Introdução Com os avanços tecnológicos nos setores da siderurgia e metalurgia, o aprimoramento na diversidade e difusão das informações, a dinâmica funcional dos engenheiros de produção ganhou destaques nas empresas. Devido a sua formação interdisciplinar, fundada em conhecimentos diversificados, o engenheiro de produção consegue enxergar a empresa de forma global, podendo disponibilizar recursos para solução de problemas, utilizando recursos tecnológicos inovadores de forma a garantir a evolução de processos produtivos.” A engenharia de produção trata do projeto, aperfeiçoamento e implantação de sistemas integrados de pessoas, materiais, informações, equipamentos e energia, para a produção de bens e serviços, de maneira econômica, respeitando os preceitos éticos e culturais. Tem como base os conhecimentos específicos e as habilidades associadas as ciências físicas, matemáticas e sociais, assim como aos princípios e métodos de análise da engenharia de projeto para especificar, predizer e avaliar os resultados obtidos por tais sistemas”(Afonso Fleury, 2008, p.1.)Neste contexto, a empresa AngroBrasil, busca praticar junto a estes profissionais a liberdade para criação e desenvolvimento interno dessas tecnologias na solução de problemas gerando ganhos com custos benefícios favoráveis ao mercado. O controle térmico do processo metalúrgico é um dos destaques deste artigo, onde pressupõe a limitação das temperaturas em cada etapa dentro de limites otimizados. Esse controle resulta na redução das temperaturas médias de operação e na conseqüente economia de energia e insumos relacionados ao processo de refino e a redução das melhores condições de solidificação. O controle térmico também tem importância no do desgaste dos refratários e melhoria da qualidade do produto final resultado aumento da produtividade metalúrgica uma vez que reduz as perdas de seqüência e a necessidade de redução de velocidade do lingotamento devido à temperaturas elevadas no distribuidor. O Controle Térmico neste estudo contempla 5 objetivos principais: ü Redução do consumo de refratários; ü Redução na manutenção dos desgastes das panelas; ü Redução no consumo de Gases; O planejamento do modelo térmico da AngroBrasil contempla uma etapa inicial de conhecimento dos fenômenos térmicos envolvidos no processo. Para isso foram realizadas atividades de medição onde destacam-se a instrumentação das panelas e distribuidores com termopares, o estudo do comportamento da temperatura do aço no distribuidor utilizando medição contínua e o levantamento de dados do processo (desenho 01.A). Com os dados em mãos, foi possível elaborar uma curva de função, gerando limites entre temperaturas máximas e mínimas de trabalho. Conceito de integral: Segundo Tom M. Apostol (2003, p.363): Aplicações das integrais: Calculo de energia potencial;Fluxo de calor;Variação de entropia;Circulação de fluído;Questões de física que estuda comportamento de um campo escalar ou vetorial ao longo de uma curva. Seja F uma função não negativa e contínua no intervalo [a,b]. A área da região limitada pela curva de f, pelo eixo X, e pelas retas X=a e X=b que são retas parelas a y, que passam por a e outra passa por b, sendo então representada: 12 f.dx= abx2+1′> Edwards Larson. 2003, define: A elaboração deste controle tem por base liberar através da automação industrial, oxigênio e ar comprimido para refino de silício metálico em forma liquida com temperatura de trabalho entre 1650°C a 1800°C, utilizando definições de funções para abertura da válvula pneumática do sistema SMAR. Este controle parte da coleta de dados do sistema e processados de forma a permitir que a abertura da válvula seja efetuada perante a necessidade real do processo. O silício metálico é um produto a base da redução das matérias primas, como quartzo, cavaco e carvão, principal redutor. Estas matérias primas são submetidas a um processo arco submerso de energia alternada. O elemento principal de condução, são 03 eletrodos de 52 polegadas, a uma potência de 26MW, o que gera no forno uma temperatura superior a 2000°C para redução do produto. O silício metálico é coletado do forno em um processo continuo de vazamento, e refinado por um período de tempo que varia entre 10 a 60 minutos. Esta variável é definida de acordo com a temperatura do produto, análise sem refino coletada na bica de corrida e tipo de material a ser produzido. Passagem de panela sob a bica, com processo de refino Desenho abaixo explica como funciona o processo de coleta das informações sobre a temperatura do silício nas panelas. De posse das informações obtidas, as mesmas são processadas no computador, otimizando os parâmetros dados pela função (figura 1 e figura 2) para controle da abertura da válvula, segue: Válvula do sistema de Oxigênio: 12f.dx=abx2+1′> Válvula do sistema de Ar Comprimido:12f.dx=abx2+4,5′> As fotos abaixo apresentam os equipamentos que executam os cálculos das integrais para liberação dos gases para manutenção de temperatura das panelas em circuito. Válvula controladora de fluxo Tela do PC que controla abertura da válvula Central de controle de fluxo de gases Medidor de Temperatura Manutenção e aquecimento das panelas; Devido trabalharmos com temperaturas elevadas no vazamento e coleta do silício metálico, a questão segurança no trabalho é um item que levamos muito a sério dentro da usina. A empresa AngroBrasil disponibiliza recursos de alto padrão em tecnologia na prevenção e bloqueios de acidentes. As panelas de lingotamentos são trabalhadas sempre que surgem anomalias, mesmo as mais leves. Para manutenção das panelas, há uma necessidade de resfriá-la a uma temperatura ambiente para o trabalho humano. Após a manutenção, devido a taxa de umidade ser muito alta, esta panela é aquecida com tiços e depois levada ao maçarico eletrônico a base de Gás GLP, Oxigênio, Ar Comprimido e Óleo Diesel para um aquecimento, o tempo de aquecimento é controlado pela área útil da curva em função das panelas conforme mostra fugura abaixo: O cálculo da área pela integral acima definida, interpreta os seguintes resultados em estágios: O diagrama T x S para a compressão em dois estágios pode ser visto na Figura 6 e corresponde à montagem experimental completa que temos no laboratório: uma compressão até a pressão intermediária Pinterm., politrópica, com resfriamento a ar (Q1) no corpo do compressor, seguida de um inter-resfriamento a água (Q2), nova compressão até a pressão final P2, também politrópica com resfriamento a ar (Q3) e finalmente um pós-resfriamento a água (Q4). As áreas hachuradas correspondem às perdas de calor do gás para o fluido refrigerante (ar ambiente ou água nos trocadores contra-corrente). Conclusão: O uso de um modelo cálculo com aplicação de integrais e funções ajustado para as condições próprias de produção no setor metalúrgico da empresa AngroBrasil permite o estudo de diversas situações hipotéticas que seriam muito dispendiosas de serem criadas na prática. As informações obtidas a partir do estudo com o modelo permitem o aperfeiçoamento dos padrões operacionais procurando a estabilização cada vez maior do processo e, por conseguinte, a melhoria no controle da temperatura silício líquida, com otimização dos resultados para as análises químicas, e ganhos no custo beneficio para produção. Referência Bibliográfica EDWARDS LARSON. Calculo com Aplicações. Editora LTC, 6ª edição. São Paulo, 2003. 1 FERREIRA, N. F. Controle da Temperatura do Aço Líquido em uma Aciaria Elétrica.Tese de Doutorado, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais – PPGEM, Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre, abril de 2000. 127p. 2 FERREIRA, N. F.; SILVA, L. R.M.; STROHAECKER, T. R.;VILELA, A. C. F.; BAS, J. Definição de Regras para o Aquecimento de Panelas da Gerdau – Aços Finos Piratini –Utilizando um Modelo Matemático. XXXO Seminário de Fusão, Refino e Solidificação dos Metais, Vitória, maio de 2000. FLEURY, AFONSO, Introdução a Engenharia de Produção, editora campus/Elsevier, 3ª Tiragem, São Paulo, 2008. LUIZ HAMILTON GUIDORIZZI. Um curso de Calculo. Editora LTC, 5ª edição, São Paulo, 2001.