November 24, 2025
Controle Ótimo do Processo de Fabricação de Aço em Forno Elétrico a Arco
1. Sistema de Otimização de Controle de Custos
Nos últimos anos, pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim aplicaram a teoria multiescala espaço-temporal ao estudo do forno elétrico a arco (EAF) no processo de fabricação de aço, revelando que a transformação do material envolve múltiplas escalas — desde os níveis microscópico e mesoscópico até as estruturas de operação unitária e nível de estação. Com base nos modelos de controle de processo existentes utilizados em empresas siderúrgicas em todo o mundo, foi desenvolvido um modelo multiescala que integra o controle de custos e a orientação de especialistas para a fabricação de aço em EAF. Este modelo permite o monitoramento de custos e a otimização do processo em tempo real em todas as operações do EAF, refino em panela e lingotamento contínuo.
O sistema foi implementado com sucesso em várias usinas siderúrgicas, incluindo Xinyu Xinliang Special Steel, Hengyang Steel Pipe, Malaysia Anyu Steel, Taiwan Yisheng Steel, Xining Special Steel e Tianjin Steel. Os resultados práticos mostram reduções médias de 2 Nm³ no consumo de oxigênio por tonelada de aço, 2 kWh no consumo de energia e 10 kg no uso de material metálico, levando a uma economia de custos de mais de 30 yuans por tonelada. Os benefícios econômicos e sociais são significativos.
2. Controle de Ponto Final na Fabricação de Aço em EAF
Com os avanços nos algoritmos inteligentes, técnicas como redes neurais artificiais, máquinas de vetores de suporte e algoritmos genéticos foram introduzidas na fabricação de aço em EAF. Esses modelos baseados em dados alcançaram resultados promissores na previsão do ponto final. No entanto, os modelos puramente baseados em dados do tipo “caixa preta” geralmente carecem de integração com os mecanismos do processo. Consequentemente, modelos híbridos de previsão de ponto final que combinam a cinética da reação com algoritmos inteligentes estão sendo desenvolvidos.
Olhando para o futuro, a integração de tecnologias de monitoramento em tempo real mais eficazes com modelos inteligentes de alta confiabilidade deve ser uma direção de pesquisa fundamental, aprimorando a precisão e a robustez do controle do ponto final na fabricação de aço em EAF.
3. Controle Inteligente Holístico do Processo de Fusão
Os avanços na tecnologia de sensoriamento e computação permitiram que o controle inteligente se estendesse além dos segmentos de processo isolados. Uma abordagem holística — analisando dados de fusão em tempo real em conjunto com os mecanismos fundamentais do processo — permite a tomada de decisões e o controle integrados, visando a otimização geral do processo de fabricação de aço em EAF.
Os sistemas de controle integrados em tempo real melhoram significativamente a eficiência energética, a produtividade e a segurança operacional. Ao adotar tecnologias de detecção avançadas e estratégias de monitoramento de condições, esses sistemas maximizam a eficiência da produção, otimizam a conversão de energia e minimizam os custos gerais.
O desenvolvimento do controle de processo EAF totalmente inteligente depende da maturidade das tecnologias de controle em cada nível de sub-processo. A pesquisa nesta área ainda está em desenvolvimento, e o refinamento contínuo dos métodos de monitoramento e dos modelos de controle impulsionará ainda mais a evolução em direção ao controle inteligente abrangente na fabricação de aço em forno elétrico a arco.
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