BR112021006141A2 - método para monitorar o desgaste de um revestimento refratário de um alto-forno e programa de computador - Google Patents

Abstract

Um método para monitorar o desgaste de um revestimento refratário de um alto-forno usando a modelagem de uma parte do alto-forno e cálculo de campo térmico. Programa de computador que permite executar tal método.

Description

“MÉTODO PARA MONITORAR O DESGASTE DE UM REVESTIMENTO REFRATÁRIO DE UM ALTO-FORNO E PROGRAMA DE COMPUTADOR” CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção está relacionada a um método para monitorar o desgaste de um revestimento refratário de um alto-forno e a um programa de computador incluindo instruções de software que permitem executar tal método.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Um alto-forno é um equipamento usado para produzir metal quente e particularmente ferro-gusa. Geralmente é constituído de um invólucro metálico externo e de um revestimento de tijolos refratários em sua parte interna. Este revestimento refratário constitui uma barreira de proteção para o invólucro metálico externo, evitando que o metal quente o alcance e o danifique. Tal revestimento refratário pode ter, por exemplo, inicialmente 1 metro de espessura. No entanto, esse revestimento refratário está altamente sujeito ao desgaste. Este desgaste pode ser induzido por diversos fatores, sendo um dos principais mecanismos de desgaste a dissolução do carbono. O metal quente penetra nos poros do refratário e dissolve as partículas finas de carbono e o ligante. Os grãos maiores, portanto, se dissociam e o metal quente progride para a profundidade do refratário, dissolvendo mais e mais carbono e reduzindo a espessura do refratário restante. Se todo o revestimento refratário estiver gasto, o metal quente entra em contato com o invólucro metálico externo e pode perfurar a estrutura, levando a vazamentos do metal quente e acidentes fatais. Portanto, é de fundamental importância monitorar a espessura restante do revestimento refratário para evitar tais problemas e realizar os reparos e manutenção necessários antes que eles aconteçam. Isso é especialmente verdadeiro para a soleira do alto-forno, que é o fator mais limitante na vida do alto-forno. Na verdade, esta parte não pode ser facilmente alterada sem derrubar o alto-forno, o que implica uma longa paralisação.

[003] O documento CA 2.296.516 descreve um método para monitorar tal desgaste do revestimento refratário. Neste método, um modelo de transferência de calor bidimensional é calculado com base nas temperaturas médias e máximas da campanha medidas por um grupo de sondas de temperatura embutidas em locais espaçados ao longo da espessura do revestimento. Este programa de transferência de calor bidimensional, então, itera até que um limite final da isoterma de solidificação seja determinado, minimizando a diferença entre a temperatura medida e prevista em cada ponto de medição. Neste método, o número de iterações deve ser limitado para manter um tempo de cálculo razoável, o que reduz a precisão da determinação do perfil de desgaste.

[004] O documento WO 2014/030118 descreve outro método para monitorar tal desgaste do revestimento refratário. Neste método, em vez de começar com propriedades térmicas para deduzir um campo de temperatura, as propriedades térmicas são pesquisadas iterativamente para fornecer um campo de temperatura correspondente. Quanto ao método anterior, o problema está na etapa de iteração que pode levar um tempo de cálculo bastante longo e, portanto, afetar a precisão.

[005] Existe, portanto, a necessidade de um método que permita monitorar o desgaste de um revestimento refratário de alto-forno com alta precisão.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[006] Este problema é resolvido por um método de acordo com a invenção, o referido método compreendendo as seguintes etapas: a. modelar em pelo menos duas dimensões pelo menos uma parte do alto-forno em um estado inicial conhecido, b. definir as condições de limite térmico interno e externo da parte modelada,

c. calcular o campo térmico dentro da referida parte modelada do alto-forno, considerando as características térmicas do revestimento refratário e as condições de limite térmico interno e externo, o referido campo térmico compreendendo campo de temperatura e linhas de trajetória de calor, o ponto inicial de cada linha de trajetória sendo um ponto de medição e o final sendo o limite interno,

d. medir a temperatura Tmeas_n em cada ponto de medição,

e. com base no cálculo do campo térmico:

e1 – usar a temperatura medida Tmeas_n em cada ponto de medição como valor inicial, movendo um ponto de controle ao longo de cada linha de trajetória de calor e determinando uma posição onde o referido ponto de controle atinge uma temperatura crítica Tcrit,

e2 – determinar a posição da isoterma de solidificação de metal quente, sendo a referida isoterma a curva que liga todas as posições previamente determinadas nas quais a temperatura crítica Tcrit é atingida,

f. calcular um novo campo térmico usando a posição previamente determinada da isoterma de solidificação de metal quente como novas condições de limite térmico interno,

g. estimar a temperatura Test_n em cada ponto de medição usando o campo térmico recém-calculado,

h. calcular um critério de convergência (CC) entre cada temperatura estimada Test_n e respectivas temperaturas medidas Tmeas_n:

- se este critério de convergência (CC) estiver abaixo de um alvo predefinido , determinar uma superfície de desgaste do revestimento refratário com base na posição da isoterma de solidificação de metal quente, - se este critério de convergência (CC) estiver acima do alvo predefinido , iterar as etapas e a h até que o critério de convergência esteja abaixo do alvo predefinido .

[007] O método da invenção também pode compreender as seguintes características opcionais consideradas separadamente ou de acordo com todas as combinações técnicas possíveis: - o referido critério de convergência (CC) é o método de raiz quadrada mínima; - na etapa de modelagem, apenas a soleira do alto-forno é modelada; - apenas uma porção vertical da soleira é modelada, a referida porção vertical compreendendo um enchimento com uma largura (W), uma parede tendo uma altura (H) e um canto fazendo a junção entre o enchimento e a parede; - o método é realizado para pelo menos seis porções verticais em torno da periferia da soleira; - para cada porção, pelo menos quatro pontos de medição são definidos em diferentes alturas dentro da parede, pelo menos três pontos de medição são definidos ao longo da largura dentro do enchimento e pelo menos dois pontos de medição são definidos dentro do canto; - sensores térmicos são embutidos pelo menos por dois na mesma altura da parede ou largura do enchimento, mas cada um dos dois sendo embutido em uma profundidade diferente dentro do revestimento refratário, cada grupo de sensores térmicos formando um ponto de medição; - as características térmicas do revestimento refratário em um ponto de medição são calculadas usando a temperatura medida pelos sensores térmicos em diferentes profundidades; - a temperatura crítica Tcrit é 1150 °C; - se, após um número predefinido de iterações, o critério de convergência (CC) ainda estiver acima do alvo , uma etapa de refino é realizada em que a diferença entre a temperatura medida pelo sensor térmico e a temperatura estimada no ponto de medição é minimizada ainda mais usando um método de bissecção; - o número predefinido de iterações é menor ou igual a cinco; - o alto-forno compreende um sistema de resfriamento e as condições de limite externo da etapa de cálculo do campo térmico são definidas considerando o impacto térmico de tal sistema de resfriamento.

[008] A invenção também está relacionada a um programa de computador, incluindo instruções de software que, quando executadas por um processador, implementam um método de acordo com qualquer uma das formas de realização anteriores.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[009] Outras características e vantagens da invenção aparecerão claramente a partir da descrição da mesma que é dada a seguir a título de indicação e que não é de forma alguma restritiva, com referência às figuras anexas nas quais: - A Figura 1 ilustra o revestimento refratário da soleira de um alto- forno; - A Figura 2 ilustra um exemplo de modelagem resultante de uma forma de realização de um método de acordo com a invenção; - A Figura 3 ilustra as diferentes etapas de um método de acordo com a invenção; - A Figura 4 representa alguns dos parâmetros usados em uma forma de realização de um método de acordo com a invenção.

[010] Os elementos nas figuras são ilustrações e podem não ter sido desenhados em escala.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[011] A Figura 1 ilustra o revestimento refratário de uma soleira

(1) de um alto-forno. A soleira (1) é a parte inferior do alto-forno. Compreende uma parede circular (2), um enchimento (3) e um canto (4) que faz a junção entre a parede (2) e o enchimento (3). O invólucro externo, não representado, envolve este revestimento refratário como uma camada externa de proteção.

Esta soleira (1) está equipada com sensores térmicos. Esses sensores térmicos são embutidos no revestimento refratário. Em uma forma de realização preferida, uma porção (5) é equipada com vários sensores como, por exemplo, ilustrado na Figura 2.

[012] Conforme ilustrado na Figura 2, uma porção (5) da soleira do alto-forno é constituída por uma parede (2) tendo uma altura (H), um enchimento (3) tendo uma largura (W) e um canto (4) fazendo a junção entre a parede e o enchimento. Vários sensores ((7a), (7b) ...) estão embutidos na parede em diferentes posições ao longo da altura (H). Os sensores dentro da parede estão preferencialmente localizados em pelo menos quatro alturas diferentes. Em formas de realização preferidas, os sensores são embutidos pelo menos por dois para uma dada altura; mas em uma profundidade diferente dentro do revestimento refratário. Vários sensores ((7a), (7b) ...) também estão embutidos no enchimento em diferentes locais ao longo da largura (W). Os sensores dentro do enchimento estão preferencialmente localizados em pelo menos 3 larguras diferentes. Em formas de realização preferidas, os sensores são embutidos pelo menos por dois para uma dada largura i; mas em uma profundidade diferente dentro do revestimento refratário. O canto (4) também pode compreender pelo menos um sensor térmico ((7a), (7b) ...). Cada sensor térmico ou grupo de sensores térmicos representa um ponto de medição (P1), (P2) ... para o método de acordo com a invenção. Quando um grupo de sensores é considerado, apenas um ponto de medição (P n) é definido, geralmente o baricentro do grupo. O fato de que, em uma forma de realização preferida, os sensores térmicos são embutidos por dois, mas em profundidades diferentes dentro dos revestimentos refratários permite primeiro determinar o coeficiente de transferência de calor na face externa no local dos sensores térmicos, como será descrito mais tarde, mas também é uma medida de segurança. Na verdade, se um sensor não está mais respondendo, ainda resta um segundo e ele permite dar um alerta enquanto continua executando o método de acordo com a invenção. Esses sensores térmicos são preferencialmente termopares.

[013] A Figura 3 representa esquematicamente as diferentes etapas de um método de acordo com uma forma de realização da invenção.

Em uma primeira etapa (101), pelo menos uma parte do alto-forno em um estado conhecido é modelada em pelo menos duas dimensões usando, por exemplo, o método dos elementos finitos (FE). A malha pode ser composta por células retangulares que não são necessariamente uniformes. Por estado conhecido, entende-se um estado em que a espessura do refratário pode ser realmente conhecida, por meio de medição direta, por exemplo. Esse estado conhecido pode ser quando o alto-forno é erguido, após sua reforma ou após uma campanha de reparos. Em uma forma de realização preferida, apenas uma porção (5), conforme ilustrado na Figura 1, da soleira do alto-forno é modelada. O método de acordo com a invenção pode então ser realizado para várias porções, de preferência seis uniformemente distribuídas em torno da periferia da soleira, para se ter uma visão global do estado de desgaste do revestimento da soleira. Esta modelagem considera a repartição dos refratários.

[014] Em uma segunda etapa (102), as condições de limite térmico são definidas. Compreende a definição (102A, 102B) das condições de limite térmico interno (21) (conforme representado pelas linhas pontilhadas) e das condições de limite térmico externo (22) (conforme representado pela linha em negrito). O limite térmico interno (21) é o limite acima do qual os refratários são considerados danificados. É também chamado de isoterma crítica e geralmente corresponde à temperatura na qual o metal quente se solidifica.

Pode ser 1150 °C. As condições de limite térmico externo (22) correspondem às condições térmicas das partes externas da soleira. Elas levam em consideração a combinação entre os coeficientes de transferência de calor e a temperatura mais fria que normalmente corresponde para a parede à temperatura do meio de resfriamento usado para resfriar o invólucro externo do alto-forno. Na verdade, o alto-forno pode ser equipado com um sistema de resfriamento que ajuda a resfriar os refratários, nesse caso a condição de limite térmico externo deve levar em consideração esse resfriamento e, principalmente, a temperatura do fluido de resfriamento. Essas condições de limite térmico são combinadas com as características térmicas dos refratários, tais como a condutividade térmica ou o coeficiente de transferência de calor, para calcular o campo térmico dentro da parte considerada do alto-forno em uma terceira etapa (103). Este campo térmico compreende o campo de temperatura (23) e as linhas de trajetória de calor (Ln). Essas linhas de trajetória de calor (Ln) representam as trajetórias seguidas pelo calor durante sua transferência de uma parte quente para uma mais fria. Cada linha de trajetória (Ln) tem como ponto inicial um ponto de medição (Pn) e como final um ponto (In) onde a temperatura atinge o limite interno ((21)). A condutividade térmica dos refratários pode ser o valor fornecido pelo fabricante do refratário, mas também pode ser calculada em um laboratório dedicado. Em uma forma de realização preferida em que os sensores térmicos são embutidos pelo menos por par em diferentes profundidades dentro do revestimento, há pelo menos duas medições de temperatura. Calculando a diferença entre essas duas temperaturas e conhecendo a posição dos sensores, é então possível estimar o coeficiente de transferência de calor na área refratária onde os referidos sensores térmicos estão embutidos. O cálculo de um campo térmico é algo conhecido pelo técnico no assunto. Um método de cálculo é descrito abaixo a título de exemplo.

[015] A lei de Fourier e as equações de calor em um plano de duas dimensões podem, por exemplo, ser usadas conforme descrito abaixo e em referência à Figura 4. ⃗⃗ = 0 𝑔𝑟𝑎𝑑 (1)  ⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ (𝑇) ⃗⃗⃗𝑖 𝑔𝑟𝑎𝑑 ⃗⃗ = − (2)

[016] Em que  é o fluxo de calor, i é a condutividade térmica do meio considerado e T é a temperatura.

[017] O que dá, usando coordenadas cilíndricas: 𝜕𝑇 𝜕𝑇 1 𝜕(𝑟.𝑟 (𝑇). 𝜕𝑟 ) 𝜕(𝑧 (𝑇). 𝜕𝑧 ) . + =0 (3) 𝑟 𝜕𝑟 𝜕𝑧

[018] Em que r é a coordenada ao longo da direção X que corresponde à direção ao longo dos raios (R) do enchimento (3) e z é a coordenada ao longo da direção Z que corresponde à direção ao longo da altura (H) da parede (2). r (T) é a condutividade térmica do refratário na coordenada r e é dependente da temperatura (T) na referida coordenada. z (T) é a condutividade térmica do refratário na coordenada z e é dependente da temperatura (T) na referida coordenada. Aplicado a uma grade retangular como ilustrado na Figura 4, o equilíbrio de energia pode ser interpretado como: a soma dos fluxos de calor em todos os quatro lados de uma célula é igual a zero.

[019] Sabendo que um fluxo de calor local é proporcional à diferença de temperatura entre duas células vizinhas: 𝑖 = 𝑆𝑖 𝑅𝑖 (𝑇𝑖 − 𝑇𝐶 )

[020] Em que C é uma determinada célula, i é uma das células vizinhas da célula C,  é o fluxo de calor local entre a célula C e sua vizinha i,

S e R são, respectivamente, a área e a resistência entre duas células sucessivas i e C e T é a temperatura da célula considerada.

[021] O equilíbrio de calor na célula C pode ser escrito como: (𝑆𝑁 𝑅𝑁 + 𝑆𝑆 𝑅𝑆 + 𝑆𝑊 𝑅𝑊 + 𝑆𝐸 𝑅𝐸 ). 𝑇𝐶 − (𝑆𝑁 𝑅𝑁 𝑇𝑁 + 𝑆𝑆 𝑅𝑆 𝑇𝑆 + 𝑆𝐸 𝑅𝐸 𝑇𝐸 + 𝑆𝑊 𝑅𝑊 𝑇𝑊 ) = 0

[022] Em que E, S, W, N são as quatro células vizinhas da célula C.

[023] Todas essas equações constituem um sistema linear de i equações com i incógnitas, sendo i o número de células da grade, sistema a ser resolvido para calcular o campo térmico.

[024] Usando este campo térmico calculado, é possível determinar a posição da isoterma crítica (9). Como explicado anteriormente, esta isoterma crítica representa a linha acima da qual o refratário é considerado danificado. Esta isoterma crítica é definida pela posição na qual a temperatura é igual à temperatura crítica Tcrit na qual o metal quente se solidifica. Para determinar esta isoterma crítica, é primeiro necessário medir (104) a temperatura real Tmes_n em cada ponto de medição (Pn). Então, para cada ponto de medição (Pn), um ponto de controle (Xn) é movido ao longo da respectiva linha de trajetória de calor (Ln), sua temperatura inicial no ponto de medição (Pn) é a temperatura medida Tmes_n no referido ponto de medição (Pn), sua temperatura então aumenta ao longo da linha de trajetória de calor (L n) e ao atingir a temperatura crítica Tcrit, seu movimento é interrompido e o ponto isotérmico crítico (In) é posicionado. Fazendo isso para cada ponto de medição (Pn), um conjunto de pontos isotérmicos críticos é posicionado e ligando esses pontos é possível determinar (105) a posição da isoterma crítica (9).

[025] A posição desta isotérmica crítica (9) é então usada como condições de limite térmico interno (21) para calcular (106) um novo campo térmico. Com base neste novo campo térmico calculado, a temperatura T est_n no ponto de medição (Pn) é estimada (107).

[026] As temperaturas estimadas Test_n são então comparadas com as temperaturas Tmes_n realmente medidas na etapa (104) pelos sensores térmicos em cada ponto de medição (Pn). As diferenças entre essas temperaturas permitem calcular (108) um critério de convergência (CC). Em uma forma de realização preferida, o critério de convergência (CC) é a raiz quadrada mínima. Pode ser expresso como: 𝑁 2 (𝑇𝑚𝑒𝑠𝑛 − 𝑇𝑒𝑠𝑡𝑛 ) 𝐶𝐶 = √ ∑( )

𝑁 𝑛=1

[027] Em que N é o número de pontos de medição (Pn).

[028] Para ter uma estimativa mais precisa da isoterma crítica, é importante que as temperaturas estimadas Test_n sejam o mais próximo possível das temperaturas realmente medidas Tmes_n. Assim, se o critério de convergência (CC) estiver acima de um alvo pré-definido , é necessário reduzi-lo. Para tanto, partindo de cada ponto de medição (P n) e considerando que a temperatura neste ponto é a medida Tmeas_n, o ponto de controle (Xn) é movido ao longo de sua respectiva linha de trajetória de calor (Ln) e sua temperatura é recalculada até atingir a temperatura Tcrit da isoterma crítica e definir uma nova posição de isoterma crítica (In). Fazer isso para cada ponto de medição (Pn) permite determinar uma nova posição da isoterma crítica (9). Esta nova isoterma crítica é então usada como novas condições de limite interno na etapa (102A) e permite calcular um novo campo térmico na etapa (103), de preferência usando as mesmas condições de limite externo e as mesmas características térmicas dos refratários. A partir deste novo cálculo de campo térmico, uma nova temperatura Test_n no ponto de medição (Pn) é estimada e comparada com a temperatura real medida Tmes_n por sondas térmicas no referido ponto de medição (Pn). Este ciclo pode ser executado enquanto o critério de convergência (CC) estiver acima do alvo predefinido  ou apenas um determinado número de vezes se um número predefinido tiver sido definido para fins de cálculo de tempo. Este número predefinido pode ser menor ou igual a cinco.

[029] Os inventores verificaram que, ao mover o ponto de controle (Xn) ao longo das linhas de trajetória de calor, eles obtêm uma melhor sensibilidade e reduzem mais rapidamente o intervalo entre a temperatura estimada e a temperatura medida. Isso permite menos iteração e é muito mais rápido para atingir o critério de baixa convergência e um método mais preciso em comparação com o estado da técnica.

[030] Em uma outra forma de realização, é possível ainda refinar a posição da isoterma crítica minimizando ainda mais a diferença entre a temperatura estimada e medida Tmes_n no ponto de medição (Pn). Na iteração anterior, todos os pontos de controle (Xn) foram movidos ao longo de sua linha de trajetória dedicada (Ln) antes de definir a nova posição da isoterma crítica (9). Quando este método não permite minimizar ainda mais a diferença, é então possível trabalhar ponto de controle por ponto de controle. Por exemplo, a temperatura estimada Test_1 é comparada com a temperatura medida Tmes_1 no ponto de medição (P1), se a diferença estiver acima de um determinado limiar, o ponto de controle (X1) é movido ao longo de sua linha de trajetória de calor (L1) ou em direção ao sistema de andaimes (scaffolding) e uma nova posição (I1) na qual a temperatura crítica Tcrit é alcançada, é determinada. Em seguida, o campo térmico neste domínio é recalculado usando esta nova posição como condição de limite interno, uma nova posição da temperatura crítica é determinada e uma nova temperatura (T1) é estimada. O ciclo é repetido até que a diferença esteja abaixo de um determinado limiar. O mesmo método é então aplicado para cada ponto de controle (X n) e uma nova posição isotérmica crítica pode ser desenhada com precisão. Em uma forma de realização preferida, um método de bissecção é usado como método de refino.

[031] Se ou quando o critério de convergência estiver abaixo do alvo predefinido , a posição da isoterma crítica é estimada com precisão e é então possível estimar (109) a linha de desgaste do revestimento refratário. Na frente da isoterma crítica, o refratário é considerado danificado, enquanto atrás dessa isoterma é considerado seguro. Ações de reparo, tais como gunitagem (guniting), podem ser planejadas para estender a vida útil da soleira do alto- forno.

[032] Todas essas etapas, excluindo a medição de temperatura (104), podem ser traduzidas em uma série de instruções de software e o método pode ser executado por um programa de computador incluindo as referidas instruções de software.

[033] A Figura 2 ilustra os resultados que podem ser obtidos realizando um método de acordo com a invenção. Nesta forma de realização, apenas uma porção (5) da soleira do alto-forno é modelada. Quatro pares de termopares são embutidos na parede (2) da soleira do alto-forno e dois pares no canto. As linhas de trajetória de calor ((L1), (L2) ...) vão da localização desses termopares até a posição ((I1), (I2) ...) na qual a temperatura crítica Tcrit é atingida. Neste caso, a temperatura crítica é de 1150 °C. A isoterma (9) de 1150 °C é então desenhada (em linha em negrito com triângulos) e representa o limite acima do qual os refratários estão desgastados e não cumprem mais sua função de proteção. Como pode ser visto neste resultado, a isoterma crítica está parcialmente além do limite interno inicial, isso significa que há sistema de andaimes. Sistema de andaimes são acréscimos ou crostas que se acumulam nas paredes do forno. Isso causa uma diminuição na área da seção transversal da pilha do alto-forno, o que é prejudicial à produtividade.

[034] Com um método de acordo com a invenção, é possível determinar com precisão o estado de desgaste de um alto-forno.

Claims (13)

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO PARA MONITORAR O DESGASTE DE UM REVESTIMENTO REFRATÁRIO DE UM ALTO-FORNO, caracterizado pelo método compreender as seguintes etapas: a. modelar (101) em pelo menos duas dimensões pelo menos uma parte (5) do alto-forno em um estado inicial conhecido, b. definir (102A, 102B), as condições de limite térmico interno (21) e externo (22) da parte modelada (5), c. calcular (103) o campo térmico dentro da parte modelada (5) do alto-forno, considerando as características térmicas do revestimento refratário e as condições de limite térmico interno (21) e externo (22), o campo térmico compreendendo campo de temperatura (23) e linhas de trajetória de calor (Ln), o ponto inicial de cada linha de trajetória (Ln) sendo um ponto de medição (Pn) e o final sendo o limite interno (21), d. medir (104) a temperatura Tmeas_n em cada ponto de medição (Pn), e. com base no cálculo do campo térmico (103): e1 – usar a temperatura medida Tmeas_n em cada ponto de medição (Pn) como valor inicial, movendo um ponto de controle (Xn) ao longo de cada linha de trajetória de calor (Ln) e determinando uma posição (In) onde o ponto de controle (Xn) atinge uma temperatura crítica Tcrit, e2 – determinar (105) a posição da isoterma de solidificação de metal quente (9), sendo a isoterma (9) a curva que liga todas as posições previamente determinadas (In) nas quais a temperatura crítica Tcrit é atingida, f. calcular (106) um novo campo térmico usando a posição previamente determinada da isoterma de solidificação de metal quente (9) como novas condições de limite térmico interno (21), g. estimar (107) a temperatura Test_n em cada ponto de medição (Pn) usando o campo térmico recém-calculado, h. calcular (108) um critério de convergência (CC) entre cada temperatura estimada Test_n e respectivas temperaturas medidas Tmeas_n: - se este critério de convergência (CC) estiver abaixo de um alvo predefinido , determinar (109) uma superfície de desgaste do revestimento refratário com base na posição da isoterma de solidificação de metal quente (9), - se este critério de convergência (CC) estiver acima do alvo predefinido , iterar as etapas e a h até que o critério de convergência (CC) esteja abaixo do alvo predefinido .

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo critério de convergência (CC) ser o método de raiz quadrada mínima.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por, na etapa de modelagem (101), apenas a soleira do alto-forno ser modelada.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por apenas uma porção vertical da soleira ser modelada, a porção vertical compreendendo um enchimento (3) com uma largura (W), uma parede (2) tendo uma altura (H) e um canto (4) fazendo a junção entre o enchimento e a parede.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo método ser realizado para pelo menos seis porções verticais em torno da periferia da soleira.

6. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 5, caracterizado por, para cada porção, pelo menos quatro pontos de medição (Pn) serem definidos em diferentes alturas dentro da parede, pelo menos três pontos de medição (Pn) serem definidos ao longo da largura dentro do enchimento e pelo menos dois pontos de medição (Pn) serem definidos dentro do canto.

7. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por sensores térmicos serem embutidos pelo menos por dois na mesma altura da parede (2) ou largura do enchimento (3), mas cada um dos dois sendo embutido em uma profundidade diferente dentro o revestimento refratário, cada grupo de sensores térmicos formando um ponto de medição (Pn).

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelas características térmicas do revestimento refratário em um ponto de medição (Pn) serem calculadas usando a temperatura medida pelos sensores térmicos em diferentes profundidades.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pela temperatura crítica Tcrit ser 1150 °C.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por, se após um número predefinido de iterações, o critério de convergência (CC) ainda estiver acima do alvo , uma etapa de refino ser realizada em que a diferença entre a temperatura medida pelo sensor térmico e a temperatura estimada no ponto de medição é minimizada ainda mais usando um método de bissecção.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo número predefinido de iterações ser menor ou igual a 5.

12. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo alto-forno compreender um sistema de resfriamento e as condições de limite externo (22) da etapa de cálculo do campo térmico serem definidas considerando o impacto térmico de tal sistema de resfriamento.

13. PROGRAMA DE COMPUTADOR, caracterizado por incluir instruções de software que, quando executadas por um processador,

implementam um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12.