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Tipo: Dissertação
Título: Previsão computacional do teor de silício no ferro-gusa
Autor(es): Xavier, João Victor Barroso
Orientador: Moura, Elineudo Pinho de
Coorientador: Barreto, Guilherme de Alencar
Palavras-chave em português: Silício;Alto-forno;Redes neurais (Computação);Máquinas de vetores suporte
Palavras-chave em inglês: Silicon;Blast furnace;Neural networks (Computer science);Support vector machines
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Data do documento: 2026
Citação: XAVIER, João Victor Barroso. Previsão computacional do teor de silício no ferro-gusa. 2026. 87 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: O teor de silício do ferro-gusa é um dos principais indicadores da sua qualidade e do estado térmico do alto-forno. Além disso, um elevado teor de silício pode danificar os equipamentos industriais, levando à necessidade de realizar manutenções e consequentemente, à perda de eficiência do processo. Por essas razões, diversos estudos vêm sendo desenvolvidos ao longo de décadas para prever e monitorar o teor de silício no ferro-gusa, sugerindo o uso de modelos guiados por dados (data-driven models). Nesse contexto, o presente trabalho testou modelos como o perceptron logístico, redes neurais artificiais do tipo perceptron de múltiplas camadas com até duas camadas ocultas e diferentes versões de máquinas de vetores suporte adaptadas para regressão (SVR, TSVR, LSSVR) a fim de realizar a tarefa de previsão do teor de silício no ferro-gusa. Uma técnica para estimar o número de neurônios ocultos nas redes neurais baseada em decomposição de valores singulares (SVD) também foi investigada com o intuito de reduzir o tempo de ajuste e custo computacional. Entre os modelos baseados em neurônios, a rede neural com uma camada oculta apresentou o melhor balanço entre performance e custo computacional, enquanto a técnica baseada em SVD proporcionou uma janela de teste de hiperparâmetros menor. Vale ainda salientar que o LSSVR apresentou o menor erro de previsão entre todos os modelos testados, logo, ele foi utilizado em uma análise de sensibilidade para estudar a influência de cada variável de entrada sobre o teor de silício no ferro-gusa.
Abstract: The silicon content of pig iron is one of the main indicators of its quality and the thermal state of the blast furnace. Furthermore, a high silicon content can damage industrial equipment, leading to the need for maintenance and, consequently, a loss of process efficiency. For these reasons, several studies have been developed over decades to predict and monitor the silicon content in pig iron, suggesting the use of data-driven models. In this context, this work tested models such as the logistic perceptron, multilayer perceptron artificial neural networks with up to two hidden layers, and different versions of support vector machines adapted for regression (SVR, TSVR, LSSVR) to predict the silicon content in pig iron. A technique for estimating the number of hidden neurons in neural networks based on singular value decomposition (SVD) was also investigated to reduce tuning time and computational cost. Among the neuron-based models, the neural network with one hidden layer presented the best balance between performance and computational cost, while the SVD-based technique provided a smaller hyperparameter testing window, therefore, it was used in a sensitivity analysis to study the influence of each input variable on the silicon content in pig iron.
Descrição: Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/86409
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0009-0002-0548-502X
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9934924215843485
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-3414-7951
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/7610478327010192
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0002-7002-1216
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/8902002461422112
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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