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Forno Elé trico indust rial
Fornos de Indução e de Arco elétrico
Alunos: Alex Cardoso; Lucas Cassimiro.
Professor: Fabricio.
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Fornos eletricos Industriais, Notas de estudo de Eletromecânica
fornos eletricos industriais de indução e de arco.
Tipologia: Notas de estudo
2012
1 / 21
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Forno Elétrico industrial
Fornos de Indução e de Arco elétrico
Alunos: Alex Cardoso; Lucas Cassimiro. Professor: Fabricio.
Índice
- Introdução-----------------------------------------------------pág. - Fornos elétricos de indução-------------------------------pág. - Características físicas e técnicas do forno--------------pág.
- Principio de funcionamento-------------------------------pág.
- Revestimento refratário------------------------------------pág.
- Vantagens e desvantagens-------------------------------pág. - Forno elétrico a arco--------------------------------------pág.
- Princípios de funcionamento----------------------------pág.
- Exercícios-----------------------------------------------------pág.
- Conclusão-----------------------------------------------------pág. - Bibliografia---------------------------------------------------pág.
que produzem grande elevação de temperatura. Se os materiais forem magnéticos, haverá também o fenômeno da histerese, que contribui para o aumento de temperatura. O forno consiste basicamente num transformador com o secundário em curto-circuito e constituído apenas por uma espira. Um dos tipos de fornos é constituído por um transformador com núcleo de ferro e pode ser usado para a frequência da rede. Outros tipos não utilizam núcleo de ferro e podem ser usados para frequências mais altas.
Características físicas e técnicas do forno
Em principio o forno a indução é um transformador no qual o primário é constituído por uma bobina que é percorrida por uma corrente alternada e que induz um campo eletromagnético alternado na carga do forno a qual constitui o secundário do transformador. Mantendo-se a resistividade da carga entre determinados limites, induz-se no metal potencia elevada que aquece rapidamente a carga ate a sua fusão.
Fornos a indução podem ser classificados em:
⎫Fornos a indução com núcleo ⎫Fornos a indução sem núcleo
Os fornos a indução com núcleo são hoje em dia referencia para a fusão de metais não ferrosos se bem que encontrem também aplicação na função de ferros fundidos. Funcionam em frequência de linha e a bobina do forno é envolvida sobre um núcleo de aço laminado fechado do tipo utilizado em transformadores. O conjunto por sua vez é envolvido por uma camada refrataria e disposto de modo a se formar ao seu redor um canal de metal liquido após a fusão do banho do forno, como segue a figura:
Fornos de indução sem núcleo funcionam também segundo o principio de um transformador porem desprovido do seu núcleo magnético. O principio do transformador é constituído de uma bobina em geral construída em tubo de cobre, de poucas espiras e que é percorrida pela corrente primaria sendo refrigerada por água que circula através da mesma. O rendimento do forno de indução sem núcleo é inferior ao do forno com núcleo e varia entre 75% e 85% segundo a frequência utilizada e o metal a fundir.
O forno a indução de cadinho, é um forno elétrico, composto por um painel de comando, conectado a dois cadinhos ou três em condições especiais. •Forno 1: média frequência com dois cadinhos; •Forno 2: média frequência com três cadinhos. O painel controla e transmite a energia elétrica aos cadinhos (um de cada vez), fundindo assim a carga metálica no seu interior. É composto por três sistemas distintos: •Circuito elétrico; •Circuito de refrigeração (do cadinho e do painel); •Circuito hidráulico.
O cadinho é composto pelas seguintes partes:
- Carcaça;
- Bobinas;
- Refratário isolante das bobinas;
- Refratário do fundo;
- Papelão de amianto;
- Refratário de trabalho;
- Refratário da borda;
- Tampa; Os fornos a indução são hoje equipamentos muito importantes ao processo de fundição, sobretudo pela qualidade das peças produzidas por este processo. O fator econômico é variável, pois, depende da situação econômica e dos recursos de cada região.
Princípio de Funcionamento
O processo de fusão do forno a indução se baseia no princípio de uma corrente elétrica alternada de alta intensidade, atravessando um condutor (bobina solenoide) e que gera um campo magnético alternado a sua volta, o qual induz correntes na carga metálica, aquecendo-a diretamente. Tem-se uma bobina solenoide em torno da carga metálica. Passa-se uma corrente alternada pela bobina. Criam-se fluxos magnéticos variáveis em forma de anéis elípticos passando interna e externamente à carga. Estes fluxos magnéticos induzem correntes elétricas que percorrem a carga metálica. A carga metálica oferece resistência à passagem da corrente elétrica que por efeito joule se aquece. Detalhando-se:
Revestimento Refratário
Antes da confecção do revestimento do refratário do cadinho, é necessário a proteção da bobina com um produto que impeça a passagem do calor, ou mesmo um possível vazamento de metal líquido. Isto poderia causar um grave acidente já que a bobina é refrigerada com água que passa no seu interior. Portanto, os isolantes térmicos desempenham papel importante no contexto de economia e segurança da operação de fusão em forno a cadinho. São usados nas partes externas dos revestimentos, onde não há contato com o metal líquido. Os principais objetivos da sua utilização são resumidos em:
•Manter perdas térmicas em limites aceitáveis; •Proteger bobina do superaquecimento ou erosão provocada por infiltração do metal líquido; •Absorver variações dimensionais do refratário. Os principais materiais utilizados como isolantes térmicos são: •Asbesto em forma de papelão. Mais usado, porém tóxico;
Si + O2 SiO Observa-se nas fusões que trabalham com baixas temperaturas em fornos a indução, o problema de excessiva formação de escória nas paredes do forno. Particularmente nas fundições que trabalham com sucata oxidante e miúda. O FeO é reduzido pelo silício do banho e se formam grandes quantidades de escória: 2FeO + Si 2Fe + SiO Esta escória se juntará à escória formada anteriormente e se depositará, juntamente com outros óxidos da própria carga, nas paredes do cadinho. Caso esta escória não seja retirada durante a fusão ela deverá ser retirada posteriormente com o forno vazio, utilizando choques mecânicos, o que na maioria das vezes afeta também o revestimento. A altas temperaturas a oxidação do silício diminui e ocorre outra reação, a do carbono com a sílica do revestimento, reduzindo-a e provocando o desgaste do refratário: SiO2+2c Si + 2CO Esta reação é acelerada quanto mais elevado for o carbono e temperatura do banho. Observa-se inclusive o borbulhar do CO (gás) nas paredes do cadinho desligando-se o forno quando o metal atinge altas temperaturas. Analisando-se os teores de carbono e silício, verifica-se um acréscimo no teor de silício e um decréscimo acentuado no teor de carbono. Conclui-se então que a faixa de temperatura ideal para se trabalhar com o forno a indução na produção de ferro fundido, seria em torno de 1500°C, pois, baixas temperaturas levariam a formação excessiva de escória e altas temperaturas a um alto desgaste do revestimento. Conclui-se também, que no caso dos óxidos de baixo ponto de fusão, como é o caso do SiO2, do MnO e do FeO, eles serão formados durante o aquecimento do banho e eliminados posteriormente quando do aumento da temperatura, portanto, não apresentam grande problema para o revestimento do forno. Com relação às escorias do alto ponto de fusão, sua introdução se da através da contaminação da carga por bentonita da areia de moldação, a qual possui Al2O3. Outras formas de contaminação seriam teores alumínio na carga, que se oxida dando origem à mulita (3Al2O3 2SiO2). Nestes casos, é difícil e eliminação do acumulo de escoria. Pode-se utilizar fundentes comercias para eliminarem-se estas acumulações (fluorita, ou soda cáustica), porém tendo-se o cuidado de não usar excessivamente estes materiais que desgastam também o revestimento. Escórias contendo CaO e MgO, são altamente prejudiciais aos refratários de sílica, pois, diminui o ponto de fusão dos óxidos. Ligas vindas de cubilô ou de processo de dessulfuração desgastam refratários ácidos, pois, contém altos teores de CaO. O desempenho do material refratário depende diretamente das operações de execução e sinterização. Para que o cadinho confeccionado com o material refratário granulado seco adquira, após sinterização, resistência mecânica suficiente para entrar em serviço, é necessária a adição de ligantes cerâmicos. Alguns fabricantes de refratário fornecem materiais prontos para a aplicação. Porém em alguns casos os materiais são preparados pelas fundições as quais utilizam normalmente o acido bórico (H3BO3) ou o oxido de boro anidro (B2O3), que são responsáveis pela a ação sinterizante do revestimento, proporcionando a ele uma alta resistência mecânica. A quantidade percentual utilizada varia de 1 a 2%, dependendo, dentre outros fatores, da temperatura de operação do cadinho.
Os fabricantes de refratário fornecem toda a orientação de como ele deve ser realizado. Porem é de suma importância que se tenha dados gerais a respeito do assunto, tanto para o entendimento das orientações, quanto para a melhoria destas. Contudo, é um produto que deve ser fornecido por especialistas, devido ao seu impacto no custo do processo, e da importância que ele representa para a segurança do equipamento. Além disso, é necessário certo comprometimento dos funcionários que tratarão da atividade da realização do revestimento, pelos mesmos motivos citados anteriormente. A socagem do material deve ser o mais homogênea possível, com auxilio de gabaritos e vibradores evitando a laminação das camadas. O gabarito tem por finalidade manter o material compactado no lugar até que este adquira resistência suficiente para manter o perfil interno do forno. É utilizado como forma perdida, ou seja, é fundido junto com a primeira carga a ser fundida no forno (carga de sinterização). Normalmente é realizado em chapa de aço, de preferência lamina a quente para ter seu perfil o mais próximo possível de um cilindro. Porém algumas fundições têm optado pela montagem e vazamento de um cadinho em ferro fundido, que possui custo menos que o gabarito de aço. A espessura do gabarito não deve ser muito fina a fim de que o gabarito não se deforme durante a sinterização. Indica-se uma espessura de 3 a 12 mm para as paredes e 10 a 20 mm para fundo. Os gabaritos possuem furos de 6 a 7 mm de diâmetro, distantes 200 mm uns dos outros, a fim de ser facilitar a eliminação da umidade introduzida junto com o ácido bórico, do refratário. Deve-se posicionar a forma no centro do forno de tal forma que se tenha a mesma distancia entre a forma e a parte interna do forno. Deve-se impedir que a forma se movimentasse durante a socagem. A compactação do refratário pode ser através de processo manual ou através de processo de vibração. No caso da socagem manual o fundo do forno é socado, utilizando-se garfos, em camadas de 60 a 80 mm de espessura com duração de 10 a 15 segundos para camada. A ultima camada deve exceder de 10 a 20 mm para posterior raspagem e nivelamento. O gabarito é então colocado e centrado com o auxilio de réguas de madeira e cunhas. As paredes laterais são socadas da mesma forma que o fundo. Quando se atinge 2/3 do volume do forno, retira-se as cunhas. Termina-se a socagem das paredes e revestem-se a bica e o colarinho do cadinho com mesmo material umedecido com 3% de água, ou com um cimento de pega ao ar. No caso de socagem por vibração são utilizados dois tipos: •Vibrador de fôrma ou de fundo; •Vibrador de imersão. Após a socagem do material refratário, é realizada a sua sinterização, que tem como objetivos: •A remoção da sua umidade lentamente; •A ocorrência das mudanças cristalinas do material refratário sem que ocorra a diminuição da sua durabilidade; •Desenvolvimento da ligação cerâmica entre os grãos. É muito importante à remoção da umidade do revestimento o mais lento possível, a fim de evitar-se a ocorrência de trincas que serão posteriormente penetradas por metal ou escória liquida. Pode-se dizer o mesmo das mudanças cristalinas do material refratário, que, caso ocorram muito rapidamente, darão origem a trincas no revestimento. Com relação à ligação cerâmica entre os grãos, é ela que impede a erosão do revestimento, ou seja, impede que os grãos sejam arrancados do todo.
É causado pela estocagem em local inadequado, o mesmo pela forma como o material foi transportado. Alguns materiais aceitam secagem antes da utilização. •Utilização de massas com o tempo vencido: As ligações químicas do material se processam antes dele estar instalado, diminuindo sua resistência. •Segregação: O transporte e a movimentação de materiais refratários monolíticos podem provocar a separação dos grãos mais grossos dos mais finos principalmente no caso de massas secas. •Laminação: Ocorre, principalmente durante a socagem de massas úmidas. É a separação das camadas socadas por ineficiência ou exceção de socagem. O metal liquido penetra nestes intervalos. •Baixa densidade do revestimento socado: Má socagem do revestimento, que permite a existência de poros. O metal penetrará nesses poros causando a erosão do refratário. •Alta densidade do revestimento socado: Socagem excessiva do revestimento, que, posteriormente, causará trincas no refratário devido à mudança de forma dos grãos. •Secagem inadequada do revestimento: A retirada muito rápida da umidade do revestimento ocasionará o aparecimento de trincas, sobretudo nas paredes laterais do cadinho. •Uso intermitente do forno: Provoca a ocorrência de trincas no refratário devido às seguintes expansões e retrações do material. O revestimento tem maior durabilidade se seu uso for continuo. Um aquecimento lento antes das fusões contribui para diminuir o problema. •Temperatura de utilização acima da recomendada: Deve-se atender para a utilização do forno dentro do especificado pelo fornecedor do refratário (havendo é claro uma prévia discussão). •Desgaste quedas mecânicas: Introdução incorreta de cargas sólidas do cadinho e utilização incorretas de ferramentas de fusão, alavanca e escumador. •Fusão de metais não adequados ao revestimento: Geralmente é indicado um revestimento especifico para cada tipo de liga. São poucos os materiais que se prestam para a fusão de mais de uma liga. •Adição de fluidificantes e aglomerantes de escória: São produtos que reagem com o revestimento, portanto, seu uso deve ser criterioso. Os mais comuns são fluorita e ferrogem. •Sinterização incorreta: São várias as causas de perda prematura do revestimento devido à sinterização incorreta:
- velocidade de aquecimento incorreta: ocorrência de trincas;
- patamares de aquecimento não observados: ligações cerâmicas incompletas;
- temperatura máxima requerida não atingida: diminuição da resistência mecânica. Consertos no revestimento do cadinho (consertos de manutenção) devem ser realizados periodicamente evitando-se a espera de um estrago maior, pois, por melhor que seja o reparo, ele não tem a mesma durabilidade do revestimento. Não se deve reparar um revestimento sem antes remover o metal ou a escória que esteja adquirida, pois, eles fundirão e o reparo será arrancado. Como vantagens os reparos de manutenção propiciam:
•Menor tempo de sinterização; •Menor custo de material; •Economia do material isolante; •Economia de tempo dos funcionários. Apesar da opção de reparo de manutenção do revestimento, algumas precauções devem ser tomadas a fim de evitar-se o desgaste do refratário: •Otimização da temperatura no processo fusão; •Manutenção do nível do banho no forno o mais alto possível; •Manutenção da superfície do banho com menos escória possível; •Limpeza do retorno de fundição; •Não coagular escória com areia no forno; •Utilizar sucata de aço com baixo teor de silício; •Otimização e controle rígido das operações de fusão; •Cuidar da eliminação da fonte geradora de escoria; •Controlar o recebimento e o armazenamento do material, atendendo principalmente o prazo de validade, a segregação do material e a presença de umidade; •Controlar o tempo de serviço do revestimento Para operar-se um forno a indução é necessário antes de tudo à preparação do funcionário e das ferramentas a serem utilizadas com relação ao funcionário, é indispensável à utilização de EPIs, devido principalmente à projeção de metal liquido e fagulhas e ainda a emissão de calor e luz do metal liquido. O conjuntos de EPIs utilizado durante a fusão é composto por: •Óculos de proteção com lentes escuras; •Capacete; •Luvas de raspas de couro; •Botina de segurança; •Avental de raspa de couro; •Perneira de raspa de couro. Quanto as ferramenta, são utilizadas durante a fusão: •Marreta; •Alavanca; •Escumadeira; •Rodo;
São materiais originados da usinagem de peças. Geralmente vem contaminada pela presença de óleo, água, graxa, oxidação e dependendo da usinagem podem vir diversas ligas misturadas. Possi baixa densidade, chegando ao ponto de não compensar a sua utilização, devido ao alto grau de contaminação e oxidação. •Ferro Liga E o caso do FeSi,do FeMn,do FeCr , etc., utilizados para a correção da composição química da liga. Podem ser utilizados com variadas granulometrias , desde 5mm ate grandes “pedras “ dependendo de vários fatores como local da correção, temperatura no momento do tratamento, rendimento desejável, etc. Algumas fundições optam por um pré-aquecimento da carga a ser fundida a uma temperatura de faixa de 100 a 750ºC. Este pré-aquecimento propicia uma maior segurança na operação de fusão, pois, elimina os resíduos de umidade, óleo e graxa presente na matéria prima, melhora o rendimento da fusão diminuindo assim o custo de produção das peças. A carga a ser colocada no cadinho deve ser cuidadosamente pesada a fim de acertar-se nos cálculos de correção da composição química. Antes de carregar-se o forno, devem-se avaliar as condições do refratário. Trincas e fendas de grande dimensão, assim como desgaste excessivo, podem provocar a fuga de metal liquido para a bobina, gerando curto circuito e até explosão pelo contato do metal com a água de refrigeração da bobina. Caso necessário pode-se reformar o refratário da borda do forno, geralmente o que mais se desgasta pela utilização incorreta de alavancas. Estando o cadinho em condições de trabalho inicia- se o carregamento com um material de baixa densidade (sucata fina) a fim de se preservar o refratário do fundo do forno. Posteriormente, carrega-se a carga metálica o mais compacto possível até a altura da bobina, iniciando-se com a carga mais densa. Deve-se minimizar a projeção de carga metálica contar o refratário do forno, a fim de evitar-se a sua deteorisação. Métodos para controle das corridas e capacidade de fusão Na realidade o forno elétrico a indução foi a melhor alternativa, pois ““... o aquecimento por indução é um Método limpo, preciso, rápido, reprodutível e apropriado à repetição cíclica. Não há Contato entre a carga e a fonte térmica e o calor pode ser restrito a áreas localizadas ou a Zonas superficiais desta carga.” [PERRY; CHILTON; 1980]. Na figura 5.1, podemos Observar detalhes do Forno de Indução Inductotherm com potência de 40 KW em operação, Usando um cadinho de grafite com capacidade para fundir até 1,3 Kg de sucata de alumínio por corrida. Nos experimentos realizados, foram utilizadas potências da ordem de 2 a 5 Kw, dependendo da temperatura desejada em cada série de dados, resultando em tempos totais por corrida de aproximadamente 20 a 25 minutos entre a carga do forno e vazamento do metal líquido em moldes. Nos experimentos realizados, foram utilizadas potências da ordem de 2 a 5 Kw, dependendo da temperatura desejada em cada série de dados, resultando em tempos totais por corrida de aproximadamente 20 a 25 minutos entre a carga do forno e vazamento do metal líquido em moldes. Cuidados durante a campanha
Nas grandes siderúrgicas mundiais são revestidos com tijolos do sistema Al2O3-SiC-C. Historicamente, na Usiminas, a vida útil desse revestimento obteve um progresso na quantidade de gusa transportado para um mesmo revestimento, atingindo, em 1999, cerca de 475000 toneladas de gusa transportados por campanha (vida útil do revestimento refratário do carro-torpedo medida em tonelada de gusa transportado ou em número de corridas no período compreendido entre o revestimento novo e sua substituição). A partir do ano 2000, foi registrada, também na Usiminas, uma queda no desempenho dos tijolos. A principal causa da falha dos refratários é a formação de trincas em até 70 mm da face quente dos tijolos, acompanhadas de lascamento dessa porção afetada. Esse mecanismo de desgaste resultou, a partir de 2002, na expressiva queda da vida do revestimento, cujo desempenho médio é de cerca de 300.000 toneladas. A partir desse período, esforços de pesquisa e desenvolvimento, envolvendo também os fabricantes de refratários, têm sido concentrados na investigação do fenômeno e na busca de novas formulações para prolongar a vida dos refratários para carro-torpedo. Uma parte desses estudos envolveu a caracterização físico-química de tijolos Al2O3-SiC-C fabricados com diferentes tipos de resinas fenólicas. A resina fenólica utilizada como elemento ligante dos refratários de Al2O3-SiC-C fornece a esses materiais a necessária resistência mecânica para o seu manuseio e transporte. Além disso, a resina fenólica é uma importante fonte de carbono para esses materiais. Para que se estudasse a influência do tipo de resina fenólica na durabilidade dos refratários para carro-torpedo, utilizaram-se dois tipos de resinas comerciais na fabricação dos materiais avaliados.
Vantagens e Desvantagens As principais vantagens que a utilização do forno a indução de cadinho: •Facilidade de instalação e operação; •Facilidade de carregamento e acompanhamento da carga; •Boas condições de trabalho; •Constância de composição química; •Economia de pessoal; •Rendimento térmico elevado; •Boa adaptação a todas as ligas de fundição; •Flexibilidade de operação; •Boa adaptação à operação de espera e manutenção de temperatura. As principais desvantagens são:
•Investimento elevado; •Custo elevado de energia consumida; •Dificuldade de realização de operações com reação entre banho e escória.
As aberturas para as portas e orifício de corrida, são reforçadas e, as vezes, dotadas de caixas de resfriamento. O basculamento pode ser efetuado através de segmentos dentados engrenados em uma cremalheira ou através de pistões hidráulicos a figura apresenta um esquema do forno: Partes principais do forno a arco: •Carcaça; •Abóboda refrigerada; •Eletrodos; •Cabos flexíveis; •Transformador; •Plataforma móvel; •Pista de suporte de basculamento; •Base de concreto armado; •Braço de sustentação da abóboda; •Bica de corrida; •Trilho do carro da panela.
Princípio de funcionamento
Consiste na passagem de um arco elétrico, gerador de grande quantidade de calor entre um eletrodo de grafite ou carbono amorfo e a carga metálica. Assim há transmissão de calor diretamente para a carga, e a coluna do arco ainda irradia calor sobre o banho, a carga circunvizinha e sobre o refratário das paredes do forno. Uma grande vantagem deste forno, é que o arco elétrico se movimenta continuamente entre diversos pontos das extremidades dos eletrodos, a grande velocidade, transmitindo certa agitação ao banho, o que contribuiu para a redução de sobreaquecimentos localizados e para a homogeneização de temperatura e de composição química. Como o arco aquece o banho diretamente por cima, a escória, que flutua, torna-se bastante reativa e facilita a realização de operações metalúrgicas. Revestimento refratário O revestimento refratário do forno elétrico a arco direto, pode ser de natureza química acida, neutra ou básica. São utilizados tijolos na sub-sola e nas paredes laterais. A sola e construída com por apisoáveis. O formato geométrico dos tijolos usados no forno, varia do reto na sub-sola ao radial nas paredes laterais. Nas paredes ainda e comum colocarem-se grandes blocos em substituição a vários com propósito de ganhar-se tempo durante as paradas para manutenção refratarias. A abóboda e uma parte do forno, bastante solicitadas em função das altas temperaturas irradiadas em sua direção e dos choques térmicos propiciados pela abertura do forno para carregamento. Normalmente por tijolos tipo cunha sendo o miolo da mesma, feito com massa socada. Nos furos onde entra os eletrodos, o revestimento com tijolos tipo faca. Os tijolos são montados em um aro refrigerado para aumentar a duração do revestimento. O revestimento da bica do forno e feito com tijolos e massas plásticas moldáveis para se fazer o canal da bica de vazamento. A figura mostra um esquema da montagem do refratário de um forno a arco: •Duração do refratário:
•Abóboda: 400 a 500 corridas podendo chegar a 800; •Parede: 400 a 500 corridas podendo chegar a 800; •Soleira: 1000 a 1500 corridas. Os números acima citados, referem-se a operação de fornos para produção de ferro fundido. Na produção de aço, com certeza estes números sofreram um, acentuada diminuição. O controle da soleira é realizado através da instalação de termopares no momento da realização do revestimento. A evolução das temperaturas, registradas fornecem informações sobre o estado do refratário. Deve-se fazer o controle visual a cada corrida e se necessário realizar-se uma reparação com massa refrataria. A parte do revestimento que fica em contato com a, escoria do metal é bastante atacada em função das reações metalúrgicas. Tanto as paredes laterais como o fundo da carcaça metálica devem ser dotados de um, certo numero de furos 10 mm para permitir a saída de vapor de água durante a secagem do revestimento. Cuidados durante operações Esta disposição de cargas evita a quebra de eletrodos no caso de desmoronamento das cargas superiores e protege a soleira de possíveis impactos quando do carregamento das cargas volumosas. A fusão no forno a arco é composta por uma serie de operações que visam um melhor rendimento e a proteção de determinados componentes do forno. Primeiramente realiza-se a perfuração dos poços de eletrodos. A duração desta operação varia conforme densidade carga (+/- 5’). Utiliza-se um arco longo com grande velocidade de penetração. Depois realiza se a fusão com o arco protegido (circundado pela carga metálica). A duração desta operação e limitada pela fusão total da carga. Utiliza-seu um arco médio, com baixa velocidade de penetração. A terceira operação a ser realizada é chamada banho calmo. Onde se procura apenas elevar a temperatura do metal líquido. Sua duração deve ser a menor possível. Utiliza-se um arco curto, sem velocidade de penetração. A última fase da fusão em forno a arco consiste nas operações metalúrgicas (acertos finais de composição química e temperatura). Sua duração também deve ser a menor possível e o forno permanece desligado É importante após cada corrida, verificar o estado do refratário, principalmente da soleira. As temperaturas alcançadas são muito altas, estas altas temperaturas, aliada à penetração do arco voltáico promovem um desgaste acentuado no refratário. Para facilitar a abertura do arco no inicio da fusão ou após uma quebra de eletrodos, coloca-se pedaços de coque ou de eletrodos sobre a carga. Eles facilitam a passagem do arco para as cargas. Porem um longo tempo de contato destes materiais com o banho metálico pode provocar uma carburação descontrolada da liga. Deve-se ter cuidado e atenção na montagem e na colocação progressiva de eletrodos no forno, pois representam parcela importante no custo. Devem se manter, as pinças de aperto em bom estado para evitar perdas de energia. Não se devem apertar as partes filetadas dos eletrodos, a fim de não comprometer seu rosqueamento. Devem-se limpar os filetes do niple e do eletrodo, antes da montagem. Uma chave com limitador de aperto conduz a uma junção bem feita dos niples. Vantagens e desvantagens
Os fornos a indução com núcleo são hoje em dia referencia para a fusão de metais não ferrosos se bem que encontrem também aplicação na função de ferros fundidos. Funcionam em freqüência de linha e a bobina do forno é envolvida sobre um núcleo de aço laminado fechado do tipo utilizado em transformadores.
Fornos de indução sem núcleo funcionam também segundo o principio de um transformador porem desprovido do seu núcleo magnético. O principio do transformador é constituído de uma bobina em geral construída em tubo de cobre, de poucas espiras e que é percorrida pela corrente primaria sendo refrigerada por água que circula através da mesma. O rendimento do forno de indução sem núcleo é inferior ao do forno com núcleo e varia entre 75% e 85% segundo a frequência utilizada e o metal a fundir.
4 - Quais são as partes do cadinho?
O cadinho é composto pelas seguintes partes: Carcaça, bobina, refratário isolante das bobinas, refratário do fundo, papelão de amianto, refratário de trabalho, refratário de borda, tampa.
5 - Quais os principais elementos utilizados na isolação térmica da bobina do refratário?
Asbesto em forma de papelão. Mais usado, porém tóxico; Tecido de asbesto; Fibras cerâmicas; Papel de micanite.
6 - Como é constituído o forno elétrico a arco?
É constituído por uma panela de seção circular, cujo fundo tem formato de calota.
7-Quais são as principais partes do forno elétrico a arco?
Carcaça, Abóboda refrigerado, Eletrodos ,Cabos flexíveis, Transformador, Plataforma móvel, Pista de suporte de basculamento, Base de concreto armado, Braço de sustentação da abóboda, Bica de corrida, Trilho do carro da panela.
8 - Como é o revestimento do forno elétrico a arco?
O revestimento refratário do forno elétrico a arco direto, pode ser de natureza química acida, neutra ou básica.
9-Quais são vantagens do forno elétrico a arco?
Possibilidade de produção de vários tipos de ligas, mesmo mudando-se as características da escória, Alta capacidade de fusão, Possibilidade de utilização de altas temperaturas, Possibilidade de fusão de grandes capacidades, Grande eficácia na produção de aço.
10-Como é feito o controle da soleira no forno elétrico a arco?
O controle da soleira é realizado através da instalação de termopares no momento da realização do revestimento. A evolução das temperaturas, registradas fornecem informações sobre o estado do refratário.
Conclusão
Como podemos observar, neste trabalho falamos um pouco sobre os tipos de fornos elétricos a arco e por indução, vimos suas vantagens e desvantagens, o funcionamento de cada um e como ambos são importantes para a indústria.