Desenvolvimento e Validação de um Modelo Mecânico de Próxima Geração do Forno de Arco Elétrico

O artigo apresenta um modelo mecanicista de um forno de arco elétrico (EAF), cobrindo processos térmicos, de transferência de massa e químicos. Representa um novo passo no campo da modelagem de EAF, construindo sobre a base de nosso trabalho anterior; no entanto, incorpora melhorias substanciais, incluindo módulos recém-desenvolvidos para transferência de calor e massa, geometria de fusão, radiação, comportamento da escória, reações químicas, dinâmica de gás de escape e interações arco-escória. Essas melhorias levam à inclusão de mais processos de EAF, sua representação precisa e maior precisão de cálculo, resolvendo assim várias limitações do modelo anterior. Além disso, a parametrização e validação do modelo usando medições de EAF mostraram que os erros de previsão do modelo para as temperaturas do banho estão entre 10°C e 20°C, os erros para a química do banho e da escória em torno de 20%, enquanto os erros de composição e temperatura do gás de escape estão abaixo de 20%. Essas medidas mostram que o modelo descreve todos os mecanismos cruciais do EAF com detalhamento suficiente e, portanto, pode fornecer uma ferramenta útil tanto para simulação de processos, monitoramento ou otimização.