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Geralmente, fornos de arco elétrico (EAF) podem ser classificados com base em sua fonte de alimentação, forma do forno, sistema de carregamento, operação e metal tratado. A tabela a seguir mostra alguns tipos populares de fornos de arco elétrico:
Por Fonte de Energia
EAFs Convencionais:
São fornos de arco elétrico que utilizam principalmente arcos de corrente alternada (AC) de alta tensão entre eletrodos, projetados para fundir sucata de aço e outros materiais metálicos. Os EAFs convencionais também podem ser divididos em EAFs AC e EAFs DC.
Fornos de Arco Elétrico com Eletrodo:
São fornos onde o calor é produzido por arcos elétricos entre os materiais fornecidos e os eletrodos metálicos. Os eletrodos geralmente são fixos dentro do forno, e os materiais fornecidos são carregados abaixo do eletrodo. O arco elétrico inicia quando os materiais fornecidos entram em contato com os eletrodos, gerando calor para fundir os materiais.
Fornos de Arco Elétrico com Escória Espumosa:
São fornos que produzem uma grande quantidade de escória durante o processo de fusão. A escória é porosa e pode refletir calor, o que ajuda a reter o calor no forno e a melhorar a eficiência de fusão. Este tipo de forno aumenta a proporção de escória produzida, o que, por sua vez, aumenta a taxa de fusão e a qualidade do aço fundido.
Fornos de Arco Elétrico Verticais:
Tipicamente, a carga em um forno de arco elétrico vertical é fundida de cima para baixo, e o metal fundido é então sangrado pelo fundo. Este tipo de projeto pode melhorar a velocidade de fusão e o rendimento. Além disso, alguns fornos de arco elétrico verticais também são equipados com dispositivos de inclinação que podem inclinar os fornos para despejar o metal fundido.
Fornos de Arco Elétrico com Sangria Inferior:
É um tipo de forno de arco elétrico onde o metal fundido é retirado pelo fundo, geralmente através de um orifício de sangria. Os fornos de arco elétrico com sangria inferior aumentam a eficiência operacional e a velocidade de produção, tornando o processo de sangria mais acessível e rápido.
Fornos de Arco Elétrico Horizontais:
O projeto de fornos de arco elétrico horizontais permite que o carregamento e a sangria de metal fundido ocorram na mesma direção horizontal. Isso facilita a melhoria da eficiência de produção e um processo de fusão acelerado.
Nota: Mais exemplos podem ser encontrados nos sites dos fabricantes de fornos de arco elétrico.
Uma representação esquemática que mostra os componentes essenciais de um Forno de Arco Elétrico é a seguinte.
A manutenção adequada do Forno de Arco Elétrico pode garantir sua vida útil mais longa. Algumas dicas importantes são as seguintes:
Em geral, os fornos de arco elétrico têm amplas aplicações nas indústrias siderúrgica e metalúrgica, e seus benefícios os tornam escolhas adequadas para muitas indústrias.
Siderurgia:
De acordo com relatórios, cerca de 70% do aço mundial é produzido usando fornos de arco elétrico. Eles são usados principalmente para produzir aço carbono e de liga a partir de sucata de metal, redução direta de minérios de ferro ou uma combinação de ambos. Processos como refino, desfosforização, dessulfuração e oxidação de elementos indesejáveis podem ser realizados no forno de arco elétrico, e aços de liga de alta qualidade podem ser obtidos pela adição de várias ligas e elementos.
Reciclagem de Metais Não Ferrosos:
Os fornos de arco elétrico também são adequados para a reciclagem de metais não ferrosos, como cobre, chumbo e zinco. Aplicando o calor intenso dos arcos elétricos, a sucata de metal não ferroso ou ligas podem ser fundidas e refinadas, reduzindo recursos valiosos.
Fundição e Produção Contínua:
Alguns fornos de arco elétrico estão disponíveis com peças de fundição, como cadinhos de forno de arco elétrico. Aqueles que são revestimentos de cadinho de forno de arco elétrico podem revestir os cadinhos para fundir metais fundidos e proteger áreas superficiais. Eles podem ser usados com fornos que produzem aço, ferro, cobre e níquel, e são adequados para vários tipos de cadinhos, como potes de cadinho, tochas e cadinhos de vazamento.
Produção de Aço Especial:
Alguns EAFs com especificações mais altas podem ser usados para produzir aços especiais, como aço inoxidável, aço ferramenta ou aço de alta resistência e baixa liga (HSLA). A produção desses tipos de aço requer mais controle sobre a temperatura, atmosfera e composição química, o que pode ser controlado com precisão por fornos de arco elétrico.
Usinas Siderúrgicas Integradas:
Os fornos de arco elétrico são utilizados em usinas siderúrgicas integradas. Essas usinas usam uma combinação de processos, incluindo a produção de aço EAF, para produzir aço e seus produtos. Os fornos de arco elétrico desempenham um papel importante em todo o sistema de produção, fornecendo o aço necessário, que é então laminado em produtos e formas desejáveis através de outros processos.
Capacidade:
Ao adquirir um forno de arco elétrico, deve-se primeiro considerar a capacidade do forno. Diferentes fornos de arco elétrico possuem tamanhos variados, que determinam a quantidade de aço que podem produzir. Isso é geralmente medido em toneladas. É importante notar que um fabricante com maior capacidade está melhor equipado para atender às demandas do mercado.
Projeto do forno:
Ao adquirir um forno de arco elétrico, é fundamental considerar o projeto geral do forno. A maioria dos fabricantes utiliza um projeto de duas cascas para seus fornos de arco elétrico. Isso compreende uma casca inferior e uma cúpula superior ou teto. A casca inferior contém um vaso externo ou casca revestida com material refratário, enquanto a cúpula superior abriga as colunas de suporte do eletrodo.
Fonte de energia:
Ao adquirir um forno de arco elétrico, deve-se também considerar a fonte de energia do forno em questão. Uma fonte de energia com alto nível de corrente e tensão é capaz de gerar arcos que podem fundir grandes quantidades de aço rapidamente. Também é projetado para aquecer o aço a temperaturas muito altas. Além disso, pode-se descobrir que as necessidades de energia são geralmente especificadas em megawatts (MW) ou megavolts amperes (MVA).
Automação e controle:
Ao adquirir um forno de arco elétrico, também é possível considerar o nível de automação e recursos de controle do forno. Nesta época, não é incomum encontrar fornos de arco elétrico totalmente automatizados ou equipados com sistemas de controle digital. Esses fornos melhoram a eficiência de produção e resultam em processos de fabricação de aço muito precisos.
Manutenção e serviço:
Ao adquirir um forno de arco elétrico, deve-se também considerar as necessidades de manutenção e serviço. Isso é muito importante, pois garante o desempenho de longo prazo do forno. Os fabricantes geralmente fornecem serviços de manutenção, que são necessários para a substituição oportuna de peças de reposição.
P1: Quais metais um forno de arco elétrico recicla?
R1: Os EAFs reciclam principalmente aço. No entanto, eles também podem processar outros metais não ferrosos, como alumínio, cobre, zinco, chumbo, níquel ou ligas metálicas.
P2: Os fornos de arco elétrico são ecológicos?
R2: Em comparação com os altos fornos tradicionais, os EAFs têm uma pegada de carbono menor. Eles consomem menos carvão, minério de ferro e outros materiais virgens. No entanto, eles podem lançar toneladas de CO2 e outros gases de efeito estufa. Portanto, as empresas precisam equipar seus fornos com sistemas modernos de filtragem e lavagem para limpar os gases de exaustão e capturar poluentes atmosféricos como dioxinas, furanos, fenóis e metais pesados.
P3: Quantos fornos de arco elétrico existem no mundo?
R3: Não existem estatísticas exatas sobre o número de EAFs instalados em todo o mundo. A maior parte da produção de aço na América do Norte e em partes da Europa é feita com EAFs. Cerca de 25% da produção de aço mundial é feita com EAFs, de acordo com algumas estimativas.
P4: Os fornos de arco elétrico usam transformadores?
R4: Sim, os transformadores de forno de arco elétrico desempenham um papel crucial. Eles elevam a tensão no sistema de fusão do forno de arco elétrico. Seu objetivo principal é distribuir energia elétrica para os eletrodos no EAF, transformando a energia elétrica em energia térmica para fundir sucata de metal e outros materiais.