Forno Cubilô (Cupola): Projeto, Operação, Benefícios e Aplicações em Fundições

Forno Cubilô (Cupola Furnace) é dispositivo de fusão usado para fundir ferro fundido, ferro Ni-resist, e alguns bronzes e usado em Fundições. O cubilô pode ser feito de qualquer tamanho e tamanho medido em diâmetros variando de 1,5 a 13 pés. Forma é cilíndrica e equipamento arranjado verticalmente com portas que abrem para baixo e para fora para soltar o fundo. Topo aberto ou com tampa para escapar gases ou evitar chuva. Pode ser equipado com tampa para controlar emissão de gases e puxar gases para dispositivo para resfriar e remover material particulado.

Casco do cubilô feito de aço e tem revestimento de tijolo refratário e material de remendo refratário plástico. Mistura de argila e areia usada como revestimento de fundo e revestimento é temporário. Carvão pode ser misturado com revestimento de argila então quando aquece carvão se decompõe e ligação se torna friável. Isto facilita abertura dos dois furos. Fundo do revestimento comprimido contra portas de fundo. Jaquetas de resfriamento também equipadas em alguns cubilôs para manter laterais frias e com injeção de oxigênio para fazer coque queimar mais quente.

Forno Cubilô:

Princípio:

Forno cubilô funciona no princípio simples que combustão de coque gera dióxido de carbono e calor e isso causa fusão do ferro. Ferro drena para baixo quando fundido.

Posteriormente, dióxido de carbono parcialmente reduzido, reduzido novamente consumindo energia e coque com monóxido de carbono, dióxido de carbono e coque fornecido presente no equilíbrio de reação então possível mostrar razão de combustão definida para utilização de energia térmica para combustão do coque.

Finalmente, alta concentração de monóxido de carbono presente no gás de escape e pode ser extraído do forno.

Construção:

Forno cubilô construído na forma de casca cilíndrica vertical oca de aço e revestido internamente com material refratário. Forno geralmente apoiado em quatro pernas de ferro fundido montadas em base de concreto.

Fundo do forno fechado por duas portas de ferro fundido articuladas à placa de base do forno. Caixa de vento de ferro fundido circunda exterior do fundo do forno. Esta caixa conectada a tubo do soprador do forno conhecido como tubo de sopro. Ar que fornece oxigênio necessário para queimar combustíveis forçado através do cubilô por um soprador. Topo do forno protegido por tela de malha e coberto com chaminé cônica para faíscas, que permite livre ventilação de gás residual e desvia faíscas e poeira de volta ao forno.

Funcionamento

Basicamente, operação do forno cubilô consiste nas seguintes etapas:

Após construir cubilô, certificar que está completamente seco antes de acender. Qualquer escória ao redor dos tubos de sopro (tuyeres) de execuções anteriores precisa ser limpa adequadamente.

Também, parte quebrada reparada com mistura de areia de sílica e argila refratária. Sobre área queimada, camada de material refratário aplicada com espessura de 6 polegadas ou mais compactada no fundo inclinada para furo de vazamento para garantir melhor fluxo de metal fundido.

Furo de abertura de cerca de 30 mm diâmetro e furo de vazamento de cerca de 25 mm diâmetro providos.

Fogo de madeira aceso. Quando madeira queima bem, coque despejado no leito bem do topo. Certificar que coque queima também. Leito de coque de cerca de 40 polegadas colocado próximo à areia.

Primeiro sopro de ar ligado em taxa menor que normal para provocar o coque. Haste medidora também usada indicando altura do leito de coque. Por cerca de 3 horas queima feita antes do metal fundido requerido.

Agora carga alimentada no cubilô. Muitos fatores como composição da carga afetam estrutura final do ferro cinzento obtido. Composta de 10% aço, 50% sucata de ferro cinzento, e 3% calcário como fundente.

Camadas alternadas formadas por estes constituintes. Além de calcário, fluorita e cinza de soda também usadas como material fundente. Função principal do fundente é remover impurezas no ferro e proteger ferro da oxidação.

Após forno completamente carregado, deixado permanecer assim por cerca de 1 hora. Como processo prossegue na carga, lentamente aquece pois sopro de ar mantido fechado e por isso ferro absorve calor.

No final do período de imersão, sopro de ar aberto. Abertura superior mantida fechada até metal fundir. Quantidade suficiente de metal coletada. Conteúdo da carga move para baixo conforme fusão prossegue.

Taxa de carregamento igual à taxa de fusão. Forno mantido cheio durante todo aquecimento.

Alimentação de carga e sopro de ar parados quando não mais fusão requerida. Placa de fundo abre quando suporte removido. Escória depositada removida. Cubilô roda continuamente e período de fusão não excede 4 horas na maioria das vezes. Mas pode operar por mais de 10 horas.

Vantagens:

• Baixo custo de construção.
• Baixo custo de manutenção.
• Baixo custo de operação.
• Operadores muito qualificados não requeridos.
• Simples na construção.
• Simples nas operações.
• Composição de fusão pode ser controlada.
• Pequena área de piso requerida.

Desvantagens:

Com longa lista de vantagens, forno cubilô também vem com algumas limitações:

• Às vezes difícil manter temperatura no forno cubilô.
• Elementos metálicos convertidos em seus óxidos que não são adequados para fundição.

Aplicação:

Forno cubilô usado amplamente como unidade de fusão para ferro fundido. Algumas características que tornam forno cubilô método primário usado na fusão de ferros em fundições:

• Forno cubilô é único método contínuo durante operações.
• Taxa de fusão do forno cubilô é alta.
• Fácil de operar. Custos operacionais no uso de forno cubilô comparativamente muito baixos a outros métodos para este propósito.

Embora tendo tais grandes fatores, uso de forno cubilô está declinando e pessoas optando por fusão por indução elétrica.

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