► Que tipos de impurezas se acumulam como escória?
Vários tipos de impurezas podem se acumular na superfície do metal fundido como escória:
◇ Óxidos metálicos - O oxigênio reage com o metal fundido formando óxidos sólidos.
◇ Agentes fundentes - Materiais como cloretos combinam-se com óxidos.
◇ Escória - Silicatos e outros compostos flutuam no minério.
◇ Revestimentos antigos - Tintas, óleos, graxas, etc. de metal reciclado.
◇ Desgaste do cadinho - Partículas de revestimento cerâmico erodidas.
◇ Resíduos de combustão - Cinzas provenientes de combustíveis de aquecimento.
◇ Agentes desgaseificadores - Compostos adicionados como nitrogênio ou cloro.
A escória tem como objetivo remover essa mistura complexa de impurezas antes da fundição.
► Como varia a composição da escória?
A composição da escória varia muito dependendo doPanela desnatada de escóriametal envolvido e especificidades do processo:
Escória de Alumínio:
A escória de alumínio geralmente contém uma quantidade significativa de metal recuperável, com algumas composições excedendo 30% de alumínio recuperável.
Os constituintes primários incluem óxido de alumínio, alumínio metálico e outros compostos não metálicos, como sais.
Escória de Zinco e Chumbo:
A escória de zinco tende a ser rica em zinco, refletindo o metal primário processado, enquanto a escória de chumbo é caracterizada por um maior teor de chumbo.
As composições abrangem uma mistura de óxidos de zinco ou chumbo, partículas metálicas e impurezas adicionais decorrentes das condições específicas de processamento.
Escória de Siderurgia:
A escória siderúrgica é composta principalmente por compostos de óxido de ferro, predominantemente na forma de ferrugem e incrustações.
Elementos adicionais podem estar presentes, dependendo da composição da liga de aço e dos materiais utilizados no processo de fabricação do aço.
Escória de Cobre:
A escória de cobre é reconhecida por um alto teor de compostos de óxido de cobre (CuO).
Diferentes componentes presentes na primeira fonte de cobre, como estanho ou níquel, podem contribuir para a criação geral.
Características gerais:
A escória pode variar amplamente na forma física, desde pós soltos até pedaços sólidos ou agregados, dependendo das condições de processamento e do metal específico envolvido.
A natureza higroscópica de alguns tipos de escória significa que eles absorvem prontamente a umidade do ambiente circundante, impactando suas propriedades físicas.
Conteúdo de umidade:
A escória pode conter umidade retida devido à natureza higroscópica de certas composições. O teor de umidade pode influenciar o manuseio e processamento da escória.
Gotas de metal fino:
A escória geralmente contém gotículas de metal fino, representando componentes valiosos que podem ser direcionados para recuperação no processo de separação.
Compreender a composição da escória ajuda a orientar o tratamento de separação e recuperação.
► Por que é importante remover a escória do metal fundido?
Deixando sujeira noPanela desnatada de escóriao metal fundido tem efeitos prejudiciais na qualidade do produto final:
Enfraquecimento de Estruturas Metálicas Fundidas:
Os poros de gás presos na escória podem enfraquecer a integridade estrutural do metal fundido, comprometendo as propriedades mecânicas do produto final.
Contaminação de Elementos de Liga e Química:
A escória geralmente contém impurezas que podem contaminar o metal fundido, alterando os elementos de liga e a composição química. Isto pode resultar em propriedades indesejáveis e comprometimento do desempenho do material.
Problemas com torneiras de forno e bicos de vazamento:
A escória acumulada tem o potencial de entupir as torneiras do forno e os bicos de vazamento, interrompendo o fluxo suave do metal fundido e impedindo o processo de fundição.
Defeitos Superficiais e Rugosidade:
A inclusão de escória no metal fundido pode causar defeitos superficiais e rugosidade no produto acabado, diminuindo seu apelo estético e funcionalidade.
Redução no rendimento de metal utilizável:
A presença de escória reduz o rendimento de metal utilizável no processamento de matérias-primas, levando ao aumento de desperdícios e perdas económicas.
Ataque oxidativo durante a retenção:
A escória, se não for removida, pode promover ataque oxidativo ao metal fundido durante os períodos de retenção, afetando a estabilidade química e a pureza do metal.
Acúmulo de fuligem:
A combustão de materiais orgânicos presentes na escória pode levar ao acúmulo de fuligem, complicando ainda mais o processo metalúrgico e potencialmente causando preocupações ambientais.
Maior dificuldade no processamento downstream:
A presença de escória complica as etapas de processamento posteriores, como fundição, laminação ou extrusão, tornando mais desafiador atingir as especificações e a qualidade desejadas do produto.
A remoção diligente de escória é fundamental para manter os padrões de pureza e qualidade.
► Como um coletor de escória aproveita a separação natural?
O metal fundido tem uma densidade muito maior do que as impurezas que constituem a escória. Os coletores de escória funcionam raspando a superfície para aproveitar essa separação natural:
Separação Natural devido à Diferença de Densidade:
As impurezas dentro do metal fundido têm uma densidade mais baixa em comparação com o próprio metal. Esta diferença natural de densidade causa impurezas,
incluindo óxidos e partículas não metálicas, flutuem na superfície.
Contato seletivo com escória:
O desenho dopanela de escóriaé tal que flutua na superfície do metal fundido, entrando seletivamente em contato apenas com a camada de escória flutuante na superfície.
Aderência minimizada ao metal:
A forma e as perfurações dopanela de escóriasão projetados para minimizar a aderência do metal fundido. Esse design evita o contato excessivo com o metal, garantindo que apenas a camada superior da escória adira à panela.
Processo de skimming lento:
A escumação é realizada lenta e deliberadamente para coletar apenas a camada superior de escória. Este processo controlado evita a perda desnecessária de metal fundido de boa qualidade, ao mesmo tempo que captura eficazmente as impurezas.
Transporte de escória flutuante:
Enquanto opanela de escóriamove-se pela superfície, coleta eficientemente a escória flutuante. A panela é frequentemente equipada com mecanismos para transportar a escória acumulada para fora do banho fundido, evitando a recontaminação.
Perda mínima de bom metal fundido:
O desenho estratégico e a operação dopanela de escóriagarantir que a perda de bom metal fundido seja minimizada. Ao atingir especificamente a camada superior de escória, a maior parte do metal fundido permanece inalterada e adequada para processamento posterior.
Esta elegante solução de baixa tecnologia explora a física para extração direcionada de escória.
► O que acontece após a remoção da escória por escumação?
Após a desnatação, a escória passa por processamento adicional:
- A escória é despejada da panela em recipientes para resfriamento.
- A escória pode ser triturada, moída ou triturada para liberar metal.
- Separadores magnéticos recuperam frações ricas em ferro.
- Conteúdo de metal fundido de volta ao fluxo de produção.
- Os resíduos de óxido restantes podem ter utilizações secundárias.
- Mínimo de escória enviada para aterro.
A escória permite a produção de metal de alta pureza e a reciclagem posterior. Mais informações sobre a bandeja de escória, entre em contato conosco emtech@huan-tai.org.
Referências:
https://www.thermofisher.com/blog/metals/DROSS-Skimming-Enhance-Aluminum-Recovery/
https://www.tetronics.com/the-dross-dilemma-is-there-a-greener-way-to-treat-this-hazardous-waste/
https://patents.google.com/patent/JPH11236470A/en
https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-030-05864-7_15
https://www.fst.nl/media/com_form2content/documents/c2/a4246/f2/Dross%20pans%20EN.pdf
https://www.researchgate.net/figure/Typical-dross-compositions-for-various-molten-metals-Redrawn-from-ref-2_fig3_329462851
https://www.thermofisher.com/blog/metals/boosting-produtividade-recuperando-metal-de-escouss
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2588863116300105
https://www.asminternational.org/documents/10192/2278238/amp17109p113.pdf
https://www.intechopen.com/chapters/47936
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