OTIMIZAÇÃO DE ENERGIA EM FORNOS A INDUÇÃO

Otimização de energia e redução de custos em fornos

de indução

Otimização de energia e redução de custos

Fusão e espera de ferro fundido

 A fusão por indução se tornou um processo cada vez mais utilizado pelas

fundições e indústria de produtos semi-acabados.

 Teoricamente, a energia exigida para fundir o ferro à temperaturas da ordem de

1.500°C é de 490 e 520 kWh/t.

 Médias de consumo atingidas em nossas fundições são muito mais altas.

 Da Inglaterra, é relatado um consumo médio de energia de 718 kWh/t.

 Pesquisa estatística de fundições francesas revelou números ao redor de855

kWh/t.

 Potencial de redução de energia pode ser identificado.

 Realmente, cortes no consumo de energia de até 20% são possíveis sem

qualquer investimento elevado, contanto que sejam observadas certas regras.

 Estes princípios podem formar a base para uma estratégia de corte de custos

efetivos que ainda se torna ainda mais importante neste momento de custos

crescentes de energia.

Princípio de operação

 Uma bobina que é tipicamente do tipo multi-enrolamento, produz umcampo

magnético alternado à medida que uma corrente C.A.passa por ela. Este campo

penetra o material de cargaeletricamente condutor, colocadodentro da bobina e,

desta maneira, produz correntes de Foucault na carga, de acordo coma lei de

indução eletromagnética.A presença destas correntes elétricas resulta em

aquecimentona carga de acordo com a lei de Joule.

 Uma vez que energia seja absorvida, a carga começa aderreter. Apesar de algum

fluxomagnético gerado pela correnteda bobina passa através do metal fundido, a

maioria permanece limitada à parede do refratário quese estende entre a bobina e

a carga. Os núcleos magnéticos laminados na parte exterior dabobina fornecem o

caminho de retorno ao fluxo magnético,prevenindo o aquecimento da estrutura

do forno e a ocorrênciade campos magnéticos dispersos,fora do forno.

 A formação de campos eletromagnéticos dá origem a forças

eletromagnéticas.Estas forças são responsáveis pelo movimento de banho típico

em um forno de indução do tipo cadinho, fazendo a superfície de banho formar

um menisco como mostrado na figura (1).

Forno de Indução

Estrutura do Equipamento

A estrutura de um sistema avançado de fusão por indução de alto desempenho é

ilustrada ao lado. Um sistema comercial viável conterá os seguintes componentes:

O sistema de fusão, compreendendo:

 Corpo do forno e bobina

 Suporte (berço) do forno

 Unidade hidráulica de basculamento

 Mesa de controle do operador

O sistema de elétrico de potência, compreendendo:

 Transformador de força

 Conversor de freqüência

 Banco de capacitores

 Cabos de potência

Um sistema comercial viável conterá os seguintes componentes:

O sistema de fusão, compreendendo (continuação):

O sistema de controle do processo, compreendendo:

 Sistema de pesagem

 Painel de controle do operador

 Processador de fusão

Equipamentos auxiliares e de suporte:

 Equipamentos e sistema de carregamento

 Sistema de resfriamento de água com torre de resfriamento, e

 Sistema de captação de fumos com coifas de captação

Sistema Forno de Indução

Estrutura do forno

O corpo de forno consiste essencialmente de:

 Bobina de indução que cerca o cadinho

 Yokes ou núcleos de aço silício laminado que guiam o campo magnético, e uma

estrutura de aço de suporte

O corpo de forno está montado em um berço e pode ser basculado com a ajuda de

cilindros hidráulicos.

A bobina resfriada a água é projetada para gerar o campo eletromagnético enquanto

também absorvendo forças radiais docadinho.

Componentes de forno adicionais incluem:

 Tampa de forno
Coifa de captação
Sistema de pesagem, e

 Sistema de monitoramento de terra.

Estrutura do forno de indução

Sistemas de alimentação e conversão

Forno de indução do tipo cadinho