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Desenvolvimento de alternativa tecnológica do forno plasma aplicado a sucatas de baixa densidade

Processo: 09/53381-6
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
Vigência: 01 de julho de 2010 - 31 de março de 2013
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Instalações e Equipamentos Metalúrgicos
Pesquisador responsável:Antonio Carlos da Cruz
Beneficiário:Antonio Carlos da Cruz
Empresa:Recaltech Desenvolvimento em Metalurgia Ltda
Município: São Paulo
Vinculado ao auxílio:07/51633-2 - Desenvolvimento de alternativa tecnológica do forno plasma aplicado à sucatas de baixa densidade, AP.PIPE
Assunto(s):Resíduos sólidos  Alumínio  Cavacos  Reciclagem 

Resumo

Dentre as diversas classes de sucatas processadas pela indústria secundária do alumínio, sucatas leves (a exemplo de cavacos, que representam cerca de 25% do alumínio utilizado na fabricação de rodas e pistões para automóveis, e vasilhames descartados (latas) apresentam baixo rendimento quando processados segundo o processo convencional que utiliza fornos rotativos salinos. Mesmo equipamentos mais especializados, e.g. fornos tipo side well, demandam o uso de sais fundentes para evitar a excessiva oxidação do alumínio. O uso de sais acarreta a geração da borra preta, com elevados teores de NaCI e KCI, e produz vapores nocivos à saúde humana. Altamente corrosivos, os vapores causam o desgaste acentuado do equipamento. O Forno Plasma Rotativo Basculante - FPRB, desenvolvido em pesquisa anterior, dispensa o uso de sais e apresenta rendimentos metálico e energético consideravelmente mais elevados do que os processos convencionais. Nesse equipamento, o processamento de sucatas leves resultou em elevados rendimentos metálicos quando esses materiais são compactados. Entretanto, a compactação é uma operação cara e de baixa produtividade. Tendo em vista o potencial de mercado para processos limpos e para a prestação de serviços de , recuperação de sobras de produção, é objetivo principal da presente pesquisa desenvolver processo e equipamento inovadores para a reciclagem do alumínio, que não faça uso de sais fundentes, especializado na fusão de sobras de produção e sucatas de baixa densidade. Na fase I da pesquisa, um protótipo de bomba eletromagnética (BEM) de corrente alternada, com deslocamento de campo linear, foi fabricado com lâminas de aço-silício estampadas, disponíveis no mercado segundo padrões dimensionais para fabricação de transformadores elétricos. Esse . protótipo foi testado com condutor sólido, na forma de uma barra de alumínio. Medições da força sobre o condutor com a BEM montada com dois tipos de enrolamentos foram realizadas em duas condições de enrolamento: a) enrolamento de fio esmaltado com várias espiras; e b) enrolamentos refrigerados a água de 3 espiras. Um modelo de água foi montado e utilizado para identificação de parâmetros operacionais relativos à formação de vórtice de metal liquido, utilizando-se o princípio de similaridade de escoamento em mesmas condições dos Números de Reynolds e de Froude. Um forno de testes foi construído para prova de conceito, com capacidade de fusão de 100 kg/h, aquecido alternativamente por plasma do tipo arco-transferido e por combustão de GLP. Devido ao alto custo do Sn, necessário para realizar testes em temperaturas intermediárias (~300°C), o forno montado juntamente com a BEM foi aquecido diretamente até 800°C. Alumínio na forma de lingotes foi fundido, mas por motivo do aquecimento insuficiente do poço de vórtice, não pode ser mantido líquido no interior dessa região por intervalo de tempo suficiente para testar o desempenho a quente da BEM. Apesar dessa dificuldade, 'tendo em vista o período de tempo (agosto/2008 a julho/2009) e volume de recursos disponíveis para a realização dessa 1° fase, considera-se que os resultados apresentados no relatório da 1° fase demonstram a viabilidade de atingirmos o objetivo geral proposto para a 2° fase da pesquisa. (AU)