BR112013024878B1 - aparelho de produção de aço com economia de energia e método para processamento de aço com economia de energia - Google Patents

Abstract

PARELHO DE PRODUÇÃO DE AÇO COM ECONOMIA DE ENERGIA E MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE AÇO COM ECONOMIA DE ENERGIA A presente invenção refere-se a um aparelho de produção de aço com economia de energia que inclui uma linha de produção de laminação a quente e um equipamento de fundição contínua (5) para produzir produtos ou tarugos semifabricados, sendo que a dita linha de produção e o dito equipamento são voltados um para o outro e são co-nectados através de meios de transportes rápido (7) que movem os ditos tarugos. A invenção também se refere a um método para processar aço com economia de ener-gia, que compreende as etapas a seguir: a. levar o aço a uma temperatura de fundi- ção; b. fundir o dito aço moldes adequados para obter um produto semifabricado; c. transferir diretamente o dito produto semifabricado fundido em direção a um laminador através de um meio de transporte rápido; d. levar o dito produto semifabricado a um valor de temperatura que corresponda a um valor máximo de plasticidade; e. submeter o dito produto semifabricado a um processo de laminação.

Description

A presente invenção refere-se a um aparelho de produção de aço com alta economia de energia e a um método do mesmo, em particular, um aparelho para laminação de seções ou barras de aço.

Mais detalhadamente, a invenção refere-se a um aparelho que fornece um processo de laminação para produzir laminados de aço, tal como perfis de aço ou barras, que permite reduzir o consumo de energia calorífica usada para alcançar diferentes temperaturas, bem como reduzir emissões de alguns poluentes.

Usinas de laminação, tal como a usina mostrada na Figura 1B e indicada com a referência B, são comumente conhecidas.

O processo do laminador, que é realizado durante a produção do aço, é o processo através do qual as características mecânicas e um formato desejado do metal são obtidos; o dito processo é realizado passando o material a ser laminado, indicado com 10, em um molde que tenha uma seção maior do que a seção do produto acabado e entre um par de cilindros de laminação lisos ou ondulados 4.

A distância entre os dois cilindros de laminação 4 é menor do que a espessura do material de entrada 10.

O material inicial é geralmente um denominado "tarugo", obtido pela solidificação do aço em usinas especiais de fundição contínua, conforme mostrado na Figura IA e indicado com a referência A.

O aço, após ser fundido, ao longo de uma área de fundição contínua 5, nos moldes, passa por uma zona de resfriamento 6 na qual o mesmo se solidifica na forma de um tarugo 10.

Antes de submeter o tarugo 10 ao processo de laminação, e necessário aquecer o mesmo em um trem de configuração 2, levando o mesmo a uma temperatura que corresponde a um máximo de plasticidade, ou seja, entre 1.000 °C e 1.150 °C para o aço.

O aquecimento é realizado por meio de um forno de aquecimento 2A, que é normalmente alimentado com óleo pesado ou gás.

O processo inteiro de produção de aço, portanto, exige dois estágios de aquecimento do material: um primeiro estágio, no qual o mesmo tem que alcançar uma fase líquida e o segundo estágio, próxima a um resfriamento, através do qual uma fase plástica é obtida.

Consequentemente, o processo envolve um consumo de energia considerável.

Muita da dita energia é dissipada, na forma de calor, durante o processo de resfriamento dos produtos semiacabados ou tarugos ou do produto acabado do processo de laminação.

Portanto, ainda há a necessidade de ter um aparelho para processar aço que tenha a capacidade de garantir alta economia de energia durante o processamento de aço, em relação aos aparelhos que são comumente usados.

Em particular, está claro que há uma necessidade de fornecer um método para processar aço que permite otimizar a quantidade de calor usada para levar o aço a valores de temperatura necessários para as etapas de processamento subsequentes.

Além disso, uma segunda desvantagem de uma usina de laminação conhecida é constituída pelo fato de que a dita usina de laminação não é muito eficiente no controle da produção e espaço.

Na verdade, de modo a aquecer e depois resfriar os cabos de aço a serem laminados, é necessário ter espaço para o resfriamento e então para o aquecimento subsequente.

Está claro, a partir do que foi dito anteriormente, que é necessário ter um aparelho para laminação de aço que envolva uma eficiência de alta produção.

Novamente, o uso de fornos de aquecimento resulta na emissão de substâncias nocivas, tais como C02, SO2 e NOx.

Portanto, um objetivo da presente invenção é superar as desvantagens da técnica anterior fornecendo um aparelho para o processamento de aço que envolva maior eficiência de produção em relação a usinas de laminação conhecidas.

Em particular, o objetivo da presente invenção é fornecer um aparelho para processar aço com alta economia de energia.

Dentro desse objetivo, um propósito da presente invenção é fornecer um aparelho para processar aço que permita reduzir as dimensões totais da usina.

Outro propósito da presente invenção é fornecer um aparelho para processar aço que evite o consumo de energia elétrica e, portanto, reduza os custos de produção.

Um objetivo adicional da invenção é fornecer um método para processar aço que forneça uma taxa de produção maior do que a taxa obtida com os métodos conhecidos.

Esses e outros objetivos são alcançados através de um aparelho para processar aço conforme reivindicado na reivindicação 1 citada e por meio de um método do mesmo, de acordo com a reivindicação 3 citada.

As características técnicas adicionalmente detalhadas do aparelho e método, de acordo com a invenção são indicadas nas reivindicações dependentes.

Vantajosamente, a integração entre aciaria e laminador através de uma carga quente direta leva à considerável economia de energia também pela redução dos custos de produção para mais do que 300 kWh/t.

Outra vantagem fornecida pela presente invenção é tornar a produção de aço mais sustentável a partir do ponto de vista da poluição ambiental.

Em particular e vantajosamente, o forno de aquecimento não é usado e, portanto, além de economia de combustível, é possível reduzir emissões de poluentes, tais como C02, SO2 ou NOx.

Por exemplo, ao considerar uma usina com EES de 800.000 t/a, haverá uma redução de 72.000 t/a em emissões de CO2, uma redução de 410 t/a em emissões de SO2 e uma redução de 225 t/a em emissões de Nox.

A presente invenção permite, desse modo, tornar a produção de aço ainda mais ecológica.

Os objetivos e vantagens acima mencionados da invenção aparecerão em uma maior extensão a partir da descrição a seguir, que se refere a uma modalidade preferencial do aparelho para a laminação de aço, de acordo com a invenção e a partir dos desenhos anexos, em que: - A Figure IA é um diagrama de uma primeira parte de um aparelho para a laminação de barras de aço, de acordo com a técnica anterior; - A Figura 1B é um diagrama de uma segunda parte do aparelho para a laminação de barras de aço, de acordo com a técnica anterior; - A Figura 2 é um diagrama do aparelho para a laminação de barras de aço, de acordo com a presente invenção.

Referindo-se particularmente à Figura 2, o aparelho de laminação, de acordo com a invenção, indicado com 1, inclui um trem de configuração 2 voltado para um trem acabador 3, que compreende uma pluralidade de gaiolas 4.

A disposição do aparelho fornece uma conexão direta a partir da usina de fundição contínua 5 para o trem de configuração 2 do laminador, mediante meio de transporte rápido 7 dos tarugos 10, que são totalmente solidificados e que têm uma temperatura média na faixa de 850 °C a 900 °C. Já que a temperatura de laminação adequada para uma plasticidade apropriada do material deve ser maior do que 1.000 °C, é necessário levar os tarugos 10 para a dita temperatura de laminação.

Portanto, o trem de configuração 2 fornece um forno em túnel do tipo de indução 2B.

Desse modo, a temperatura necessária para laminação é rapidamente alcançada e é possível prosseguir com o processamento dos tarugos por meio dos pares de cilindros de laminação 4 do trem acabador 3, com um consumo de energia que é muito reduzido em relação à técnica anterior.

Vantajosamente, o aparelho para processar aço, de acordo com a presente invenção, permite reduzir as dimensões totais em relação a usinas conhecidas, evitando, desse modo, o espaço necessário para o resfriamento dos tarugos e para o armazenamento dos mesmos.

O método para o processamento de aço, de acordo com a presente invenção fornece as etapas a seguir: a. levar o aço a uma temperatura de fusão maior do que 1.500 °C; b. fundir o aço em moldes, obtendo, desse modo, um produto semiacabado; c. transferir o produto fundido semiacabado para um laminador mediante meio de transporte rápido; d. levar o produto semiacabado a uma temperatura de máxima plasticidade (maior do que 1.000 °C); e. submeter o produto semiacabado a um processo de laminação.

Em particular, a etapa c. permite uma redução da temperatura do aço para cerca de 800 a 900 °C, desse modo também permite uma solidificação completa do material, que adquire as propriedades mecânicas exigidas para os produtos acabados a serem colocados no mercado.

Mais detalhadamente, a etapa d. ocorre preferencialmente com o uso de fornos do tipo de indução, que limitam as emissões dos poluentes acima mencionados.

Ainda mais detalhadamente, o processo de laminação mencionado na etapa e. pode ocorrer através do uso 10 preferencial de uma usina de laminador conhecida.

Os recursos, bem como as vantagens, do aparelho de laminação de alta produção, em particular para laminação de barras de aço e seções, que é o objetivo da presente invenção, são claros a partir da descrição acima.

Por fim, embora a invenção tenha sido descrita para propósitos ilustrativos, mas não limitantes, de acordo com uma modalidade preferencial, deve-se entender que as variações e/ou modificações podem ser feitas por aqueles versados na técnica, sem se afastar do escopo de proteção 20 conforme estabelecido nas reivindicações anexas.

Claims (3)

1. APARELHO DE PRODUÇÃO DE AÇO COM ECONOMIA DE ENERGIA que inclui uma linha de produção com laminação a quente e um equipamento de fundição contínua (5) para a produção de produtos ou tarugos semifabricados (10), sendo que a dita linha de produção e o dito equipamento são voltados um para o outro e são conectados através de meios de transporte rápido (7) que movem o dito tarugo (10), que são totalmente solidificados e que têm uma temperatura média entre 850 e 900 °C, em que a dita linha de produção com laminação a quente tem cilindros de laminação intermediários (2) que são dotados de um forno do tipo em túnel (2B), preferencialmente um forno de indução; caracterizado por os ditos cilindros de laminação intermediários (2) voltados para um trem acabador (3), que compreende uma pluralidade de gaiolas (4), e a disposição do aparelho fornece uma conexão direta a partir do equipamento de fundição contínua (5) para os cilindros intermediários (2) da dita linha de produção com laminação a quente, mediante meios de transporte rápido (7) e a temperatura de laminação dos ditos tarugos (10) sendo maior que 1000 °C.

2. MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE AÇO COM ECONOMIA DE ENERGIA, que compreende as etapas a seguir: a. levar o aço a uma temperatura de fundição e preferencialmente a uma temperatura maior do que 1.500 °C; b. fundir o dito aço em moldes adequados para obter um produto semifabricado (10); c. transferir o dito produto semifabricado fundido (10) em direção a um laminador através de meios de transporte rápido; d. levar o dito produto semifabricado (10) a um valor de temperatura que corresponda a um valor máximo de plasticidade, preferencialmente a uma temperatura maior do que 1.000 °C; e. submeter o dito produto semifabricado (10) a um processo de laminação, caracterizado pela dita fase d. ocorrer por meio de cilindros intermediários dotados de um forno do tipo em túnel de indução, em que os ditos cilindros de laminação intermediários voltados para um trem acabador, que compreende uma pluralidade de gaiolas, e uma conexão direta a partir de um equipamento de fundição contínua para os ditos cilindros intermediários do laminador, mediante meios de transporte rápido, são providos.

3. MÉTODO PARA PROCESSAMENTO DE AÇO COM ECONOMIA DE ENERGIA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela dita fase c. reduzir a temperatura do dito produto semifabricado (10) até cerca de 800 a 900 °C, permitindo uma solidificação completa.

Images