Análise da geração de energia elétrica por meio da utilização de conversores do tipo TEG em lingotamento contínuo de aços

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FONTE

Matéria (Rio J.)

DATA DE PUBLICAÇÃO

16/09/2019

RESUMO

RESUMO A fabricação do aço é um processo que requer enormes quantidades de recursos, como por exemplo combustíveis, minério de ferro, carvão, entre outros. Com a crescente preocupação com o meio ambiente, seja pelas cargas ambientais ou pelo aquecimento global, cresce também a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias que possibilitem um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis. Portanto, para as indústrias do aço, torna-se importantíssima a conservação de energia, de forma que a recuperação de calor ganhe destaque. Este trabalho descreve a utilização de um conjunto Thermoelectric Generator (TEG) na recuperação de energia residual. Os módulos TEG, feitos de óxido de manganês e óxido de cálcio, convertem diretamente o calor das placas de aço 1045, ao final do processo de lingotamento contínuo, em energia elétrica. Cada módulo quadrado (lados de 64,5mm e espessura de 8,5mm) gera 12,3W quando a temperatura do lado quente é de 800⁰C e a do lado frio é de 50⁰C. Neste trabalho foi estimada a quantidade de energia possível de recuperar por este conjunto TEG. Para tanto, foram utilizadas simulações matemáticas e métodos de ajuste, avaliando assim os efeitos da temperatura, tempo e da espessura na geração de energia pelo conjunto TEG. Considerando o lingotamento contínuo de placas com 400 mm de espessura e 1050 ⁰ de temperatura, lingotada a uma velocidade de 0,3 m/min, foi estimado um fornecimento de energia elétrica capaz de abastecer 23 residências brasileiras de acordo com a média nacional de consumo.ABSTRACT Steel manufacturing is a process that requires large investments in fuels, iron ore, coal, among others. As such, global concerns related to environment preservation increases. As a consequence, alternative technologies may emerge as adequate management platforms of the available resources. For steel industry the conservation of energy has a prime importance, making heat recovery a hot topic. This research work describes the use of a set of Thermoelectric Generator (TEG) in order to recover residual energy during continuous casting operations. The TEG modules are constituted by manganese and calcium oxides, which are able to convert heat from the 1045 carbon steel plates in the end of continuous casting process into electrical energy. Each square module measures 64.5 mm of side and 8.5mm of thickness, being able to generate 12.3W if hot side temperature is at 800ºC and cold side at 50ºC. In the present contribution, estimations of quantity of recovered energy are shown. Thermal simulations using the software Deform as well as fitting methods have been implemented and incorporated to each other so that the effects of temperature, time and plate thickness could be examined. Considering a plate of 1045 steel with 400 mm of thickness and temperature of 1050ºC, continuous casted at 0.3 m/min, it was estimated a recovered energy equivalent to the consumption of electrical energy of 23 average Brazilian residences was estimated.

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