guia de fluxo

GUIA DE FLUXO
DEFINIÇÕES E DIRETRIZES PARA O USO DE FLUXO
TÓPICOS
ASSUNTOS TRATADOS NESTA FICHA
• Selecionando um fluxo
• Tipos de fluxo
• Fluxo para tratamento de forno
• Uso de fluxo para fornos de
fundições
• Diretrizes de injeção de fluxo
SELECIONANDO UM FLUXO
FATOS SOBRE FLUXOS
Itens a serem considerados na escolha
de um fluxo:
• Tipo de forno
• Liga
• Método de fundição/vazamento
• Temperatura
• Resultados específicos desejados do
fluxo
TIPO DE FORNO
A seleção do fluxo é fortemente
influenciada pelo tipo de forno ou projeto.
Um forno do tipo cadinho naturalmente
tem diferentes características atmosféricas
do que as de um forno revérbero. Os
fornos de indução também mostram
características diferentes. Existem muitos
métodos para tratar eficientemente um
forno com fluxo. Portanto, o tipo de forno
deve ser considerado ao selecionar um
fluxo.
LIGA
A escolha do fluxo é também fortemente
influenciada pela liga do fundido. Por
exemplo, existem algumas ligas que são
extremamente sensíveis ao sódio, ou ligas
que não devem ser contaminadas com
cálcio. Existem também alguns fluxos no
mercado que removem os componentes
de liga, tais como o magnésio, o que
poderia afetar negativamente a química
de uma liga.
MÉTODO DE FUNDIÇÃO
(VAZAMENTO)
O método de fundição também é
importante ao escolher o fluxo adequado.
Além da remoção dos não-metálicos
do banho, o tratamento de uma liga de
alumínio será diferente para fundição
com molde permanente comparada
à fundição sob pressão. Por exemplo,
na fundição de molde permanente
para fundições de fundidos com baixa
propriedade mecânica, pode ser vantajoso
manter um nível de conteúdo de gás
maior do que em fundição em molde
de areia ou para fundição sob pressão,
simplesmente porque muitas fundições
de molde permanente são alimentadas
inadequadamente. Isto acarreta na
introdução de porosidade, artificialmente
e intencionalmente. No entanto, em
algumas aplicações, a porosidade
controlada tem pouco efeito sobre as
propriedades mecânicas, e a introdução de
gás é mais fácil e muito menos custoso do
que corrigir um problema de alimentação,
que pode exigir trabalho no molde. Um
exemplo de um método antiquado desta
mesma ação foi denominado “polling”,
onde um pequeno tronco de árvore verde
e descascado era mergulhada no banho
para adicionar os níveis desejados de gás.
Algumas fundições ainda usam uma batata
para realizar este método de adição de
gás para uma fundição.
TEMPERATURA
Um dos fatores mais importantes em
determinar se um fluxo será ou não bem
sucedido é a temperatura. A maioria dos
fluxos são à base de cloreto e têm pontos
de fusão muito específicos. Portanto, se a
fórmula é projetada para reagir na faixa de
704°C, e o operador está tentando tratar
o metal em 677°C, o fluxo na melhor
das hipóteses não reagirá com eficiência,
ou em alguns casos simplesmente
não reagirá. O mesmo cenário se
aplica se a temperatura vai acima da
faixa da temperatura recomendada. O
fluxo não funcionará corretamente, e
consequentemente occorre a termite.
PYROFLUX
RESULTADOS ESPECÍFICOS
DESEJADOS
Não existe tal coisa como um "FLUXO
UNIVERSAL". As variáveis que influenciam
o desempenho exigido de tal fluxo são
demasiado grandes para um único fluxo
cobrir todas os requisitos. Isto é devido a
complexa série de eventos que ocorrem
quando utiliza-se um fluxo para alcançar
resultados específicos desejados. Não é
incomum para uma operação usar mais
de um tipo de fluxo durante a operação.
MATERIAIS PARA FLUXOS
CONSIDERAÇÕES DE VARIÁVEIS
Os materiais para fluxos podem ser
misturados em pó, granular, ou em
tabletes sólidos. Cada tipo de material tem
vantagens e desvantagens, dependendo de
muitas circunstâncias diferentes e variáveis
tais como, custos, disponibilidade,
particulados e emissões, considerações
de liga, temperatura do alumínio,
gravidades específicas desejadas e método
de aplicação. Os fluxos podem ser
adicionados manualmente ou injetados
e podem executar sozinhos, ou em
combinação, várias funções que incluem
a desgaseificação, limpeza, elemento de
liga, oxidação, desoxidação ou refino. A
qualidade do metal em geral inclui práticas
de fluxos adequadas. Entre em contato
com seu engenheiro de vendas da Pyrotek
para determinar o fluxo adequado e taxas
de adição para sua operação.
CATEGORIAS DE USO
CATEGORIAS BÁSICAS
Existem quatro categorias básicas de
utilização de fluxo no metal líquido.
• Fluxo de Cobertura
• Fluxo de Desgaseificação
• Fluxo de Escorificação
• Fluxo de Limpeza
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Fluxo de Cobertura
O fluxo de cobertura é projetado para
agir como uma barreira protetora entre
a superfície do metal e a atmosfera para
evitar perdas desnecessárias de metal
à oxidação. A adição de um fluxo de
cobertura também impede que os óxidos
se precipitem fora da escória através da
formação de uma massa semi líquida
viscosa que segura as impurezas em
suspensão. Caso contrário, os óxidos
tornariam-se suspensos no banho, ou se
acumulariam no piso do forno.
Fluxo de Desgaseificação
O alumínio possui afinidade com o
hidrogênio. O fluxo de desgaseificação
é projetado para remover o hidrogênio
do banho. Se este hidrogênio não for
removido antes da fundição, o resultado
será a porosidade no metal.
Existem duas práticas principais de
desgaseificação listadas abaixo.
1.Fluxos gasosos:
Há uma grande variedade de métodos,
utilizando diversos gases para
desgaseificar, tais como nitrogênio,
argônio e freon. No entanto, nem
todos são ambientalmente favorável a
menos que o equipamento de controle
de poluição de ar seja utilizado em
conjunto com o gás. A desgaseificação
rotativa usando nitrogênio como
um expurgo assumiu o mercado
recentemente como o método aceito
para desgaseificar mais eficientemente
o metal.
2.Compostos Sólidos:
Alguns compostos sólidos são feitos
com itens como hexacloroetano
que emite um gás como o cloro,
quando submetido ao calor do
alumínio líquido. Isto combina com
o hidrogênio, levando-o à superfície
para se dissipar na atmosfera. Há uma
série de fluxos de injeção disponíveis,
usados em conjunto com sistemas de
desgaseificação rotativos que parecem
ser muito eficazes na remoção de
partículas suspensas, bem como
auxiliando o nitrogênio na remoção
de hidrogênio indesejado. Estes fluxos
são cuidadosamente projetados para
reagir em um curto espaço de tempo
devido à taxa na qual o gás de purga é
transportado para a superfície.
PYROTEK INC.
Fluxo de Escorificação
O fluxo de escorificação é exotérmico
até certo grau, contando com o calor
gerado pela reação termite para separar
os metálicos livres da escória. O problema
aqui é a reação termite propriamente dita.
Alimentando-se do alumínio finamente
dividido que escapou do processo de
fluxação, continuará a reação termite
até que cada pedaço de metal disponível
seja consumido. Esta reação causa uma
despesa desnecessária, além da fumaça
e fumos gerados, bem como a pirotecnia
exibida que pode se tornar um problema
com as preocupações ambientais atuais.
Fluxo de Limpeza
O fluxo de limpeza é projetado para
eficientemente separar os metálicos livres
da escória, criando uma ação umectante
sobre a película de óxido dos glóbulos
de metal presos na escória, permitindo
que eles se aglutinem e reconectem-se
ao banho principal de metal. O fluxo
de limpeza também funciona bem na
remoção de contaminação suspensa.
TRATAMENTO DE FORNO
COM FLUXO
MÉTODOS DE TRATAMENTO
Existem vários métodos para tratar
eficientemente um forno com fluxo.
Muitos fatores controlam o método no
qual se determina a melhor prática para
uma operação, tais como o método
de fundição, o local do forno, tempo
disponível, se vai haver desgaseificação,
refino de grão ou modificações, etc.
Devido a escória agir às vezes como
um isolador, sempre que possível é
recomendável que a escória seja aquecida
para a mesma temperatura que o banho.
Isso se torna mais aparente quando
a escória está sujeita às condições
atmosféricas muito parecidas com um poço
de carregamento ou fornos tipo cadinho.
Isto é especialmente verdadeiro quando
o forno está fisicamente localizado perto
de portas que conduzem ao ar exterior,
ou onde o forno está fisicamente ao ar
livre. Fundições com temperatura baixa,
tais como chumbo ou zinco, também
oferecem problemas conforme descrito.
Qualquer que seja o fator causador, a
eficiência pode ser bastante reforçada
ao agitar a escória ligeiramente antes
da adição do fluxo. Isso permite que as
camadas superiores frias da escória entrem
em contato com a escória mais próxima
do banho oferecendo uma temperatura
mais uniforme em toda a massa da escória.
Agitação
Qualquer que seja o método utilizado,
existem algumas regras básicas que se
aplicam para alcançar ótimos resultados
do fluxo escolhido. Nada de mágico
acontece quando um operador lança
algum fluxo na superfície do banho. O
fluxo deve ser ou "agitado" ou “mexido”
na escória, seja mecanicamente ou
manualmente. Na maioria dos casos, no
entanto, quanto mais o fluxo for “mexido”
corretamente, tanto mais metálicos
livres serão liberados. A agitação deve
ser conduzida em um método para
eliminar salpicos que re-molhariam a
massa de escória / fluxo com metal bom.
Isto significa que a "pá" ou a ferramenta
utilizada para agitar a escória deve
ser movida de uma maneira que lhes
permitam mover-se livremente através
da escória sem descere muito fundo ou
muito rápido. Algumas operações utilizam
uma ferramenta muito parecida com um
ancinho de jardim comum ao invés de
uma pá de lâmina plana, para agitar a
escória antes da esquimagem. Esta prática
irá reduzir significativamente o risco de
salpicos de metálicos livres do banho de
volta para a escória.
Esquimagem
A mesma abordagem aplica-se ao
processo de esquimagem. Extremo
cuidado deve ser tomado para não colher
o metal limpo durante a esquimagem.
Nos fornos de cadinho é uma boa idéia
permitir que a ferramenta de esquimagem
descanse na soleira do forno, permitindo
que a escória drene o metal livre antes de
descartar a escória em um recipiente. É
imperativo que os buracos da escumadeira
estejam livres de detritos, para que assim
qualquer metal inadvertidamente colhido
possa drenar. Algumas operações usam
um piso inclinado na panela de escória
que permite o metal livre de drenar onde
ele possa ser salvo após a solidificação.
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Limpeza da Parede
Alguns operadores usam um método a
quente para limpar ou remover o corindo
na parede. Esse método deixa as paredes
tão quentes quanto possível e, em seguida,
um cinzel ou martelo é usado para remover
o corindo, aumentando progressivamente
a extensão do dano ao forro do forno.
Operações adequadas dependem de um
fluxo que "transpira" o alumínio livre fora
do corindo, deixando espaços vazios
no corindo que facilitam sua remoção
e mantém qualquer dano da parede ao
mínimo. Quando usar o fluxo como um
"limpador de parede" para ajudar no
controle do corindo de parede pesada,
a melhor abordagem é trazer a parede
para uma condição satisfatória através de
vários tratamentos de fluxo, ao invés de
uma só vez. Essa abordagem irá reduzir
significativamente a possibilidade de
danos ao revestimento do forno. Lembrese sempre que quando limpar à quente as
paredes do fornos , uma fumaça incômoda
geralmente ocorre. Durante este processo,
deve haver em consideração as restrições
ambientais locais e/ou regulamentos.
DIRETRIZES DE INJEÇÃO
DE FLUXO
BENEFÍCIOS DE INJEÇÃO DE FLUXO
Tipicamente, as formulações de Pyroflux
usadas em sistemas de injeção de fluxos
causam uma reação "in situ" que ocorre
entre o metal líquido a ser tratado e o
fluxo. Esta reação reduz drasticamente
a quantidade de fluxo necessário para
tratar o banho comparado com o
mais convencional, fluxo aplicado na
superfície.
A injeção de fluxo reduz preocupações
ambientais associadas com fluxos
convencionais porque as partículas finas
de flúor ou cloreto liberadas através
da aplicação típica de superfície são
reduzidas, fornecendo um melhor
ambiente de trabalho.
SISTEMAS DE INJEÇÃO DE FLUXO
As formulações Pyroflux injetáveis podem
ser usadas em muitos dos sistemas
rotatórios de injeção de desgaseificação/
fluxo disponíveis no mercado atual, tais
como os sistemas STAR, FIM5, CALGAS
e FIT-15. Entre em contato com o seu
Engenheiro de Vendas da Pyrotek para
opções de sistema para o melhor suporte
de seu processo. As aplicações de fluxo
não podem ser generalizadas, uma vez
que cada operação apresenta diferentes
circunstâncias que controlam as taxas
de adição. Estas diferenças incluem
o tamanho do forno a ser tratado, a
quantidade de tempo alocado para
o tratamento, gravidades desejadas
específicas, etc.
Para garantir ótimos resultados, é
recomendável ter um tempo de purga após
a conclusão do ciclo de injeção, suficiente
para permitir a remoção completa de todas
as partículas do fluxo da linha de fluxo.
DIRETRIZES PARA O OPERADOR
O sucesso de um sistema de desgaseificação
rotatório / fluxo de injeção depende da
adesão a uma série de controles, incluindo
os seguintes.
• As pressões de gás ajustados de
forma que a superfície do banho seja
perturbada o mínimo possível. Isso
impede re-gaseificação da fundição
através de exposição atmosférica e
contaminação.
• O eixo giratório RPM deve ser
ajustado para que o forno inteiro
seja exposto ao gás de purga, mas
não tão alto para que um vórtice
forte seja criado na interface de
eixo / metal. Esta vórtice poderia
prejudicar o processo inteiro com a
re-introdução das escórias e gás de
volta para a fundição.
fornece o cisalhamento necessário
exigido para distribuir as bolhas de
gás em uma miríade de bolhinhas.
Idealmente, a superfície do metal
deve se assemelhar uma taça de
champanhe!.
• Recomenda-se, após cada
tratamento, usar uma vara para
remover do eixo quaisquer
partículas de fluxo ou metal que
possam fornecer um local para o
corindo se iniciar.
• Remova todas as escórias do rotor.
Isso mantém o eixo sem oscilações,
criando uma distribuição não
uniforme do fluxo de gás.
• As misturas Pyroflux usam as
matérias-primas mais consistentes
disponíveis, no entanto, é
recomendado que operador préselecione o fluxo antes da sua
introdução no tanque de pressão
para fluxo. Infelizmente, alguns
componentes de fluxo podem
aglomerar durante o transporte,
tendo por resultado o bloqueio da
tela interna nos tanques de pressão.
• Acima de tudo, CERTIFIQUE-SE DE
QUE QUALQUER PORÇÃO DO
TAMBOR OU SACO DE FLUXO
ESTEJA FIRMEMENTE FECHADO
APÓS CADA USO. Isto irá prevenir
a contaminação atmosférica do
material resultando em gás sendo
introduzido para a fundição via
qualquer fluxo contaminado.
• As cabeças do rotor devem ser
limpas e afiadas nas bordas de
ataque. Esta borda de ataque
Observação: As propriedades fisico-químicas indicadas são valores médios obtidos em métodos de ensaios
reconhecidos e estão sujeitos à variação normais de fabricação. Esta informação é apresentada como serviço
técnico e está sujeito a alterações sem aviso prévio.
Informação do contato: www.pyrotek.info/locations
Telefone da Sede Corporativa Pyrotek: +1 509-926-6212
www.pyrotek.info • email: [email protected]
Tipo do produto: 127
Código do producto: 07021
SEP-13-PL-1286