Conhecendo o Forno Elétrico a Arco

Você sabe o que é um Forno Elétrico a Arco? Hoje vamos falar sobre esse equipamento que é o coração de uma aciaria elétrica. Nesse post, você vai conferir mais detalhes sobre: 

• O que é um Forno Elétrico a Arco?
• Como é a estrutura de um FEA?
• Como funciona o Forno Elétrico a Arco?
• Quais são as vantagens do Forno Elétrico a Arco? 

O que é um Forno Elétrico a Arco?

O Forno Elétrico a Arco (ou FEA) é um equipamento utilizado em processo de fusão de materiais, especialmente metais. Trata-se de um reator metalúrgico que tem a capacidade de transformar sucata em aço de alta qualidade, reciclando o material. Amplamente empregado em setores industriais como a siderurgia e a metalurgia, o FEA tem ganhado popularidade devido à sua eficiência energética. 

O início do desenvolvimento do FEA remete ao século XIX, sendo que, em 1909, Paul Heroult criou o primeiro FEA trifásico de carcaça circular. Ainda hoje, esse modelo serve de base para o design dos fornos modernos. 

Como é a estrutura de um FEA?

A estrutura básica de um FEA tem uma carcaça, abóbada, porta de escória, um canal de vazamento, três eletrodos de grafite com seu sistema de controle e um sistema queimadores e injetores.

Como funciona o Forno Elétrico a Arco?

O FEA funciona por meio de um processo de fusão elétrica. Em resumo, se baseia em um recipiente em que os materiais são depositados e submetidos a um arco elétrico intenso, que é gerado por eletrodos.

O arco elétrico aquece o material a altas temperaturas, que chegam a fundir o material e permitir que ele se misture de forma homogênea. O Forno Elétrico a Arco é operado a partir de um painel de controle, que monitora a temperatura, a corrente elétrica e outros parâmetros para garantir que o processo de fusão ocorra com segurança e eficiência. 

O que é um arco elétrico?

Agora que você já sabe que o FEA precisa de arco elétrico para funcionar, talvez esteja se perguntando o que é esse fenômeno e como ele funciona. 

Bom, um arco elétrico é estabelecido entre cada eletrodo de grafite e a própria carga metálica (sucata). É controlado por corrente e tensão, através de um um sistema de reguladores. Esse arco chega a temperaturas muito altas, acima de 5000ºC localmente, e serve como a principal fonte de calor para fundir o aço. 

Em fornos modernos, utilizam-se também lanças de oxigênio, queimadores a gás e injetores de carbono para fornecer energia adicional por meio de reações químicas. Após a fusão, podem ser adicionados elementos de liga, ajustando a composição química do novo aço de acordo com as especificações do produto desejado.

No processo do forno, existe uma etapa de fusão da carga metálica, seguida de uma etapa de refino, chamada de refino primário do aço. O carregamento do forno é feito por cima, abrindo-se a abóbada. Tipicamente, são necessários dois a três carregamentos no forno, uma vez que a sucata ocupa um volume muito maior que o aço líquido.

Uma vez terminada a fusão, o refino do aço ocorre por meio de injeção de oxigênio para remover elementos indesejados da sucata, que vão para a escória. Com a injeção de carbono, faz-se a desoxidação do banho e a espumação da escória, que é removida pela porta de escória. Assim, é possível controlar a composição química do aço líquido, seu nível de oxidação e sua temperatura. Esses parâmetros são muito importantes para as próximas etapas do processo de aciaria.

Ao final do refino, o aço é vazado em uma panela e está pronto para seguir os demais processos de aciaria. A partir desta etapa, o aço produzido via FEA segue para os processos subsequentes de refino secundário, lingotamento, reaquecimento, laminação, etc, da mesma maneira que o aço produzido a partir de minério de ferro.

Quais são as vantagens do Forno Elétrico a Arco?

O FEA possui diversas vantagens em relação a outros tipos de fornos. Em primeiro lugar, ele é extremamente eficiente em termos de energia, já que utiliza eletricidade para gerar o arco elétrico, medida mais eficaz do que a queima de combustíveis fósseis. Isso também faz com que o Forno Elétrico a Arco seja uma opção mais sustentável e econômica para muitas empresas. 

Quando se trata do efeito do FEA no meio ambiente, convém mencionar que o aço pode ser reciclado infinitas vezes sem perder suas propriedades originais e, por isso, a geração de sucata de aço nunca será um problema ambiental. Atualmente, cerca de 28% do aço no mundo é produzido via Forno Elétrico.

Reciclar essa sucata de aço em um Forno Elétrico a Arco traz muitas vantagens em termos de impacto ambiental. Na comparação com o método tradicional de produção de aço a partir de minério de ferro, cada tonelada de aço produzido a partir de sucata economiza 1.400kg de minério de ferro, 740kg de carvão mineral e 120kg de cal. Isso sem contar o impacto em gases de efeito estufa: cada tonelada de aço reciclado deixa de emitir 1,5t de CO2!

Estima-se que cerca de 25 bilhões de toneladas de sucata foram recicladas desde 1900. Isso representa uma redução do uso de cerca de 35 bilhões de toneladas de minério de ferro, 18 bilhões de carvão e redução de emissão de 38 bilhões de toneladas de CO2. [1]

Além de seu impacto ambiental mais positivo, o FEA é capaz de fabricar produtos de alta qualidade e homogeneidade, devido à sua habilidade de fundir materiais de forma mais uniforme. Ele também é altamente versátil, podendo ser utilizado em uma ampla variedade de aplicações e setores. 

E aí, gostou de saber um pouco mais sobre o Forno Elétrico a Arco? Deixe aqui seus comentários e perguntas!

[1] fonte: http://www.worldsteel.org/about-steel/steel-facts.html