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O processo de fusão num forno de arco elétrico (FAE) é um método altamente eficiente e controlado para fundir metais, particularmente sucata de aço, utilizando arcos eléctricos gerados entre os eléctrodos e a carga metálica.O processo envolve várias fases, incluindo o carregamento, a fusão e a refinação, e baseia-se no calor intenso produzido pelo arco elétrico para fundir o metal.O forno funciona com uma corrente eléctrica trifásica e a temperatura do arco pode atingir os 1800°C (3275°F), garantindo uma fusão rápida.Os principais factores que influenciam o processo incluem a temperatura, a presença de impurezas, a formação de escórias e os oxidantes.O FEA é amplamente utilizado na produção de aço devido à sua capacidade de reciclar sucata metálica e à sua natureza autónoma, não necessitando de uma fonte de calor secundária.

Pontos-chave explicados:

1. Geração de arco elétrico e produção de calor:

   • O forno de arco elétrico gera calor através de um arco elétrico formado entre os eléctrodos de grafite e a carga metálica.
   • A temperatura do arco pode atingir até 1800°C (3275°F), fornecendo calor suficiente para fundir metais rapidamente.
   • O processo é autónomo, o que significa que não necessita de uma fonte de calor externa, tornando-o eficiente em termos energéticos.

2. Fases do processo de fusão:

   • Carregamento:A sucata metálica pesada e ligeira é carregada no forno utilizando um grande cesto.A sucata é frequentemente pré-aquecida utilizando gases de escape para melhorar a eficiência energética.
   • Fusão:Os eléctrodos são baixados sobre a sucata e forma-se um arco elétrico.A tensão é aumentada para acelerar o processo de fusão.Durante esta fase, o carbono, o silício e o manganês do metal são oxidados.
   • Refinação:Após a fusão, são adicionados agentes de refinação, como a cal queimada e a escória, que ajudam a remover as impurezas do metal fundido.

3. Papel da escória e dos oxidantes:

   • A formação de escória é fundamental para remover as impurezas e melhorar a qualidade do metal fundido.A cal queimada e a escória são adicionadas para facilitar a formação de escórias.
   • Os oxidantes são utilizados para acelerar o processo de fusão e melhorar a eficiência da remoção de impurezas.

4. Consumo de energia e eficiência:

   • O forno elétrico de arco requer aproximadamente 350 kWh a 370 kWh de energia para fundir uma tonelada de sucata metálica.
   • A utilização de sucata pré-aquecida e de gases de escape aumenta a eficiência energética global do processo.

5. Aplicações e vantagens:

   • Os FEA são utilizados principalmente para reciclar sucata de aço e produzir aços carbono e ligas de aço.
   • O processo é amigo do ambiente, uma vez que recicla a sucata metálica e reduz a necessidade de matérias-primas.
   • A capacidade de controlar com precisão o processo de fusão torna os FEA adequados para a produção de aço de alta qualidade com composições químicas específicas.

6. Factores que influenciam o processo de fusão:

   • Temperatura:A alta temperatura do arco elétrico é crucial para uma fusão rápida.
   • Pressão:Embora não seja explicitamente mencionado, o forno funciona em condições atmosféricas controladas.
   • Impurezas e escórias:A presença de impurezas afecta a qualidade do metal fundido, e a formação de escórias é essencial para a remoção de impurezas.
   • Oxidantes:Os oxidantes são utilizados para acelerar o processo de fusão e melhorar a qualidade do metal.

Em suma, o processo de fusão num forno de arco elétrico é um método sofisticado e eficiente para fundir metais, particularmente sucata de aço.Envolve a geração de calor intenso através de arcos eléctricos, seguido de fases controladas de carregamento, fusão e refinação.O processo é eficiente em termos energéticos, amigo do ambiente e capaz de produzir aço de alta qualidade com composições químicas precisas.

Tabela de resumo:

Aspeto-chave	Detalhes
Temperatura do arco elétrico	Até 1800°C (3275°F) para uma fusão rápida.
Consumo de energia	350-370 kWh por tonelada de sucata metálica.
Fases do processo de fusão	Carregamento, fusão e refinação.
Papel da escória	Elimina as impurezas; formada com cal queimada e escória.
Aplicações	Reciclagem de sucata de aço, produção de aços de carbono/liga.
Vantagens	Eficiência energética, respeito pelo ambiente, composições químicas exactas.

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