December 13, 2025
Classificação de Fornos Elétricos para Ferroligas
Fornos elétricos são o principal equipamento para a produção de ferroligas. Eles são amplamente classificados em duas categorias principais: fornos de redução e fornos de refino.
Fornos Elétricos de Redução
Também conhecidos como fornos de arco submerso, esses fornos operam com as pontas dos eletrodos submersas no material de carga. Eles são projetados para a redução carbotérmica de minérios. As configurações dos fornos incluem tipos abertos, fechados (totalmente selados) ou semi-fechados, com corpos de forno que podem ser fixos ou rotativos.
Fornos Elétricos de Refino
Este tipo é usado para refinar ferroligas para graus de médio carbono, baixo carbono e micro carbono. Tipicamente variando de 1.500 a 6.000 kVA de capacidade, os fornos de refino são abertos e fixos ou basculantes e cobertos. O tipo fixo se assemelha a um forno de redução e pode usar eletrodos contínuos de auto-cozedura, enquanto o tipo basculante é semelhante a um forno de fabricação de aço por arco elétrico e emprega eletrodos de grafite ou carbono.
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Descrição Detalhada
1. Forno Elétrico de Redução
O forno de redução, ou forno de arco submerso, opera com eletrodos imersos na carga. Fornos abertos e fixos eram antes padrão, mas os avanços nos controles ambientais e na recuperação de calor residual levaram à adoção de fornos fechados ou capelas de baixa emissão para vários produtos. Os projetos semi-fechados também são comuns.
Um corpo de forno rotativo ajuda a evitar a formação de pontes na carga, reduz o superaquecimento localizado ("jato de chama" de formações de crosta), promove a distribuição uniforme da carga, expande a zona de reação e garante a operação suave do forno.
Capacidade do Forno:
Historicamente, as capacidades variavam de algumas centenas a dez mil quilovolt-amperes (kVA). Desde a década de 1950, a tendência tem se movido em direção a unidades maiores. Na década de 1970, os fornos recém-construídos normalmente atingiam 20.000–40.000 kVA, com os maiores fornos fechados atingindo 75.000 kVA e os maiores fornos semi-fechados atingindo 96.000 kVA.
Características de Design Modernas:
Os fornos de redução de ferroligas modernos geralmente apresentam um refratário circular com três eletrodos, embora os grandes fornos de ferromanganês possam usar projetos retangulares com múltiplos eletrodos. Alguns grandes fornos de ferrossilício incorporam um mecanismo rotativo, com o corpo do forno girando totalmente ou oscilando lentamente por um período de 30 a 180 horas por revolução.
Os fornos fechados são equipados com telhados selados, enquanto os fornos semi-fechados têm aberturas de capuz ajustáveis para controlar a entrada de ar e a temperatura dos gases de combustão.
Sistema de Eletrodos:
Eletrodos contínuos de auto-cozedura são amplamente utilizados, com diâmetros de até 2.000 mm (alguns são ocos). Esses eletrodos consistem em um revestimento de aço cilíndrico preenchido com pasta de eletrodo. Durante a operação, o calor da resistência elétrica e o calor radiante do forno cozem a pasta em um eletrodo de carbono sólido. À medida que o eletrodo se consome, novas seções do revestimento são soldadas e preenchidas com pasta fresca.
O porta-eletrodo, composto por grampos de contato (placas de cobre condutoras), tubos de cobre e anéis de retenção, conduz a corrente para o eletrodo, o prende na altura desejada e ajuda a regular o processo de cozimento. Um mecanismo de elevação e deslizamento do eletrodo suporta toda a coluna e ajusta sua profundidade de imersão.
Rede Curta:
Os condutores de alta corrente que conectam o lado de baixa tensão do transformador aos porta-eletrodos são chamados de "rede curta". Tipicamente construída a partir de barras de barramento de grande seção—incluindo feixes rígidos, cabos flexíveis e tubos de cobre—esta rede completa a conexão delta dos enrolamentos secundários do transformador nos eletrodos para a maioria dos fornos grandes.
2. Forno Elétrico de Refino
Usados para refinar ferroligas de médio, baixo e micro carbono, os fornos de refino geralmente têm capacidades entre 1.500 e 6.000 kVA. Eles vêm em dois designs principais: fornos fixos abertos ou fornos basculantes cobertos.
Forno Fixo Aberto: Semelhante a um forno de redução, este tipo pode ser equipado com eletrodos contínuos de auto-cozedura.
Forno Basculante Coberto: Semelhante a um forno de fabricação de aço por arco elétrico, este design usa eletrodos de grafite ou carbono pré-cozidos.
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