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Sobre forno fundição

Tipos de fornos de fundição

Um forno utilizado em uma fundição é conhecido como forno de fundição. O objetivo principal do **forno de fundição** é aquecer o metal em preparação para a fundição em moldes. Os fornos de fundição desempenham um papel essencial na indústria metalúrgica. Diferentes tipos de fornos de fundição foram desenvolvidos ao longo do tempo, cada um atendendo a procedimentos, materiais e preferências distintos.

  • Forno de indução:

Um forno de indução utiliza uma corrente elétrica alternada através de bobinas de cobre para criar indução eletromagnética que aquece o metal. Um forno de fundição de indução pode produzir ligas não ferrosas em algumas horas. É intensivo em capital, mas econômico na produção de diferentes ligas em particular.

  • Forno de indução sem núcleo:

Os fornos de indução sem núcleo são os tipos mais prevalentes usados ​​em fundições para metais não ferrosos. O forno de indução compreende um recipiente de fusão envolto por tubos de cobre refrigerados a água. As correntes elétricas que fluem através dos tubos de cobre geram campos magnéticos que causam calor dentro do cadinho, fundindo o metal.

  • Forno de indução de canal:

Os fornos de indução de canal são ideais para processar grandes quantidades de metais não ferrosos. Seus projetos são mais simples do que os fornos de indução sem núcleo, tornando-os menos caros. No entanto, os fornos de indução de canal têm baixas eficiências elétricas, pois nem todas as bobinas de eletricidade são submersas no metal fundido.

Os fornos de indução sem núcleo com cadinho de grafite são os tipos mais prevalentes de fornos de fundição de indução para metais não ferrosos.

  • Forno de arco elétrico (EAF):

Semelhante aos fornos de fundição de indução, os fornos de arco elétrico direcionam a corrente elétrica para eletrodos que são submersos no metal para gerar um arco elétrico que aquece o metal. Os fornos de arco elétrico são empregados principalmente para fundir sucata de aço, mas também podem ser usados ​​para fundir outros metais como ligas de carbono e silício.

As máquinas EAF são opções mais preferíveis e comuns aos tradicionais altos-fornos para a produção de aço, pois são mais controláveis ​​e também devido à capacidade de diluir impurezas conforme necessário e aumentar os níveis de elementos desejados. Isso leva a uma saída mais estável que pode ser usinada para tolerâncias mais baixas.

O EAF pode existir em vários tipos dependendo do projeto e da disposição dos arcos. Os fornos de arco elétrico de único barramento são os mais prevalentes. Os fornos de arco elétrico de duplo barramento são um pouco menos comuns, enquanto os fornos de arco de três barramentos são raros.

  • Forno de cúpula:

Os fornos de cúpula de fundição são vasos cilíndricos verticais, geralmente feitos de ferro fundido com revestimento refratário. Seus projetos usuais incluem uma parte de carregamento superior, uma seção de sangria inferior e um corpo cilíndrico redondo. O funcionamento dos fornos de cúpula é semelhante ao dos fornos de fundição intermitentes. Enquanto isso, eles funcionam como altos-fornos para produzir ferro gusa a partir de minério de ferro.

Durante a operação, camadas de matérias-primas preparadas, incluindo coque e calcário, são carregadas nos fornos. Os fornos de cúpula podem funcionar continuamente por longos períodos, e o coque é usado para produzir combustão de alta temperatura para fundir metais através da indução de oxigênio.

Em fundições que fabricam produtos de ferro fundido, como tampas de poço de visita, canos e placas de base, os fornos de cúpula de fundição são considerados equipamentos principais. O ferro fundido produzido pelos fornos de cúpula de fundição é denominado ferro fundido gerado pelo processo do alto-forno. Este processo envolve indiretamente o uso de altos-fornos, como o nome sugere.

  • Forno de derramamento inferior:

Esses fornos possuem um furo de sangria localizado em suas bases, permitindo que o metal fundido seja sangrado por baixo. Isso oferece várias vantagens, como melhora da segurança, controle e redução de impurezas.

Impacto ambiental: Em uma era em que a preservação ambiental é crucial, o projeto e a operação de fornos de fundição devem minimizar as emissões e o impacto ambiental. Os fabricantes estão dando prioridade a fornos que emitem menos gases de efeito estufa, consomem menos energia e têm desenvolvimentos como sistemas de captura e redução de CO2.

Especificação e manutenção

Os fornos de fundição vêm em várias especificações, dependendo de seus tipos. As especificações para cada tipo são as seguintes.

  • Capacidade de produção: A capacidade de produção de um forno de fundição pode ser medida pelo volume ou peso do metal que ele pode fundir em determinado tempo. A capacidade pode variar muito dependendo do tipo e do projeto do forno. Por exemplo, um forno de arco elétrico pode ter uma capacidade de várias toneladas para mais de 100 toneladas. Por outro lado, um forno de fundição de indução pode manusear lotes pequenos a grandes, variando de algumas centenas de quilogramas a dezenas de milhares de quilogramas por lote.
  • Temperatura de operação: A temperatura de operação de um forno de fundição é a faixa de temperatura de fusão de vários metais, como ferro, aço, alumínio, cobre e materiais de liga. A temperatura de operação do forno de fundição deve atender aos requisitos para a fusão de materiais metálicos específicos. Por exemplo, um forno de fundição de alumínio deve ser capaz de fundir alumínio a cerca de 660 graus Celsius. Por outro lado, um forno de fundição de ferro, como um alto-forno, deve atingir uma temperatura superior a 1.200 graus Celsius para fundir ferro.
  • Fonte de energia: A fonte de energia de um forno de fundição pode ser óleo combustível, gás natural, gás de carvão, eletricidade ou outras fontes de energia. A escolha da fonte de energia depende do tipo, projeto, localização e necessidades de aplicação do forno.

Também é essencial manter os fornos de fundição adequadamente. As dicas a seguir podem ajudar a prolongar a vida útil do forno e melhorar sua eficiência.

  • Limpeza regular: Os usuários devem limpar os fornos regularmente para remover quaisquer impurezas, resíduos e escórias. Essa prática ajudará a evitar entupimentos e evitar a redução da eficiência.
  • Manutenção periódica: Opte por serviços de manutenção periódicos. Durante a prática de manutenção, as peças do forno de fundição devem ser inspecionadas cuidadosamente para verificar sinais de desgaste e danos. As peças que precisam de reparo ou substituição devem ser identificadas e tratadas com rapidez para manter o funcionamento geral do forno.
  • Lubrificação eficaz: Algumas partes do forno de fundição podem precisar ser lubrificadas. Por exemplo, as peças móveis, que são propensas a desgaste rápido, podem precisar ser lubrificadas regularmente para garantir seu funcionamento suave.
  • Controle de temperatura: Os operadores devem monitorar e controlar a temperatura dos fornos de fundição para evitar superaquecimento ou resfriamento excessivo. Essa instabilidade de temperatura pode levar a choque térmico e danos estruturais, comprometendo a durabilidade do equipamento.

Cenários de fornos de fundição

Estes são alguns cenários típicos de uso de fornos de fundição na indústria de fundição de metais:

  • Fusão e derramamento de materiais de fundição

    A função principal e o cenário de uso mais típico de um forno de fundição são fundir metais de fundição, como ferro, alumínio, cobre e ligas. Esses materiais são então derramados em quadros de moldagem para produzir vários produtos fundidos.

  • Produção de produtos fundidos

    Fundições industriais usam o forno de fundição para criar produtos básicos como peças e componentes metálicos. Esses produtos são geralmente empregados pelas indústrias mecânicas para as operações de seus equipamentos.

  • Reparo de produtos fundidos

    Ocasionalmente, pode haver danos a produtos fundidos existentes que requerem substituições ou reparos. O forno de fundição pode ser utilizado para fazer os reparos necessários, fundindo o metal necessário e, em seguida, refundindo-o.

  • Fabricação de ligas e refino de metais

    Utilizando um forno de fundição, os operadores podem realizar processos para produzir ligas metálicas e refinar as existentes. Além disso, o forno pode ser usado para realizar desoxidação, dessulfuração e remoção de impurezas nos metais.

  • Manutenção de máquinas e equipamentos

    Várias máquinas e equipamentos na fundição de um forno podem exigir manutenção e reparo regulares. Isso pode incluir procedimentos de soldagem ou substituição de componentes feitos de materiais de fundição.

Como escolher fornos de fundição

O forno industrial para fundição é uma peça chave de equipamento para a indústria de fundição, e sua compra geralmente acarreta custos significativos. Como resultado, a escolha de fornos de fundição é uma decisão que exige consideração cuidadosa. Ao comprar um forno de fundição, é essencial levar em consideração os seguintes fatores para atender aos requisitos modernos e garantir o desenvolvimento da fundição.

  • Qualidade e garantia do produto: Ao comprar um forno de fundição, a qualidade do produto deve ser vista como a principal prioridade, e a capacidade do fornecedor de fornecer garantia de qualidade abrangente e altamente aplicável deve ser considerada para garantir que a peça de equipamento seja adequada para uso.
  • Deslocamento do forno de fundição: Como já mencionado, diferentes capacidades de deslocamento serão definidas de acordo com diferentes necessidades do mercado para atingir uma eficiência de produção ideal que não permitirá a ocorrência de situações em que a produção seja insuficiente ou antieconômica.
  • Materiais aplicáveis: Diferentes fornos de fundição são adequados para diferentes materiais de fundição. Ao escolher, certifique-se de que haja uma correspondência próxima entre as propriedades do material da fundição e as capacidades de fusão de material do forno de fundição para garantir a qualidade dos metais fundidos e o desempenho dos fornos de fundição.
  • Avanço tecnológico: A tecnologia de fusão dos fornos de fundição abrange uma ampla gama de aplicações, e com a evolução da indústria, tecnologias cada vez mais avançadas estão sendo mais amplamente utilizadas em fornos de fundição. Essas tecnologias são altamente representativas e podem ser selecionadas de acordo com as necessidades específicas da fundição; por exemplo, o aquecimento por indução pode fornecer um aquecimento uniforme e eficiente, enquanto o aquecimento a gás pode ser mais eficiente e ecologicamente correto.
  • Custos e orçamentos: Ao comprar fornos de fundição, é importante considerar não apenas o custo inicial de compra, mas também os custos operacionais que serão incorridos a longo prazo, pois incluirão custos como consumo de energia, manutenção e custos de peças de reposição.

Perguntas e respostas

P1 Qual é o tipo mais antigo de forno de fundição usado para fundir metais?

A1 O forno de cúpula é o tipo mais antigo de forno de fundição usado para fundir metais. Ele ainda é usado hoje para fundir ferro gusa e outras ligas.

P2 Que tipo de gás é usado em um forno de fundição de indução sem núcleo?

A2 Em fornos de fundição de indução sem núcleo, não são necessários gasodutos de transporte porque o próprio forno é um gaseificador. Em algumas fundições, o forno de indução é geralmente considerado uma das melhores opções para fundir metal. Os fornos de fundição de indução sem núcleo são amplamente utilizados para o processamento de metais não ferrosos de aço.

P3 Como os fornos de fundição aumentam a eficiência energética?

A3 Os fornos de fundição modernos podem usar sistemas de recuperação de calor, materiais isolantes, queimadores de alta eficiência energética, sistemas de controle automático e afinação otimizada para reduzir as perdas de energia durante a combustão e a transferência de calor.

P4 O que é um forno de fundição a gás de tiragem descendente?

A4 Os fornos de fundição a gás de tiragem descendente são geralmente câmaras de gás de fluxo ascendente ou descendente central, nas quais o fluxo de gás combustível e ar é feito para baixo. Isso geralmente ocorre junto com o movimento de combustível sólido para cima. A separação do gás do combustível sólido é uma característica importante dos fornos de fundição a gás de tiragem descendente.