Energia Sola

TRABALHO INTERDISCILINAR DIRIGIDO I

INSTITUTO POLITÉCNICO – Centro Universitário UNA

COWPERS

CURSO: Engenharia Mecânica

1. TEMA: INTRODUÇÃO A CIÊNCIA

2. SUBTEMA:

A Engenharia Mecânica na Mineração e Siderurgia.

3. IDENTIFICAÇAO DO PROBLEMA DESAFIO TÉCNICO

Como é realizado o controle do sopro de ar quente nos Alto-Fornos utilizando os Cowpers?

4. OBJETIVO

Levantar dados sobre os regeneradores de calor (cowpers) para elaboração do trabalho.

Conhecer o funcionamento dos regeneradores de calor.

Conhecer os parâmetros controlados pela cabine de operação.

5. DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

5.1. INTRODUÇÃO

Este trabalho aborda o tema: Engenharia Mecânica na Siderurgia, desenvolvendo o tema em um determinado processo dentro da produção do ferro gusa, explicando sobre o funcionamento dos regeneradores de calor (Cowpers), responsáveis por fornecer o ar quente utilizado no alto-forno.

O trabalho explica a função dos Cowpers e de seus mecanismos. Apresenta também como é realizado o controle do sopro de ar quente para o alto-forno. Mostra também as reações químicas dentro do alto forno geradas pelo o ar quente produzido pelos regeneradores.

5.2. ALTO-FORNO – PRODUÇÃO DO FERRO GUSA

Um dos primitivos métodos de obtenção do ferro foi a forja catalã, onde o minério de ferro era reduzido pelo carvão em uma instalação de pedra onde incidia um sopro de ar. O produto obtido era uma mistura pastosa de metal com escória, sendo esta eliminada por martelamento. A partir do século XV surgiram os primeiros altos-fornos, onde através do aumento da quantidade de ar soprado foi possível o aumento da temperatura e a conseqüente obtenção da mistura em estado líquido.

Basicamente é este processo que produz a grande maioria do ferro utilizado no mundo até os dias de hoje. (DZIERVA)

Os altos-fornos modernos são equipamentos com cerca de 30 metros de altura destinados a realizar o processo de produção de ferro gusa. Uma das principais fontes de energia para este processo é o calor. O processo é caracterizado por várias reações químicas que ocorrem dentro do alto forno devido a altas temperaturas, conforme anexo 01.

O Alto-forno possui duas partes principais: Topo e Ventaneiras, conforme anexo 02.

O processo de transformação do minério de ferro em ferro gusa requer muito calor. Os responsáveis pela a produção do ar quente que será injetado no alto-forno são os cowpers (regeneradores).

5.3. COWPERS (REGENERADORES DE CALOR)

Os cowpers são regeneradores de calor, ou seja, trocadores de calor destinados a pré aquecer o ar para alimentar as ventaneiras que na qual tem o objetivo de injetar esse ar pré-aquecido para o interior do alto forno. O cowper recebe o ar pela entrada de ar frio e o aquece até aproximadamente 1360° para depois realizar a transferência para o alto-forno.

Consistem basicamente de três partes distintas: Câmara de combustão, Domo e Refratários (checkers), conforme anexo 03.

A câmara de combustão é responsável pela a combustão do gás (combustível) e ar (comburente). Nela contem um queimador elétrico, conforme Figura 04, anexo 03. O queimador realiza a queima dos gases, gerando energia térmica.

O Domo é a parte superior do cowper e tem como objetivo inverter em 180° o sentido dos gases queimados e direcionar estes gases para os empilhamentos de refratários (Checker), que absorvem todo o calor na fase do aquecimento.

O tempo da combustão de um regenerador dura cerca de 70 minutos, porém existem outras variáveis responsáveis pela a definição do tempo de aquecimento de um cowper, são elas: temperatura do domo; temperatura da chaminé; Vazão de ar e gás de combustão.

A temperatura