Análise da influência da condição de entrada de lingotes e de retorno de fundição de alumínio no processo de fusão de um forno de fusão tipo soleira seca

Abstract

A gênese do processo de fabricação de peças por fundição sob pressão se dá nos fornos de fusão, que representam considerável parte dos custos de produção neste tipo de indústria. É proposta, neste trabalho, uma análise da influência de diferentes condições de entrada de lingotes e de retorno de fundição em um forno tipo soleira seca sobre o consumo de combustível e os custos associados. Foi realizada a caracterização experimental do processo de fusão de alumínio sob diferentes condições de carregamento em um forno de fusão tipo soleira seca e realizado um balanço energético do forno, permitindo a análise da influência dos diferentes tipos de carregamento. O modelo validado foi utilizado para estudar a influência da temperatura do alumínio alimentado sobre o consumo de combustível. Encontrou-se como resultado que a utilização de lingotes cortados e de galhos no carregamento favorece o melhor aproveitamento da energia, que existe um potencial significativo de redução de consumo ao utilizar lingotes cortados no carregamento do forno e que existe um potencial de redução de 33% da energia necessária para fundir e aquecer o alumínio para cada 100ºC de variação de temperatura de entrada do material a alimentar no forno, o que corresponde à uma redução de consumo de combustível de 5% a 7%.

The origin of the die casting manufacturing process takes place in the melting furnaces, which represent a considerable part of the production costs in this type of industry. It is proposed in this work an influence analysis of different ingot and die casting return entrance conditions in a shaft furnace about the fuel consumption and associated costs. An experimental characterization of the aluminum melting process under different loading conditions in a shaft melting furnace has been made and an energy balance of the furnace has been created, allowing the influence analysis of different loading types. The validated model was used to study the temperature influence of the fed aluminum on the fuel consumption. It has been concluded that the use of smaller ingots and die casting returns in the loading favors the best use of energy, that there is a significant potential of fuel consumption reduction using smaller ingots and that there is a potential of reduction of 33% of the energy to melt and heat the aluminium for every 100°C increase of the inlet temperature of the material entering the furnace, which corresponds to a fuel consumption reduction of 5% to 7%.