Gerenciamento De Qualidade

Introdução (LARISSA)

O processo de produção de ferro gusa, também conhecido como redução, é compreendido por alguns setores básicos como pátios de estocagem e manuseio de matérias-primas, processos de aglomeração de finos de minério (sinterização ou pelotização), coqueria (no caso do uso de carvão mineral) e fornos de obtenção de ferro primário (alto-forno, fornos de redução direta e fornos de fusão redutora). É no alto-forno onde são reunidos os produtos gerados pelos outros setores do processo de redução com o intuito de se obter o ferro gusa. O alto-forno é divido em cinco regiões que recebem os nomes de cadinho, rampa, ventre, cuba e topo (Rizzo, 2009), ver Fig. 1.

(LAILLA)

O cadinho, que é a parte inferior do alto-forno, está sujeito a um desgaste contínuo devido ao contato constante com o ferro-gusa a elevadas temperaturas. A manutenção completa do cadinho só pode ser feita atualmente com o esvaziamento completo do alto-forno, procedimento denominado blowout. Portanto, a campanha de um alto-forno é limitada principalmente pelo desgaste ocorrido no cadinho, sendo importante acompanhar a evolução dessa linha de desgaste a fim de estender a campanha o máximo possível. Hoje, o cadinho é a região mais crítica na vida útil de um Alto-Forno (Gonzalez e Goldschmit, 2006). A temperatura de solidificação do ferro-gusa nas paredes refratárias do cadinho é de 1150°C, portanto, a localização da linha de desgaste é dada pela isoterma de 1150°C (Torrkulla e Saxén, 2000).

Finalidade do Candinho (RENATA)

A finalidade do cadinho é fundir metais e mantê-los em fusão através da transmissão de calor de uma fonte de energia (óleo, gás, carvão ou eletricidade) externa a ele para a carga metálica. Quanto mais eficiente for esta transmissão de calor melhor será cumprida a finalidade do cadinho, ou seja, quanto melhor e mais eficiente for o forno que o contém, melhor será o trabalho da fusão. Vale lembrar que a exposição direta do metal a ser fundido à chama do queimador produz perdas grandes por oxidação do metal. A transferência de calor no caso do cadinho dá-se por duas maneiras principais: a condução e a irradiação. Os cadinhos existem nas mais variadas formas. Vários fatores influenciam as diferentes formas e composições de cadinhos, como por exemplo, os tipos diferentes de fornos onde são empregados e os diferentes metais que se deseja fundir.

Os fornos a cadinho são divididos em 3 tipos: (ROSANGELA)

• Tipo estacionário: O cadinho e o forno são fixos e não se movimentam, metal fundido é retirado do cadinho com uma concha.

• Tipo basculante: O cadinho fica fixo dentro do forno porém o forno bascula para vazar o metal líquido do cadinho em uma panela de transporte até o ponto de vazamento final, ou então o forno bascula em uma calha de refratário que, por gravidade, conduzirá o metal líquido até o ponto de vazamento (muito utilizado em reciclagens)

• Tipo removível: Nesse tipo o forno fica fixo e através de uma tampa móvel é possível abrir completamente a parte superior do forno para que o cadinho seja removido de dentro do forno para ser usado como panela de vazamento.

Além de serem divididos com relação ao modo como são vazados os fornos a cadinho também podem utilizar diferentes formas de combustível para fundir o metal.

A escolha do cadinho (MATEUS)

A primeira análise deve levar em conta o tipo de metal a ser fundido. As diferentes temperaturas de fusão, diferentes graus de ataque químico, entre outros, assim pode – se definir qual a composição adequada do cadinho a ser utilizado. Outro aspecto muito importante é a forma de energia a ser utilizada.

Outra maneira de se analisar as diferenças entre os vários tipos de cadinhos é através de uma análise dos seguintes aspectos:

a) As propriedades que se deseja de uma cadinho.

b) A forma física do cadinho.

c) A composição do cadinho

Propriedade desejáveis (MATEUS)

Para que um cadinho cumpra sua função da melhor maneira possível é preciso que ele tenha as seguintes propriedades:

a) Boa condutibilidade térmica - eficiência na transmissão de calor.

b) Refratariedade - capacidade de resistir a altas temperaturas sem perder suas características físicas e dimensionais.

c) Resistência ao choque térmico - Suportar os sucessivos ciclos de aquecimento e resfriamento típicos das condições de operação dos cadinhos.

d) Resistência à oxidação - Impedir ou diminuir o grau de oxidação dos componentes carbonáceos da estrutura do cadinho

f) Resistência química - Suportar o ataque químico proveniente da escória e dos fluxos utilizados na operação.

g) Resistência mecânica - Suportar golpes mecânicos ou mau uso do cadinho durante a operação.

Composição (CRISTIANO)

Existem três composições básicas de cadinhos. São elas:

• Carbeto de Silício ligado a carbono

• Grafite ligado a carbono

• Grafite – Argila

Carbeto de Silício ligado a carbono

Este tipo de cadinho foi o último a ser desenvolvido e é considerado como uma evolução dos outros. Como o SiC (carbeto de silício) não ocorre na natureza e sim trata-se de um material sintético desenvolvido pelo homem ao final do século passado. Foi somente neste século que suas propriedades foram avaliadas e aproveitadas em aplicações como esta. A utilização do SiC visa conferir ao cadinho maior condutibilidade térmica, resistência química e ao choque térmico e à oxidação, que são quatro características fundamentais para qualquer cadinho. O cadinho chamado de carbeto de silício é na verdade uma composição de SiC e grafite ligados com carbono, possuindo como proteção uma frita cerâmica à base de boro-silicato.

Grafite