A fabricação de aço em forno de indução tornou-se um método preferido para muitas siderúrgicas e fundições modernas devido à sua alta eficiência, operação flexível e produção estável. Para garantir aço fundido de alta qualidade, longa vida útil do revestimento do forno e produção segura, dominar todo o processo de fabricação de aço em forno de indução é essencial.
Este guia fornece uma visão geral completa — desde a preparação da matéria-prima até a manutenção do forno e o tratamento de pontes durante a fusão.
1. Matérias-primas: a base da produção de aço de alta qualidade
As matérias-primas determinam diretamente a eficiência da fusão e a qualidade do aço. Dentre elas, a sucata de aço é o principal insumo para fornos de indução.
1.1 Requisitos de sucata de aço
Para manter a operação estável do forno e o aço fundido limpo, a sucata deve atender aos seguintes requisitos:
- Superfície limpa com ferrugem mínima
- Não deve conter metais não ferrosos, como alumínio, estanho, zinco ou cobre.
- Não são permitidos recipientes selados, materiais inflamáveis, explosivos, itens tóxicos ou materiais radioativos.
- Composição química conhecida, com baixo teor de enxofre (S) e fósforo (P).
- Dimensões adequadas para encaixar no cadinho do forno.
1.2 Gestão de Sucata de Aço
- Classifique por origem, composição química e tamanho.
- Remova recipientes lacrados, lama e objetos perigosos.
- Corte os retalhos que estiverem muito grandes antes de usar.
- Os resíduos briquetados devem ser armazenados separadamente.
1.3 Materiais de Liga
Adições comuns em ligas metálicas incluem:
- Ferro-silício (FeSi): liga e desoxidação
- Silício-manganês (Si-Mn):liga e desoxidação
- Escama de laminação: usada principalmente para descarbonetação.
2. Construção e Secagem do Forno: Chave para a Vida Útil do Revestimento do Forno
Um forno construído e seco adequadamente garante operação segura e vida útil prolongada.
2.1 Edifício da Fornalha
2.1.1 Verificação do material refratário e do equipamento do cadinho
- Confirme a exatidão das especificações do material refratário.
- Antes de revestir, realize testes de pressão da água, ensaios e verificações do mecanismo de inclinação.
2.1.2 Instalação da Camada Base
- Coloque uma camada de tecido de amianto, mantendo a superfície lisa e plana.
2.1.3 Colocação do molde do cadinho
- Desvio do molde ≤ 5 mm
- Orifícios de ventilação de 3 a 6 mm, espaçados de 150 a 200 mm.
- Mantenha a espessura da parede do cadinho uniforme e alinhada com a bobina de indução.
- Corrija o mofo usando cunhas de madeira.
2.1.4 Construindo a Parede do Crisol
- Antes de adicionar o material, afrouxe cada camada em 5 a 10 mm.
- Remova todos os detritos para evitar afetar a qualidade do revestimento.
- Vibrar cada camada com um garfo vibratório e um martelo lateral em padrão cruzado.
- Remova as cunhas quando atingir um terço da altura.
- O revestimento deve ser construído em uma única operação contínua para evitar a absorção de umidade.
2.2 Secagem em Forno
Procedimento padrão de secagem em forno de indução:
- Aquecer a uma taxa de 100°C/h até atingir 900°C e manter nessa temperatura por 2 horas.
- Aumente a potência para fundir completamente o revestimento até o estado de forno cheio; remova a escória a aproximadamente 1430 °C.
- Aumente a temperatura para 1580°C e deixe de molho por 1 hora.
- Comece a carregar quando cerca de 30% do material inicial estiver derretido.
- Não permita a formação de pontes; certifique-se de que cada lote derreta antes da próxima adição.
3. Dosagem e Carregamento: Melhorando a Eficiência de Fusão
3.1 Princípios de Loteamento
- Cálculo e pesagem precisos da carga do forno.
- Proporção adequada de sucata grande, média e pequena.
- Combine os materiais de carga com os requisitos de qualidade do aço.
- Garantir que a composição química geral atenda aos objetivos do processo.
3.2 Método de carregamento
- Utilize um carrinho de carregamento com assistência manual.
- Proporção de distribuição de material:
- Pedaços pequenos: 15–20%
- Peças médias: 40–50%
- Briquetes: 30–55%
- Princípio: denso na base, frouxo no topo
4. Fusão e Vazamento: O Núcleo da Siderurgia
4.1 Estágio de Fusão
- Inicie o derretimento somente após confirmar as condições do equipamento.
- A fusão envolve a volatilização e a oxidação de elementos.
- Si e Al oxidam-se facilmente
- A absorção de gás aumenta com a temperatura; a formação precoce de escória ajuda a reduzir a absorção de gás.
4.2 Métodos para reduzir o tempo de fusão
- Carregue rapidamente após o toque para reduzir a perda de calor.
- Organize os resíduos adequadamente para acelerar a fusão.
4.3 Liga do aço fundido
- Quando 80% da carga estiver derretida, colete amostras para análise.
- Adicionar materiais de liga com base nos resultados
- A taxa de recuperação de Si-Mn é tipicamente de 88 a 95%.
4.4 Requisitos de conexão
- A composição química deve atender às especificações.
- A temperatura deve atender aos requisitos de fundição ou vazamento contínuo.
5. Manutenção de Fornos de Indução: Garantindo uma Operação Segura e Estável
A manutenção adequada prolonga significativamente a vida útil do cadinho e previne acidentes com vazamentos no forno.
5.1 Operação nos Estágios Iniciais de um Novo Revestimento
- Durante as primeiras 48 horas, limite a potência a 60–80% para evitar agitação eletromagnética excessiva.
5.2 Requisitos do sistema de refrigeração
- A circulação de água deve durar aproximadamente 12 horas após o desligamento.
- A temperatura do forno deve cair abaixo de 200 °C para proteger o revestimento e a serpentina.
5.3 Precauções de carregamento
- Nunca utilize carregamento mecânico quando o forno estiver frio.
- Evite bater ou danificar o cadinho durante o carregamento.
5.4 Métodos de resfriamento do revestimento do forno
- Resfriamento natural
- Refrigeração por ar forçado
- Evite diferenças excessivas de temperatura para prevenir rachaduras.
5.5 Inspeção Diária do Revestimento do Forno
- Inspecione após cada aquecimento.
- Preste muita atenção à área do bico e aos pontos fracos conhecidos.
- Fissuras com ≥ 2 mm devem ser reparadas imediatamente.
5.6 Critérios para remoção do revestimento
- Espessura do revestimento <50 mm
- Corrente de alarme excessivamente alta
- Aumento da corrente contínua enquanto a tensão cai → indica possível fuga de corrente
5.7 Reiniciando um forno frio
- Preencha com carga fria
- Aquecer a 300 °C/h até 1050 °C e manter nessa temperatura.
- Não é permitido o uso de metal fundido durante o aquecimento.
- Adicione primeiro os materiais de baixo ponto de fusão e, por último, as ferro-ligas.
- Materiais galvanizados ou úmidos devem ser adicionados por cima para evitar respingos.
6. Lidar com a formação de pontes durante a fusão
A formação de pontes é uma condição comum, porém perigosa, na fabricação de aço em fornos de indução.
Tratamento de ponte adequado
- Monitore as condições do forno durante o carregamento.
- O aço fundido em alta temperatura sob a ponte pode danificar o revestimento e causar explosões.
- Reduza a potência para 25% da potência de retenção.
- Incline o forno para permitir que o aço fundido abra um buraco na ponte.
- Retorne à posição vertical e adicione carga através do orifício para eliminar a ponte.
- Evite o superaquecimento do aço fundido durante todo o processo.
