos de reaquecimento de placas para laminação de tiras de aço a quente.

Abstract

Os materiais refratários são amplamente utilizados em indústrias siderúrgicas pois além de resistirem a situações que envolvem elevadas temperaturas, são desenvolvidos para atenderem as demandas associadas à resistência mecânica. Assim, para que os fornos e os equipamentos siderúrgicos tenham uma boa performance, é necessário que eles sejam revestidos com materiais refratários apropriados, e uma instalação economicamente viável. Na laminação de tiras a quente, os fornos de reaquecimento de placas utilizam refratários, de várias composições, compatíveis com as solicitações de uso. E, nesses fornos, as portas de desenfornamento requerem atenção especial por se encontrarem em um ambiente agressivo quimicamente, de temperaturas e de tensões variadas. Comumente são usadas portas refrigeradas a água, que possuem algumas desvantagens quanto à manutenção e ao uso constante de água, porém há a alternativa do uso de uma porta seca que apresentam muitas vantagens em relação a porta refrigerada, trazendo ganhos econômicos e ambientais. Sendo assim, este trabalho tem por objetivo, através do estudo térmico e estrutural e da análise da qualidade de fabricação e montagem dos blocos refratários, de avaliar o uso da porta seca nos fornos de reaquecimento da laminação de tiras a quente da ArcelorMittal Tubarão. A metodologia foi realizada através de modelagem computacional utilizando Ansys, com base nas temperaturas em que as portas de desenfornamento estão submetidas e outras variáveis do sistema de refratamento adotado. Assim, de posse de informações como densidade, temperatura interna do forno, temperatura ambiente, coeficiente de convecção entre a porta e o ambiente e emissividade da estrutura, foi possível fazer a modelagem térmica e estrutural da porta utilizando o software e selecionar os materiais de revestimento para o forno de reaquecimento para laminação de tiras a quente.