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Desempenho de fundidos pesados de ferro nodular para moinhos de vento

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do ferro líquido. Cerca de 30% a 40% de adição desse ferro gusa de alta 
pureza na carga do forno deve ser considerado como referência. 
(d) Até 30% de retorno de ferro nodular, tipicamente de produtos de ferro nodular 
ferrítico, são normalmente usados. 
 
4.3 MATERIAIS DE CORREÇÃO 
(a) Usualmente, até 1,2% de adição de C no banho metálico é registrado, como um 
recarburante grafítico, com uma alta recuperação de C e alta contribuição de elementos 
prejudiciais. 
(b) Dependendo da constituição da carga metálica e os parâmetros dos tratamentos 
posteriores (tratamento com Mg e inoculação), a liga de FeSi poderá ser usada para con-
trolar o teor de Si no ferro vazado, usualmente em menos do que 1% de Si. Precisa ser 
escolhido o FeSi de classificação para fundição na adição do forno, com baixo teor de 
Ca e AI. A espera do banho na temperatura de superaquecimento de no mínimo 1580 °C 
por 10 minutos, depois da adição do FeSi no banho é benéfica. 
(c) O pré-condicionamento do ferro base durante o período de vazamento é útil para 
melhorar a nodularidade e aumentar a contagem de nódulos, tal como a adição de 0,1% 
de material de alta pureza de carbono grafítico, com tamanho de partículas entre 
granulometrias -20/84+ ou de AI, Zr, pré-condicionador patenteado de Ca-FeSi [19]. 
 
4.4 LIGAS E PROCEDIMENTOS DE TRATAMENTO COM MG 
 As ligas mestras com Mg usadas na produção de ferro nodular normalmente são 
relacionadas com o sistema FeSi/Mg-Ca-Al-TR, em composições químicas variadas, 
dependendo da técnica de tratamento, da qualidade do ferro base fundido (Si, S, ele-
mentos antinodulizantes, etc.), do tempo de espera, das características dos fundidos de 
ferro nodular, etc. Tipicamente para os fundidos pesados de ferro nodular na indústria 
de moinhos de vento, temos: 
(a) Baixo teor de Mg (usualmente menos do que 7% na liga mestra), de acordo com o 
nível baixo de S no ferro base (usualmente menor do 0,02% de S). 
(b) Baixo teor de terras raras, usualmente menos do que 0,5% de terras raras na liga 
mestra, de acordo com a baixa ocorrência de elementos antinodulizantes no ferro base 
(carga de alta pureza) e efeitos negativos do teor excessivo de terras raras, 
especialmente para o ferro base de alta pureza, com a promoção de grafitas maciças e 
explodidas nesses casos. A contribuição dos terras raras precisa ser considerada, para a 
produção de um ferro base de menor qualidade. É possível evitar as terras raras, mas 
apenas em condições especiais. 
(c) Baixo teor de Ca (usualmente menos de 0,5 de Ca na liga mestra), como elemento 
que promove a grafita maciça no ferro base de alta pureza. A contribuição do Ca precisa 
ser considerada para um ferro base de baixa qualidade. 
 O tratamento com Mg precisa ser de acordo com o alto volume de ferro tratado, 
a necessidade de limitar a contribuição do Si (que promove a grafita maciça e a 
fragilização da ferrita em baixas temperaturas) e controlar a recuperação do Mg (nível 
baixo, mas consistente de Mg), para ter uma alta resistência à perda de poder de 
inoculação (tempos longos de espera e de solidificação), e finalmente, baixa 
temperatura de vazamento. 
(d) O método da cobertura em panela Tundish é recomendado para essa produção, como 
uma oportunidade para tratar um alto volume de ferro líquido em condições controladas. 
4.5 LIGAS E PROCEDIMENTOS DE INOCULAÇÃO 
 Na produção de fundidos pesados de ferro nodular, os objetivos da inoculação 
são totalmente diferentes, quando comparados com a produção de fundidos médios e 
especialmente de paredes finas. Geralmente, dois objetivos importantes precisam ser 
considerados: 
(a) A recuperação da nodularidade da grafita, em condições críticas de produção dos 
fundidos: perda intensiva de poder de inoculação (tempos longos de espera e de solidi-
ficação), nível baixo de Mg final residual (tipicamente para fundidos pesados, com forte 
controle da morfologia da grafita), temperatura baixa de vazamento. 
(b) Para obter uma contagem mínima de nódulos nas seções de fundidos pesados (mais 
de 60 nódulos/mm2), para limitar a segregação entre células eutéticas (ocorrência de 
grafita lamelar, carbonetos e de perlita) e formação de grafita maciça, respectivamente. 
 A composição química dos inoculantes precisa assegurar uma alta resistência à 
perda de poder de inoculação, a recuperação de nodularidade da grafita e evitar a grafita 
maciça / explodida. Uma composição química especial dos inoculantes precisa ser 
considerada para aplicações de temperatura baixa do metal (menor do que 1350°C). 
Sistemas de Sr-FeSi e Ba-FeSi (teor de Ca limitado) são normalmente usados. 
 A técnica de inoculação precisa estar em acordo com as características especiais 
desses fundidos. Normalmente os procedimentos de inoculação tardia são usados, tal 
como adição no jato de inoculante granulado (durante o enchimento do molde, tamanho 
do grão de 0,2 a 0,7 mm), adição de inoculante na bacia de vazamento (nas formas 
granular ou de inserto), aplicação na câmara de reação (normalmente na forma de 
grãos). A proporção de adição limitada de inoculantes é tipicamente de 0,15% a 0,30%, 
em relação ao ferro tratado. 
 
4.6 INTERAÇÕES QUÍMICAS ESPECIAIS EM FUNDIDOS PESADOS DE FERRO 
NODULAR 
 Dois grupos de elementos ativos são normalmente associados no ferro nodular 
para essa aplicação: elementos nodulizantes (Mg, terras raras) e antinodulizantes (Sb, 
Sn, Bi ou Pb). Para um forte controle do balanço das influências contraditórias desses 
elementos, é possível capitalizar sobre os efeitos benéficos da presença dos terras raras, 
tais como a melhoria da nodularidade da grafita e contagem de nódulos, sem a 
ocorrência de grafitas maciça e/ou explodida. Por essa razão, ao menos um elemento do 
segundo grupo é adicionado durante o procedimento de inoculação, em um teor muito 
baixo, tal como até 0,005% de Bi ou Pb e 0,01% de Sb ou Sn. Efeitos esperados nas 
estruturas de fundidos de moinhos de vento: alta nodularidade da grafita e contagem de 
nódulos e baixa incidência de morfologias indesejáveis de grafita. 
 
4.7 MOLDAGEM E VAZAMENTO DO FERRO 
 Moldes de areia ligados quimicamente (auto-curável, cura frio e caixa fria) são 
geralmente usados para a produção de fundidos de ferro nodular, devido à ocorrência de 
moldes fortes, e à possibilidade de uso da massalotagem diretamente aplicada, uma vez 
que um menor número e menores massalotes serão suficientes, ou mesmo um projeto 
sem massalote pode ser considerado (com um rendimento metálico no fundido de 90%). 
De forma a reduzir a ocorrência de defeitos nos fundidos, especialmente a degeneração 
da grafita, algumas soluções são recomendadas: 
(a) Baixo teor de S no molde (menos de 0,10% de S), especialmente com menor adição 
de ácido p-toluenossulfônico (PTSA, em inglês) em menos do que 50% da resina, mis-
turadores com melhor manutenção e calibração, uso menor de areia reciclada (menos do 
que 70%), uma classificação efetiva de tamanho no sistema de recuperação de areia, etc. 
(b) O ácido fosfórico é também considerado na mistura ou mesmo na substituição do 
ácido p-toluenossulfônico PTSA, de forma a reduzir a incidência e presença de S no 
sistema, TAM como um mix de 3 compostos de ácidos (1/3 de cada ácido USA, 
fosfórico e lático). 
(c) A proteção de molde com a composição CaO/MgO, com a contribuição da 
dessulfurização, como uma camada de CaO/MgO para parar o S e óxido de Zr para 
solução refratária. 
 A temperatura de vazamento baixa, normalmente menor do que 1350°C é 
necessária para fundidos de ferro nodular, não apenas para controlar a nodularidade da 
grafita, mas também para capitalizar sobre a ação da expansão da grafita, para a redução 
de defeitos de contração e necessidade de massalotagem, respectivamente. 
 
 
FONTE : Revista ABIFA Fundição & Matérias-Primas | Edição Especial | 
CADERNO TÉCNICOS 2011 | ANO XIV | DEZEMBRO DE 2011 | EDIÇÃO 139 | 
pag. 504 à pag. 519.