A criação de uma atmosfera redutora num forno envolve a compreensão dos princípios da combustão incompleta e a utilização de gases não oxidantes.
Este processo inclui o ajuste da relação entre o CO e o CO2, a utilização de gases de transporte como o azoto ou o árgon e, por vezes, a utilização de misturas diretas de gás de amoníaco dissociado ou de gases puros como o N2, Ar e H2.
O principal objetivo é evitar a corrosão do metal durante o recozimento e influenciar as propriedades dos produtos cerâmicos durante a cozedura.
4 Passos chave para criar uma atmosfera redutora num forno
1. Compreender a Atmosfera Endotérmica Controlável
Combustão Incompleta: A atmosfera endotérmica é formada pela combustão incompleta do gás bruto e do ar, que é menor ou igual a metade das necessidades teóricas de ar.
Este processo ocorre a altas temperaturas e sob a ação de um catalisador.
Fornecimento de calor externo: Uma vez que a própria mistura emite menos calor, é necessário o fornecimento de calor externo para manter a reação de combustão contínua.
Potencial de carbono ajustável: As quantidades relativas de CO e CO2, H2 e H2O, H2 e CH4 podem ser ajustadas através da variação da proporção de mistura de ar e gás bruto, permitindo o controlo do potencial de carbono da atmosfera.
2. Utilização de gases de transporte não oxidantes
Azoto ou árgon: Na metalurgia, os gases não oxidantes, como o azoto ou o árgon, são utilizados como gases de transporte para diluir os gases redutores, evitando a corrosão do metal durante o recozimento.
Produtos de combustão: A atmosfera redutora é normalmente obtida utilizando os produtos de combustão dos combustíveis e ajustando a relação CO:CO2.
3. Misturas diretas de gases e outros métodos
Amoníaco Dissociado: As misturas diretas de gás de amoníaco dissociado também podem criar uma atmosfera redutora.
Vácuo e gases puros: A utilização de vácuo ou a mistura de gases puros, como o N2, Ar e H2, também permite obter uma atmosfera redutora.
4. Efeitos sobre os produtos metálicos e cerâmicos
Recozimento de metais: As atmosferas redutoras são utilizadas em fornos de recozimento para aliviar a tensão do metal sem o corroer.
Cozedura de cerâmica: Na cozedura de cerâmica, uma atmosfera redutora pode alterar a cor dos vidrados e dos corpos de argila, removendo o oxigénio dos óxidos metálicos e afectando a presença de ferro na argila.
5. Tipos de fornos e controlo da atmosfera
Fornos de queima direta: Nos fornos de queima direta, apenas é possível um controlo limitado da atmosfera do forno, o que é adequado para alguns processos de tratamento térmico a baixa temperatura.
Fornos de combustão indireta: Para processos mais controlados, são utilizados fornos indirectos, em que o material é separado dos gases de aquecimento por uma mufla ou tubos radiantes e a câmara de trabalho é alimentada com uma atmosfera preparada gerada separadamente.
6. Tipos de atmosfera em fornos
Oxidante, neutra e redutora: Os termos "oxidante", "neutro" e "redutor" são frequentemente aplicados às atmosferas dos fornos, dependendo das reacções específicas necessárias para o processo.
Ao compreender estes pontos-chave, é possível criar eficazmente uma atmosfera redutora num forno, adaptada às necessidades específicas dos processos de recozimento de metais ou de cozedura de cerâmica.
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