No presente trabalho foi proposto um modelo matemático em escala real do escoamento gasoso e da troca térmica dos gases com a sucata no sistema de exaustão de um forno de energia otimizada no refino do aço (Energy Optimizing Furnace - EOF). A compreensão do comportamento dos gases de processo e do aproveitamento térmico para pré-aquecimento da sucata são fundamentais para análise de viabilidade do projeto do forno e continuidade do processo atual. Através da modelagem matemática foi analisado que a transferência de calor entre os gases e a sucata metálica no interior do forno depende principalmente do preparo prévio no pátio de sucata e controle das variáveis de processo do tamanho de sucata e compactação dos pacotes de sucata. Foi possível validar neste trabalho que através de comparação das medições realizadas no forno EOF com os resultados obtidos na simulação, que o modelo matemático é capaz de prever as variáveis de escoamento dos gases e pré-aquecimento da sucata durante o processo de produção de aço no forno.

In this manuscript has proposed a full-scale mathematical model of the gas flow and heat transfer of gases with scrap in the exhaust system of an Energy Optimizing Furnace (EOF) in primary steelmaking. The understanding of the behavior of the process gases and the heat transferred to preheat the scrap is fundamental for the viability analysis of the furnace project and the continuity of the current process. Through mathematical modeling, it was analyzed that the heat transfer from the gases to the scrap metal inside the furnace depends mainly on prior scrap preparation and control of the process variables of scrap size and compaction of the scrap packages. It was possible to validate in this work that by comparing the measurements taken in the EOF furnace with the results obtained in the simulation, the mathematical model is capable of predicting the variables of gas flow and scrap preheating during the steelmaking process in the furnace.