PEDRO HENRIQUE CARPINETTI COSTA RONALDO FENILI CINTEC … CUBILÔ... · 2018-07-10 · PEDRO HENRIQUE CARPINETTI COSTA RONALDO FENILI CINTEC 2014. FORNO CUBILÔ – ALTERNATIVA PARA

FORNO CUBILÔ – ALTERNATIVA PARA A CRISE DE ENERGIA

PEDRO HENRIQUE CARPINETTI COSTA

RONALDO FENILI

CINTEC 2014


Cenário - futuro da energia elétrica no Brasil

MAIOR PREOCUPAÇÃO DA INDÚSTRIA ENERGIA ELÉTRICA

Crescimento da economia Demanda

Disponibilidade agora e futura

Crescimento da economia Demanda

Baixo nível de água reservatórios e mudança regime de chuvas

Necessidades de uso de fontes alternativas (térmica e eólica) � custo?

Novas usinas e novas linhas de transmissão e distribuição

Preço do kWhReajustes normais e repasses atrasados

Uso intensivo de termoelétricas � custo geração >>>> hidroelétricaUso intensivo de termoelétricas custo geração >>>> hidroelétrica

Valor do Kwh hoje (04/09/14) futuro

Brasil � R$ 345,63 ............. ???EUA � R$ 128,23 Europa � R$ 338,00

EUA � Sem indícios de problemas de abastecimento e custo hoje bastante menor

DISTRIBUIÇÃO DO CONSUMO DE ENERGIA NA INDÚSTRIA DE FUNDIÇÃO

Outros, utilidades, ar comprimido 12%

Acabamento 6%


Tratamento térmico 3%

3%

Moldagem e macharia 7%

Fusão e Manutenção

72%

Perfil de distribuição do consumo de energia nos diversos processos na indústria de fundição.

Fonte: US DEPARTMENT OF ENERGY - THEORETICAL/BEST PRACTICE ENERGY USE IN METALCASTING OPERATIONS - J. F. SCHIFO AND J.T. RADIA.

Histórico do forno cubilô na fundição

Inicialmente principal fonte de metal líquido

(quase 100%) era

NO EUA e EUROPA

Atualmente cerca de 50% a 60% do


(quase 100%) era derretido no forno cubilô

de 50% a 60% do ferro fundido é

derretido no cubilô

100 %

50 %

Modernização do cubilô

Dessulfuração do metal

Problemas ambientais

Surge industrialmente forno indução a

cadinho

Crescimento do nodular

Forno ElétricoForno a Arco e outros



Forno Elétrico

à Indução

Distribuição de fusão por tipo de forno na indústria de fundição de ferro nos Estados Unidos.

Fonte: US DEPARTMENT OF ENERGY - THEORETICAL/BEST PRACTICE ENERGY USE IN METALCASTING OPERATIONS - J. F. SCHIFO AND J.T. RADIA.

Forno Cubilô


Inicialmente principal fonte de metal líquido

NO BRASIL


fonte de metal líquido (quase 100%) era

derretido no forno cubilô Atualmente menos de 30 % do

ferro fundido é derretido no

cubilô

100 %

30 %

Dessulfuração do metal

Problemas ambientais

Surge industrialmente forno indução a

cadinho

Crescimento do nodular

Abastecimento e qualidade do

coque brasileiro

Avanços tecnológicos do forno cubilô

• Projeto considerando a fluidodinâmica, a termodinâmica e a cinética.

• Campanha variável (diária até uma semana) – refratários e projeto especial.


• Campanha variável (diária até uma semana) – refratários e projeto especial.

• Sistemas de limpeza de gases ambientalmente corretos.

• Granulação da escória para uso como agregado ou clínquer de cimento.

• Qualidade do metal – controle na preparação de carga e operacional.

• Dessulfuração do metal – Processo continuo na saída do forno (consolidado) e processo batch em panela de vazamento (em final de desenvolvimento).desenvolvimento).

• Automação do forno – Carregamento, equipamentos periféricos, sopro.

Avanços tecnológicos do forno cubilô

• Qualidade do coque brasileiro – Melhores blends e maior controle

Mercado de coque


• Qualidade do coque brasileiro – Melhores blends e maior controle operacional na coqueificação:

� Menor teor de cinzas� Menor teor de enxofre� Maior PCI� Melhores propriedades mecânicas� Melhores propriedades térmicasMelhores propriedades térmicas

• Disponibilidade – Coquerias hoje com ociosidade e com possibilidade de rápido crescimento da capacidade de produção

Investimento - unidade completa forno cubilô


Instalação típica para fusão com forno cubilô de vento frio e seus periféricos Fonte: Penta Assessoria Ltda.

Investimento - unidade completa forno cubilôEQUIPAMENTOS CONSIDERADOS NO INVESTIMENTO DE UMA UNIDADE FORNO CUBILÔ

� Forno propriamente dito



� Sistema a seco de limpeza de gases

� Sistema de pesagem de cargas (não automatizado mas mecanizado)

� Sistema de elevação de carga

� Refrigeração da carcaça

� Granulação de escória

� Ante cadinho sem aquecimento

� Ventiladores

� Sistema de sopro (tubulações, anel de vento, etc.)

Investimento - unidade completa forno indução

ChaminéForno à Indução


Preparação de cargas

Metálicos

Exaustor

Filtro demangas

Escória

Coifa

Metal

Instalação típica para fusão com forno indução e seus periféricos exceto cabine primáriaFonte: Penta Assessoria Ltda.

Investimento - unidade completa forno induçãoEQUIPAMENTOS CONSIDERADOS NO INVESTIMENTO DE UMA UNIDADE FORNO INDUÇÃO




� Sistema a seco de limpeza de gases

� Sistema de pesagem de cargas (não automatizado mas mecanizado)

� Sistema de carregamento do forno

� Sistema de resfriamento das bobinas

� Cabine primária

� Gerador de emergência

Investimento - unidade completa forno induçãoFORNOS TÍPICOS EM FUNDIÇOES BRASILEIRAS E INVESTIMENTO CORRESPONDENTE

CAPACIDADE DE Até 300 De 300 à De 1000 a De 2000 a De 3500 a


PRODUÇÃO t/mês 1000 t/mês 2000 t/mês 3500 t/mês 6000 t/mês

FORNO1,5 t/h

R$

3 t/h

R$

6t/h

R$

8 t/h

R$

12 t/h

R$

FORNO CUBILÔ 550.000,00 1000.000,00 1.200.000,00 1.400.000,00 2.200.000,00

FORNO INDUÇÃO 1.000.000,00 2.500.000,00 4.500.000,00 7.000.000,00 12.000.000,00

VARIAÇÃO %

CUBILÔ/INDUÇÃO55 % 40 % 27 % 20 % 18 %

EM AMBOS INVESTIMENTOS É POSSÍVEL OBTER-SE FINAME

INVESTIMENTO NO FORNO CUBILÔ É DE 2 A 5 VEZES MENOR

Custo operacional comparativo

FORNO1,5

t/h

3

t/h

6

t/h

8

t/h

12

t/h


t/h t/h t/h t/h t/h

Custo cubilô

(R$/t)883,00 850,00 830,00 825,00 820,00

Custo indução

(R$/t)984,00 954,00 950,00 925,00 916,00

Diferença

R$/t101,00 104,00 120,00 100,00 96,00

Variação % Variação %

Cubilô/indução89,7 % 89,1 % 87,4 % 89,2 % 89,5 %

Base valor energia elétrica R$ 345,63/kWh

Custo operacional do cubilô de 10 % a 12% menor que o do indução

Vantagens e desvantagens técnicas -Análise qualitativa.

CARACTERÍSTICAS DAS MATERIAS PRIMAS Forno Cubilô Forno Indução


CARACTERÍSTICAS DAS MATERIAS PRIMAS Forno Cubilô Forno Indução

Qualidade da sucata de aço e ferro Mais flexível Menos flexível

Teor de sujidades Mais flexível Menos flexível

Rendimento de adição de ferros ligas Menor Maior

Rendimento de carburação Maior Menor

QUALIDADE DO METAL OBTIDO

Todas as classes de ferro fundido cinzento Boa Ótima

Ferro fundido nodular Ruim Ótima

Uniformidade de composição química Aceitável ÓtimaUniformidade de composição química Aceitável Ótima

Grau de nucleação do metal Ótima Aceitável

Flexibilidade de alteração de liga Menos flexível Mais flexível

TIPO DE VAZAMENTO

Continuo Viável Inviável

Intermitente Viável Viável

Cadência de produção Uniforme Com picos

Considerações finais


Considerando que:

1. O mercado de coque brasileiro tem condições de atender a 1. O mercado de coque brasileiro tem condições de atender a demanda de coque com um produto de excelente qualidade;

2. Existe um processo de dessulfuração do metal que permite fabricação de ferro nodular a partir de metal. obtido em forno cubilô

3. O mercado dispõe de conhecimento e tecnologia para projeto, fabricação e operação de fornos cubilô;projeto, fabricação e operação de fornos cubilô;

E ainda considerando o estudo comparativo de custooperacional de obtenção de metal liquido realizado pela PentaAssessoria, pode-se afirmar que:

Considerações finais

�O forno cubilô é uma alternativa para redução da vulnerabilidade das fundições frente aos problemas de energia elétrica;


energia elétrica;

�O forno cubilô é uma alternativa técnica e ambientalmente viável para as fundições de ferro fundido tanto como simples fusão como para sistema duplex;

�O custo operacional verificado na fusão em forno cubilô é de �O custo operacional verificado na fusão em forno cubilô é de 10 % a 12 % menor que o do forno elétrico de indução;

�O investimento na instalação de fusão baseado em forno cubilô é de 2 a 5 vezes menor que a de igual capacidade baseado em forno de indução.


OBRIGADO

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