Forno Cubilot Os primeiros fornos cubil foram construdos

Forno Cubilot • Os primeiros fornos cubilô foram construídos há mais de um século. • Eles surgiram antes da Primeira Guerra Mundial, mas com características básicas, que foram evoluindo até chegar aos fornos modernos, de última geração e totalmente automatizados.

Forno Cubilot

Forno Cubilot

Forno Cubilot • Embora seja considerado um forno em extinção ainda responde por cerca de 2% de todo o metal produzido - o que equivale dizer algo como 30. 000 ton. /ano. • Esse percentual engloba somente a produção das fundições que utilizam um único equipamento de fusão e que correspondem à, aproximadamente, metade das empresas cadastradas.

Forno Cubilot • O cubilô pode ser descrito como um forno de cuba, funcionando em contracorrente, onde o carvão/coque têm a função de ser o elemento combustível e o sustentáculo da carga metálica • O consumo típico de coque é da ordem de 150 kg/ton. Com isso, o ferro produzido no cubilô pode custar até a metade do obtido em forno elétrico, o que explica a sua nãodesativação.

Forno Cubilot • Ainda apresenta como vantagem o baixíssimo investimento inicial requerido para sua construção, pois é praticamente um forno artesanal.

Forno Cubilot

Forno Cubilot – Cilindro de placas de Aço com revestimento refratário – Crisol: parte inferior, onde se deposita o Ferro Fundido. – Caixa de vento: alimentação do ar necessário para a combustão do carvão.

Forno Cubilot • Ar soprado com pressão entre 0, 03 e 0, 10 kg/cm², controlado por manômetros. • Garantir boa temperatura e fluidez do metal líquido. • Correto fluxo de ar para elevação da temperatura através da combustão completa do carvão. • Excesso de ar acarreta resfriamento do ferro líquido nos canais.

Forno Cubilot • Em contrapartida, é um forno altamente poluente, de difícil controle, principalmente quando se deseja produzir ferro com baixo carbono equivalente e baixo enxofre. Assim, esse equipamento opera bem para produção de ferros de baixa resistência ou em operação duplex com o indução.

Forno Cubilot • Um forno com 0, 5 m de diâmetro interno e cuba de 3, 5 m pode produzir ≅ 1, 5 ton. /h com cargas alternadas de 180 kg de metal, 20 kg de coque e 6, 5 Kg de calcário. Já um forno com 1, 5 m de diâmetro pode produzir até 13 ton. /h.

Forno Cubilot • O mecanismo de fusão do cubilô se baseia na combustão do coque a partir do ar soprado nas ventaneiras e define no forno três regiões: • ♦ zona de combustão (queima do coque) ou de oxidação de elementos como silício e manganês que provocam o superaquecimento do banho. • ♦ zona de redução do coque ou de fusão do metal. • ♦ zona de pré-aquecimento da carga metálica.

Forno Cubilot • A posição relativa destas zonas depende de três variáveis de operação que são interligadas: pé - ou leito - de coque, coque entre cargas e vazão de ar. • Alterando-se uma ou mais delas a resposta só se fará sentir a médio prazo, à medida que a carga for descendo.

Forno Cubilot • Daí advém a dificuldade de controle do produto no cubilô, que é feito de forma indireta: • pela cor do metal que goteja (mais claro que o coque); pela cor da escória (à medida que se torna mais escura indica a presença de óxidos metálicos), etc.

Forno Cubilot • Nas áreas urbanas este tipo de equipamento já foi praticamente desativado, principalmente, devido à pressão exercida pelos órgãos de controle ambiental. • Também a expansão da demanda do mercado por ferro nodular no lugar do ferro cinzento tem levado a substituição do cubilô pelo forno de indução a cadinho.

Forno Cubilot

Forno Cubilot • O ferro fundido é depositado entre os canais e a placa de fundo, na parte inferior do cubilô, permanecendo as escórias sobre a superfície do ferro líquido. • A escória é evacuada por orifício adequado: escoriador. • Evita que as escórias alcancem os canais, provocando sua obstrução.

Forno Cubilot • Essa tecnologia moderna surgiu na Alemanha, desenvolvida pela GHW, após a Segunda Guerra Mundial. • No Brasil, o primeiro forno cubilô moderno foi instalado 1982, na Sofunge, naquela época a maior fundição do país. • Antes de adquirir esse forno, a Sofunge tinha 12 cubilôs convencionais, a maioria deles adquiridos de segunda mão nos Estados Unidos.

Forno Cubilot • Foi com um deles que a empresa obteve a fusão e depois o aquecimento num forno elétrico e fundiu o primeiro bloco de motor fabricado no Brasil, em 1958, para a Mercedes Benz. • Anos depois a Mercedes Benz passou a ser o principal cliente da Sofunge e acabou adquirindo-a posteriormente.

Forno Cubilot • A maioria dos cubilôs em funcionamento no país são simples e de pequeno porte, que podem ser desligados quando for necessário. Já os cubilôs modernos foram projetados para funcionar ininterruptamente. • O segundo cubilô moderno do Brasil, com capacidade para produzir de 20 a 22 toneladas por hora, foi inaugurado em 2001, na Luk, cuja fundição ficava em Mogi Mirim (SP) e sua fábrica de freios em Sorocaba (SP). O terceiro começou a funcionar em 2005, na Teksid do Brasil, a empresa fundidora controlada pela Fiat, em Betim (MG).

Forno Cubilot • Atualmente, é o maior da América do Sul, com capacidade para produzir 25 toneladas por hora. Por enquanto, só existem três fornos cubilô modernos em funcionamento no Brasil, mas os fornos cubilô são de alta capacidade de produção. • O “campeão” deles, com uma capacidade nominal de 90 toneladas por hora, foi vendido para uma empresa dos Estados Unidos, mas hoje já se fala em ultrapassar a barreira das 100 toneladas.

Forno Cubilot • Os fornos cubilôs convencionais são equipamentos poluidores, e não era diferente com os que estavam instalados na Sofunge funcionando em sua sede na Vila Anastácio, em São Paulo. .

Forno Cubilot • A Cetesb, o órgão de controle ambiental paulista, não demorou para exigir da empresa uma solução para o problema da poluição. • A Mercedes Benz, que naquela época detinha o controle acionário da Sofunge, decidiu adquirir um cubilô moderno na Alemanha.

Forno Cubilot • Os cubilôs de última geração estão equipados inclusive para retirar as partículas sólidas e gasosas e para aproveitar o calor antes da fumaça ser expelida. • De um total de 135 fundições funcionando com fornos cubilôs no Brasil, somente três contam com equipamentos como esse.

Forno Cubilot • Nos últimos anos, porém, várias empresas nacionais já pediram orçamentos para a Küttner – a empresa que sucedeu a GHW – e sua implantação só depende da tomada de decisões. • No total, são cerca de dez projetos em andamento, com capacidades que chegam a 40 ou 50 toneladas por hora.

Forno Cubilot • Esses novos projetos resultaram da expectativa criada pelo recente desempenho da indústria automobilística nacional, cujo aquecimento se refletiu na demanda de autopeças, tanto para o mercado interno quanto para o externo.

Forno Cubilot • O detalhe a ser considerado é que esses orçamentos foram solicitados antes da atual crise global, o que permite imaginar que esses novos investimentos devem ser postergados até que a situação fique mais definida – isto é, se eles forem realizados.

Forno Cubilot • Na sua essência o forno cubilô é um forno de fusão, cuja função é fundir a carga metálica utilizando como fonte de calor um combustível sólido, aquela pedra de carvão mais conhecida como coque. Ele é, portanto, um forno de fusão combustível sólido.

Forno Cubilot • Ele é, portanto, um forno de fusão combustível sólido. No entanto, para atender à demanda dos países árabes produtores de petróleo, há cerca de 20 anos foi inventado um forno cubilô que utiliza gás como combustível.

Forno Cubilot • Hoje existem em torno de 30 desses fornos em funcionamento na Europa, que são eficientes, só que têm um custo operacional superior aos dos fornos cubilôs a coque.

Forno Cubilot • Os pesquisadores franceses que desenvolveram o cubilô a gás tiveram de substituir as pedras de coque por esferas cerâmicas, que precisam ser continuamente aquecidas. • O princípio do cubilô está no uso do coque ou, no caso dos fornos a gás, nas esferas cerâmicas que o substituem. É a esfera – seja coque ou cerâmica –, que transmite o calor à carga metálica a ser fundida.

Forno Cubilot • O coque não é um combustível puro; ele tem uma quantidade de cinzas que, por sua vez, contêm enxofre, que é prejudicial quando se trata de fazer um produto especial, o ferro fundido nodular. • Nesse caso, é preciso então tirar o enxofre através de um processo externo de dessulfuração.

Forno Cubilot • Como o gás não tem enxofre, os fornos cubilô a gás se prestam para fazer ferro fundido nodular. • Assim, os 35 fornos cubilô que existem na Europa são usados só para fabricar ferro fundido 100% nodular.

Forno Cubilot • Isso, porém, não quer dizer que o cubilô a gás seja melhor do que o cubilô a coque. Isso depende do tipo de metal que precisa ser produzido. • Para atender a indústria automobilística, o cubilô a coque continua sendo o favorito porque ele tem condições de fazer o metal com altas temperaturas.

Forno Cubilot • O forno a gás tem um inconveniente: ao queimar o gás, ele não consegue captar todo calor gerado pela queima para mantê-lo nas esferas. • Uma parte dessas calorias, o próprio gás queimado leva para a chaminé e se perde com a fumaça, que sai quente.

Forno Cubilot • Essas calorias vão fazer falta dentro do forno, porque o metal não sai tão quente como nos fornos a coque. • Ele sai morno do cubilô e precisa ser aquecido novamente, gerando um custo adicional. Já com o coque esse problema não existe.

Forno Cubilot • O princípio dos fornos cubilô é o mesmo tanto nos convencionais quanto nos modernos. • O que mudou foi o grau de automatização, que foi responsável pelo significativo aumento de sua produtividade e, ao mesmo tempo, por uma sensível redução no impacto ambiental causado por esses equipamentos.

Forno Cubilot • Depois deles, novas tecnologias surgiram, mais modernas e sofisticadas, como os fornos elétricos e por indução, mas elas não são viáveis para grandes volumes de produção. • Algumas empresas solucionam essa deficiência instalando vários fornos de indução para executar o mesmo trabalho de um forno cubilô.

Forno Cubilot • O problema é que os fornos de indução são muito caros e, para se obter a mesma produtividade, a diferença entre os investimentos requeridos pode ser de um zero a mais, isto é, para se obter o mesmo volume, os fornos por indução podem custar dez vezes mais. • Assim, o que conta não é a quantidade de fornos implantados, mas o volume de metal produzido.