Análise sistêmica dos fornos de cozimento de anodo para a indústria de alumínio

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2010
Autor(a) principal: Tiba, Paulo Roberto Teruo
Orientador(a): Pandolfelli, Victor Carlos lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/10617
Resumo: The recent global economic crisis allied with the trend for sustainable companies and countries have meaningfully changed the aluminum area. Previously, the productivity was the main focus of the metal producer and no concern regarding the impact of this activity in the environment was considered. Nowadays, the search for low metal production cost, the reduction of residues and energy-saving aspects are the driving-force for the companies’ competitiveness increase. In this sense, the materials research can be an additional tool as providing new technologies and improvements to the metal production process. Therefore, a systemic analysis was performed for anode baking furnaces considering the dense refractory materials, the post mortem analysis, the insulating materials and the heat transfer. The results attained for the mechanical and thermomechanical characterization of the dense refractories led to insights for the furnace maintenance cost reduction, such as the choice of high performance compositions and the frequent chemical control of both, fluid coke and green anode. Additionally, this work allowed better commercial inputs for the aluminum producer due to the technical development of new refractory suppliers. Regarding the insulating materials and the heat flow, alternatives for energy-saving were visualized, highlighting the use of an insulating blanket on the upper part of the furnace. As a conclusion of this work, the correlation between refractory, energy, sustainability and productivity was better understood for anode baking furnaces, besides the development of novel actions for the aluminum company in order to improve its competitiveness.
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Nowadays, the search for low metal production cost, the reduction of residues and energy-saving aspects are the driving-force for the companies’ competitiveness increase. In this sense, the materials research can be an additional tool as providing new technologies and improvements to the metal production process. Therefore, a systemic analysis was performed for anode baking furnaces considering the dense refractory materials, the post mortem analysis, the insulating materials and the heat transfer. The results attained for the mechanical and thermomechanical characterization of the dense refractories led to insights for the furnace maintenance cost reduction, such as the choice of high performance compositions and the frequent chemical control of both, fluid coke and green anode. Additionally, this work allowed better commercial inputs for the aluminum producer due to the technical development of new refractory suppliers. Regarding the insulating materials and the heat flow, alternatives for energy-saving were visualized, highlighting the use of an insulating blanket on the upper part of the furnace. As a conclusion of this work, the correlation between refractory, energy, sustainability and productivity was better understood for anode baking furnaces, besides the development of novel actions for the aluminum company in order to improve its competitiveness.A recente crise econômica mundial aliada à movimentação por parte dos países e empresas em direção à sustentabilidade, alterou de forma significativa a trajetória do setor de alumínio no mundo. Anteriormente, o foco era concentrado na produtividade sem a preocupação com o impacto causado por esta atividade no meio ambiente. Nos dias atuais, a busca incessante por menores custos de produção do metal, minimização de resíduos e baixo consumo de energia são algumas das estratégias a serem adotadas pelas empresas para continuarem competitivas. Neste contexto, a pesquisa em materiais pode se tornar uma ferramenta adicional, já que fornece novas tecnologias e melhorias no processo de produção do alumínio. Com isto, foi realizada uma análise sistêmica para fornos de cozimento de anodo envolvendo materiais refratários densos, análise post mortem, materiais isolantes e transferência de calor. Os resultados obtidos nas caracterizações mecânicas e termomecânicas dos refratários densos propiciaram ações para a redução do custo de manutenção do forno, tais como a escolha por composições de alto desempenho e o controle periódico da composição química, tanto do coque fluido quanto do anodo verde. Adicionalmente, os resultados obtidos neste trabalho permitiram ao produtor de alumínio maior poder de negociação devido ao desenvolvimento técnico de novos fornecedores de refratários. Por meio do estudo dos isolantes e do fluxo de calor no forno, foram desenvolvidas alternativas visando a redução do consumo de energia, com destaque para a utilização de uma manta isolante refratária no topo do equipamento. Como resultado final deste trabalho, pôde-se então compreender com clareza a relação entre refratários, energia, sustentabilidade e produtividade para o forno em questão, além do desenvolvimento de várias ações destinadas ao produtor de alumínio como forma de torná-lo ainda mais competitivo.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAlumínioIndústriaFornos de cozimentoMateriais refratáriosAluminumIndustryBaking furnaceRefractory materialsENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAOAnálise sistêmica dos fornos de cozimento de anodo para a indústria de alumínioSystemic analysis of the anode baking furnace for aluminum industryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisOnline600600390bd4d1-c505-4015-b043-b075d197c61finfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTIBA_Paulo_2010.pdfTIBA_Paulo_2010.pdfapplication/pdf2994727https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/1f6e590f-4db3-45fc-b021-b873c25be6fa/download82d07e11eec95819bd7d35120b904e05MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81957https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/8b8d5f86-51ae-4726-9fcf-56829bc33fb0/downloadae0398b6f8b235e40ad82cba6c50031dMD52falseAnonymousREADTEXTTIBA_Paulo_2010.pdf.txtTIBA_Paulo_2010.pdf.txtExtracted texttext/plain220761https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/251c9e68-d08a-48b2-b175-c2516def9ec3/downloada3a5a30660ae23e706872ca8279b5088MD55falseAnonymousREADTHUMBNAILTIBA_Paulo_2010.pdf.jpgTIBA_Paulo_2010.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3525https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/0318df4b-639c-471e-98e5-b6bbe6d613a7/downloadba8d8ca45c499135686bf9269a330269MD56falseAnonymousREAD20.500.14289/106172025-02-05 18:00:57.214Acesso abertoopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/10617https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-02-05T21:00:57Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)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