Estrutura e Operação Básica de Fornos de Arco Submerso

O forno de arco submerso representa um tipo sofisticado de forno elétrico, integrando vários componentes, incluindo o corpo do forno, transformador do forno, condutores de alta corrente (rede curta), sistema de eletrodos, sistema de alimentação, sistema de resfriamento, sistemas de distribuição de energia de alta e baixa tensão, sistemas de monitoramento e automação, sistema de manuseio de escória de ferro e sistema de exaustão de fumaça e remoção de poeira. Este complexo equipamento eletrometalúrgico é projetado para processos de fusão eficientes e controlados.

Em operação, a energia elétrica de alta tensão fornecida pela rede elétrica é transformada em eletricidade de baixa tensão e alta corrente através de um transformador especializado adaptado para o forno de arco submerso. Essa corrente é então conduzida aos eletrodos por meio de condutores de alta corrente e introduzida no forno através de eletrodos de carbono. Ao redor desses eletrodos, adesão elétrica e calor de arco são gerados nas extremidades dos eletrodos, convertendo efetivamente a energia elétrica em energia térmica. Essa transformação cria uma zona de reação de alta temperatura dentro do corpo do forno, facilitando a reação de redução dos minérios de óxido de metal.

Tipicamente, agentes redutores de carbono, como coque, são empregados no processo. A adição contínua de coque e matérias-primas de minério de óxido de metal reduzido sustenta a reação dentro da zona. Como resultado, os produtos líquidos se acumulam no banho de fusão. Periodicamente, a saída do forno é aberta para descarregar o metal fundido, que é subsequentemente refinado em produtos de liga. A escória é resfriada ou utilizada após a vazão, dependendo dos requisitos específicos.

Os fornos de arco submerso são classificados principalmente em tipos redondos e retangulares. Dada a quantidade substancial de gás do forno (gás de combustão) produzido durante a fusão e produção, os fornos de arco submerso redondos são ainda classificados em fornos abertos com capuz alto, fornos semi-fechados e fornos fechados. O corpo do forno pode ser fixo ou rotativo nessas configurações. Em contraste, os fornos de arco submerso retangulares geralmente apresentam uma estrutura fechada com um corpo de forno estacionário.

Historicamente, os fornos abertos equipados com capuzes de fumaça altos apresentavam sérias preocupações ambientais devido à poluição severa, alto consumo de energia e não conformidade com as regulamentações trabalhistas e de saúde. Consequentemente, esses projetos de fornos abertos foram gradualmente eliminados em favor de alternativas mais ecologicamente corretas e eficientes em termos de energia. Os fornos de arco submerso modernos agora priorizam projetos fechados ou semi-fechados para minimizar as emissões, aumentar a eficiência energética e garantir a conformidade com os rigorosos padrões ambientais e de segurança.

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