Você sabe o que é um Forno Elétrico a Arco? Hoje vamos falar sobre esse equipamento que é o coração de uma aciaria elétrica. O Forno Elétrico a Arco (ou FEA) é um reator metalúrgico que tem a capacidade de transformar sucata em aço de alta qualidade, reciclando este material.

O FEA teve o início de seu desenvolvimento no século XIX e, há pouco mais de 100 anos, em 1909, Paul Heroult criou o primeiro FEA trifásico de carcaça circular que ainda hoje serve de base para o design dos fornos modernos.

Quais as vantagens do FEA em relação ao impacto ambiental?

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 de 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]

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 um Forno Elétrica a Arco?

O FEA usa eletricidade (arco elétrico) para fundir aço reciclado, ou seja, transformar a sucata em um aço novo, de alta qualidade.

O que é e como funciona um arco elétrico?

Um arco elétrico é estabelecido entre cada eletrodo de grafite e a própria carga metálica (sucata). Ele (arco elétrico) é controlado por corrente e tensão, através de um um sistema de reguladores. Esse arco chega a temperaturas 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. Mas os detalhes disso são assunto para um outro post.

Gostou de saber um pouco mais sobre o Forno Elétrico a Arco? Deixe aqui seus comentários e perguntas! Em breve voltaremos, cada vez mais Conhecendo o Processo de Aciaria.

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

Conteúdo produzido por Marcelo Carboneri Carboni
Gerente Técnico de Aciaria em GSB
Engenheiro Metalurgista e Mestre em Engenharia Metalúrgica pela Poli-USP, MBA com ênfase em Gestão pela FGV, Especialista em Lingotamento Contínuo pela Technische Universität Clausthal.
Trabalha há 20 anos em Tecnologia de Aços Especiais e Aciaria, sendo 12 anos no Grupo Gerdau.

 

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