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MATERIAL PARA CONSTRUÇÃO DE FORNOS - Coggle Diagram
MATERIAL PARA
CONSTRUÇÃO DE FORNOS
INTRODUÇÃO
objetivo principal
da fornalha
aquecimento controlado
do produto
menor consumo de combustível
altas temperaturas
breve histórico
de materiais de fornos
primeiros fornos eram estruturas de tijolo e pedra
adição progressiva de faixas de reforço de aço para fortalecimento da estrutura
reforço de aço tornou-se parte do projeto inicial, mas ainda com estrutura básica de tijolos (refratário)
atualmente: invólucro de aço com revestimento resistente ao calor
redução do vazamento de gás e de ar
menor custo e maior facilidade de manutenção (revestimento é mais barato do que reconstruir)
maior segurança (redução de detritos voadores se explodir)
maior flexibilidade de design
forma
tamanho
tipo de resina
REQUISITOS BÁSICOS
DE DESEMPENHO
funções da
estrutura do forno
fornecer um
ambiente controlado
para o processo
fornecer
espaço
com geometria adequada
para
combustão eficaz
transferência de calor eficaz
conter com segurança
e
(se for o caso)
transportar
o produto
minimizar vazamento
de gás e de ar
minimizar perdas de energia
(convecção e radiação)
ter
vida longa
ser
fácil de manter
considerações para o design
minimização da corrosão
à alta temperatura
necessidade de
resistência adequada sob carga
acomodação de
expansão irreversível por mudanças da estrutura do refratário
durante aquecimento inicial
acomodação de
expansão térmica diferencial
potencial de
reação química entre o produto e a estrutura interna
do forno
CONSIDERAÇÕES PRÁTICAS
DE ENGENHARIA NO USO DE
REFRATÁRIOS
consumo do material refratário
durante o ciclo operacional normal do forno
categorias de motivos de
falhas refratárias
condições operacionais
normais ou adversas
escolha incorreta de material
instalação inadequada
projeto deve
permitir substituição do refratário
seleção adequada para evitar falha prematura
uso de diferentes tipos de
refratários no projeto do forno
ambiente local do forno
material do refratário
método de construção mais adequado
seleção deve ser feita
em conjunto com fornecedores de refratários
dados técnicos de produtos
experiência sobre o desempenho dos produtos
diferentes fontes de matéria-prima podem alterar as propriedades dos tijolos
operador deve manter registro abrangente do desempenho do refratário em cada forno
guia de otimização para seleção de refratários
refratário de tijolos
tipos de ligação
entre tijolos
faces de encaixe secas
aplicação em fornos de arcos ou rotativos
(curvatura considerável)
uso de tijolos cônicos
personalizados
cimento de ligação
fragmentação dos tijolos
desprendimento da superfície
de trabalho dos tijolos individuais
causada por
tolerância insuficiente à expansão
aquecimento muito rápido, gerando
tensão excessiva na face quente
estrutura externa em aço
uso de espaçadores finos
de papelão, madeira ou aço macio
servem como "juntas de dilatação"
aquecimento do forno gera
queima dos espaçadores
expansão térmica
adequada da estrutura
seção refratária monolítica
mais crítica do que usar tijolos
essencial usar teor correto
de água no cimento refratário"
necessidade de cura e aquecimento
de acordo com temperatura de serviço
fatores de desgaste
escória/revestimento de superfície
ataque por gases corrosivos
ataque por materiais que reduzem resitência
aquecimento excessivo, gerando fusão do material
METAIS DE ALTA
TEMPERATURA
fatores que devem
ser conhecidos
faixa de temperatura
operacional
cálculos a partir dos requisitos
de serviço do forno
frequentemente estimada
incorretamente
erros associados
subestimar efeitos do
aquecimento radiativo
ignorar efeito do
resfriamento convectivo
carregamento de tensão
tipos de tensão
estática
tração
compressão
cisalhamento
dinâmica
tração
compressão
cisalhamento
cálculos a partir dos requisitos
de serviço do forno
ciclos de operação (fadiga)
cálculos a partir dos requisitos
de serviço do forno
vida útil (em anos e ciclos de
aquecimento e resfriamento)
componentes facilmente substituíveis
podem ter vida mais curta
componentes grandes, caros e que compõem o forno internamente devem ter vida mais longa