ATIVIDADE PRÁTICA TECNOLOGIA DOS MATERIAS

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNINTER
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
TECNOLOGIA DE MATERIAIS
Sumário 
1.Introdução - Fornalha de Queima de Biomassa
2. Estrutura Externa da Fornalha
2.1 Imagens do Produto
2.2 Material Metálico (Aço Carbono)
2.3 Estrutura Cristálina
2.4 Propriedades Mecânicas
3. Âncora Metálica
3.1 Imagens do Produto
3.2 Material Metálico (Aço Fundido)
3.3 Estrutura Cristalina
3.4 Propriedades Mecânicas
4. Âncora Refratária 
4.1 Imagens do Produto
4.2 Estrutura Cristalina
4.3 Propriedades Mecânicas
5. Sujestão de Troca – Manta de Fibra Cerâmica
6. Referências Bibliograficas
1 – INTRODUÇÃO
As fornalhas de queima de biomassa são dispositivos criados para garantir a queima completa dos combustíveis, de forma contínua e eficiente, visando o aproveitamento da energia térmica liberada na combustão e o máximo rendimento da conversão da energia química dos combustíveis em energia térmica. (MAGALHÃES, 2007).
Os materiais que compõem a construção de uma fornalha são os mais variados, portanto diante do enunciado da atividade prática, irei abordar três componentes e seus respectivos materiais. 
2 – ESTRUTURA EXTERNA DA FORNARNALHA
A estrutura externa da fornalha é composta de aço carbono. Devido a sua rigidez, disponibilidade e custo de aquisição o aço carbono é um metal muito utilizado para compor estruturas de fabricação externas de fornalhas de biomassa.
2.1 - IMAGENS DO PRODUTO 
2.2 - MATERIAL AÇO CARBONO 
O aço carbono é conhecido por ser uma das ligas metálicas mais utilizadas na área da indústria e da construção civil. Por ser resultado de dois elementos muito poderosos, o ferro e o carbono, esse material pode ser usado para a construção de carros e outros automóveis, máquinas, aplicações em decorações de ambientes rústicos, entre outras coisas. 
2.3 - ESTRUTURA CRISTALINA 
A estrutura cristalina do aço é uma estrutura de um cubo com um átomo central e um de átomo em cada vértice, possuindo o equivalente a 2 átomos dentro da célula unitária cúbica, uma vez que tem um inteiro no centro de 8/8 nos vértices que somando constituem 2 átomos. Isso se deve a forma com que os planos de átomos foram se empilhando no processo de solidificação da liga fundida. Esse empilhamento gera uma ocupação em volume na célula cúbica expressa como FATOR DE EMPACOTAMENTO (FE). No caso da estrutura CCC, o FE é de 0,68, ou seja 68% do volume interno da célula cúbica é preenchida por átomos, ficando com 32% de vazios, o que confere a estrutura maleabilidade.
2.4 - PROPRÍEDADES MECÂNICAS
3 – ÂNCORA METÁLICA
 Âncoras metálicas são utilizadas para sustentar e fixar as âncoras refratarias no teto da fornalha, de forma que sua distribuição espacial ao longo da estrutura da fornalha forme uma rede de sustentação às âncoras refratarias. 
3.1 - IMAGENS DO PRODUTO 
3.2 – ÂNCORA METÁLICA (FERRO FUNDIDO)
 O Ferro Fundido – é uma liga de Ferro-Carbono (Fe-C) produzida a partir do ferro-gusa em mistura eutética contendo alto teor de carbono (de 2,11% á 7%) e silício (de 1%-4%), tornando uma liga ternária (Fe-C-Si), podendo conter outros elementos químicos em sua composição, fabricados nas siderúrgicas em processos de fundição e usinagem, além de ser um dos metais mais baratos.
3.3 - ESTRUTURA CRISTALINA
 Na temperatura ambiente, a forma estável conhecida como ferrita, possuí uma estrutura cristalina CCC e na temperatura de 912°C a ferrita se torna austenita que abrange uma estrutura cristalina CFC.
3.4 - PROPRÍEDADES MECÂNICAS 
4 – ÂNCORA REFLATÁRIA
A âncora refratária é um isolante térmico. O principal objetivo se sua utilização na construção de fornalhas é a sua capacidade de refratar o calor e mantê-lo em ambiente confinado.
4.1 – IMAGENS DO PRODUTO
4.2 - ESTRUTURA CRISTALINA 
Em geral, a estrutura cristalina dos materiais cerâmicos é mais complexa que a dos metais, uma vez que eles são compostos pelo menos por dois elementos, em que cada tipo de átomo ocupa posições determinadas no reticulado cristalino.
4.3 - PROPRÍEDADES MECÂNICAS 
5 - SUJESTÃO DE TROCA 
Durante longos períodos de utilização e/ou devido força excessiva gerada contra as âncoras refratárias (pressão da câmara positiva), é necessário a substituição desse componente. O processo de substituição é simples, porém devido a necessidade de resfriamento da fornalha, o tempo entre a temperatura de trabalho (~1.200ºc) e a temperatura ambiente (30ºc) para que possa ser liberado o início do reparo pode levar cerca de 7 dias para o completo resfriamento. Isso somado a 24 horas de reparo, mais 72 h para a curva de aquecimento, soma-se aproximadamente 11 dias de parada de produção para esse tipo de manutenção.
Dependendo da metragem que precisará ser substituída, sugiro que a âncora refratária seja substituída por manta de fibra cerâmica, com espessura de 1 ½”.
A manta de fibra cerâmica irá suportar a temperatura de 1,200ºc, e terá uma eficiência próximo a âncora refratária. Porém o tempo de vida da manta de fibra cerâmica é menor, podendo ser necessário reparos mensais. Minha sugestão é que em casos em que não possa ser parado a produção por 11 dias para que seja feito o reparo com a âncora refratária, essa possa ser substituída pela manta de fibra cerâmica até que a campanha de produção seja finalizada.
BIBLIOGRÁFIA
https://osucateiro.com/blog/aco-carbono
https://jorgestreet.com.br/wp-content/uploads/2019/02/Tratamento-Termico_Parte-2.pdf