Fornos a arco elétrico usados

Tipos de Fornos de Arco Elétrico Utilizados

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.

Por Forma do Forno

• 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.

Especificações e Manutenção de Fornos de Arco Elétrico Utilizados

Uma representação esquemática que mostra os componentes essenciais de um Forno de Arco Elétrico é a seguinte.

• Casca: A estrutura externa que mantém tudo no lugar. É frequentemente feita de materiais resistentes ao calor para que possa lidar com altas temperaturas sem se desfazer.
• Paredes laterais e teto: Semelhantes à casca, mas mais especializados. Eles são mais grossos e revestidos com tijolos ou azulejos que refletem o calor de volta para o forno. Isso ajuda a manter níveis de temperatura consistentes para uma fusão uniforme de metal. Os fornecedores de fornos de arco elétrico criam essas peças com materiais que conduzem mal a eletricidade, mas conduzem bem o calor.
• Conjunto de eletrodos: Contém os eletrodos, que geralmente são feitos de grafite. O conjunto fornece suportes ajustáveis para que eles possam se aproximar do metal de sucata para fundir quando necessário. Essa proximidade melhora a concentração de calor, acelerando o processo de fusão.
• Talha de eletrodo: Um dispositivo que altera a altura dos eletrodos. Ele usa um sistema de cabos e polias para baixá-los ou elevá-los conforme necessário durante as operações ou atividades de manutenção. Ao fazer isso, ele ajuda a controlar a quantidade de metal de sucata que está sendo fundido de uma vez.
• Balde de carga: Um recipiente usado para transportar sucata de metal para o forno para fundir. Ele é projetado para conter diferentes tipos de sucata, como peças sobrantes de processos de fabricação anteriores ou até mesmo objetos inteiros, como carros que chegaram ao fim de sua vida útil.
• Mecanismo de inclinação do forno: Permite inclinar o forno após a conclusão da fusão para que o metal fundido possa ser despejado. Esse processo também é chamado de sangria. Envolve despejar o metal fundido em moldes ou cadinhos, onde ele se solidificará novamente.
• Caixa do forno: A parte base do forno de arco elétrico onde tudo se junta. Possui múltiplas aberturas resfriadas a água dentro dele, conhecidas como tuyeres, através das quais o ar ou o oxigênio são canalizados para o forno para facilitar a combustão durante o processo de fusão.
• Corpo do forno: Um grande recipiente com a forma de uma cúpula onde a sucata de metal é colocada para ser aquecida através de arcos elétricos gerados por eletrodos. Este é, em última análise, o local de fusão.
• Transformador: Um dispositivo que altera o nível de tensão da energia usada em fornos de arco elétrico de linhas de transmissão de alta tensão para um nível adequado para uso em fornos. Ele garante o fornecimento das quantidades apropriadas de eletricidade necessárias para gerar calor por meio de arcos elétricos.

A manutenção adequada do Forno de Arco Elétrico pode garantir sua vida útil mais longa. Algumas dicas importantes são as seguintes:

• Preste atenção aos refratários, pois eles fornecem isolamento térmico crucial, além de evitar que o calor seja perdido. Verifique regularmente suas condições para que não haja rachaduras ou sinais de desgaste e substitua-os prontamente se necessário.
• Mantenha os conjuntos de eletrodos. Limpe as superfícies onde os contatos ocorrem periodicamente, verificando se há sinais de danos ou superaquecimento também. Substitua os componentes que apresentaram alguma das características mencionadas acima. Isso garantirá uma melhor condutividade da corrente durante todo o processo de fusão.
• As talhas de eletrodos também devem ser mantidas regularmente. Certifique-se de que os cabos e polias não apresentem sinais como áreas desfiadas ou rigidez. Lubrifique as partes móveis ocasionalmente para que tudo se mova suavemente com facilidade.
• Limpe os baldes de carga removendo as sobras deixadas dentro deles após cada operação de fusão ser concluída. Além disso, certifique-se de que os aspectos externos estejam secos, incluindo a parte inferior, onde a umidade tende a ficar presa facilmente, evitando assim a corrosão.
• Para mecanismos de inclinação do forno, verifique as bombas e cilindros hidráulicos com frequência para que funcionem suavemente sem problemas e os selos de rolamentos também devem ser verificados e substituídos para evitar vazamentos. Os óleos hidráulicos devem ser trocados periodicamente de acordo com seu uso.
• A caixa do forno também precisa ser cuidada. As jaquetas de resfriamento da água precisam ser inspecionadas e limpas regularmente. As mangueiras de água devem ser verificadas para qualquer tipo de vazamento, rachaduras e sinais de desgaste.
• Não se esqueça da manutenção do transformador. Os materiais de isolamento elétrico devem ser examinados mais de uma vez por ano e limpos com frequência para evitar superaquecimento, o que pode reduzir sua vida útil.

Cenários de Utilização de Fornos de Arco Elétrico

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.

Como Escolher Fornos de Arco Elétrico Utilizados

• 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.

Q & A

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.