Forno Rotativo
Basculante Lateral
Forno rotativo basculante lateral de 25 toneladas para fusão de sucata de alumínio. Basculamento lateral por 2 pistões telescópicos no centro de gravidade + 2 mancais longitudinais no lado oposto. Relevo frontal retangular para porta de 2.000 × 2.000 mm. Queimador a gás natural de 6 MW.
Visão Geral
Forno Rotativo Basculante Lateral (Tilting Rotary Furnace — TRF) para fusão e reciclagem de sucata de alumínio, capacidade 25.000 kg por corrida. O tambor gira para agitar o banho e bascula lateralmente para vazar o metal pela porta frontal.
Dados Gerais
Ciclo de Operação
Estrutura do Tambor
Corpo cilíndrico horizontal de aço carbono que contém o revestimento refratário e o banho de alumínio líquido.
Dimensionamento
Reforços Estruturais
Solda e Tratamento
Relevo Frontal (Caixa da Porta)
Extensão estrutural retangular soldada na face frontal do tambor, fazendo a transição do perfil circular para o perfil quadrado da porta de 2.000 × 2.000 mm.
Dimensionamento do Relevo
Funções do Relevo
Abertura de 2.000 × 2.000 mm para receber fardos, perfis e lingotes volumosos. Sem o relevo, a porta seria limitada ao diâmetro interno do tambor.
Flange plano ao redor da abertura permite vedação com cordão de fibra cerâmica 30 × 30 mm, impedindo entrada de ar falso e saída de gases quentes.
Estrutura reforçada para suportar as dobradiças laterais e 4 travas swing bolt que seguram a porta de ~1.500 kg.
Quando o forno bascula lateralmente, o relevo funciona como funil que direciona o alumínio líquido para a calha de vazamento no canto inferior.
Abertura Ø400 mm centralizada na porta para o queimador + abertura Ø500 mm para exaustão.
Construção da Transição
A transição do perfil circular do tambor (Ø3.100 mm) para o perfil retangular do relevo (2.400 × 2.400 mm) é feita com chapas cônicas (tronco-piramidais) de 20 mm soldadas ao tampo frontal. As nervuras verticais e horizontais distribuem as tensões térmicas e mecânicas. A solda entre o relevo e o tampo é cordão de penetração completa (full penetration), ensaiada por ultrassom 100%.
Revestimento Refratário
Três camadas de revestimento no tambor e no relevo frontal: manta cerâmica isolante + concreto isolante + concreto denso anti-molhamento.
Camadas do Revestimento
Dados do Revestimento
Porta Frontal
Porta de carregamento, vazamento e descarga de escória, montada no relevo frontal. Abertura de 2.000 × 2.000 mm.
Especificações da Porta
Calha de Vazamento
Vazamento Lateral pela Porta
Quando o forno bascula lateralmente a 10-15°, a porta frontal fica inclinada. O alumínio líquido, por gravidade, escorre para o canto inferior da porta (o lado que desceu) e é direcionado pela calha de vazamento até a panela ou forno de espera. Para a descarga de escória (30-45°), a porta é aberta e a rotação do tambor ajuda a desprender e expelir a escória sólida/pastosa.
Sistema de Basculamento Lateral
2 pistões hidráulicos telescópicos no centro de gravidade (CG) de um lado + 2 mancais (trunnions) longitudinais no lado oposto como eixo de pivotamento. O forno tomba lateralmente.
Cálculo do Centro de Gravidade
| Componente | Peso (kg) | Posição CG (mm) | Momento (kg·mm) |
|---|---|---|---|
| Carcaça metálica | 12.000 | 1.900 | 22.800.000 |
| Refratário | 8.000 | 1.900 | 15.200.000 |
| Relevo frontal | 1.800 | 3.700 | 6.660.000 |
| Porta frontal | 1.500 | 3.800 | 5.700.000 |
| Sistema de rotação | 3.000 | 1.500 | 4.500.000 |
| Alumínio líquido (25 ton) | 25.000 | 2.100 | 52.500.000 |
| TOTAL | 51.300 | CG = 107.360.000 / 51.300 = 2.092 mm desde a traseira | |
Pistões Telescópicos
Mancais de Basculamento (Trunnions)
Sequência de Basculamento Lateral
Sistema de Rotação
Acionamento por pinhão/coroa com motor elétrico e inversor de frequência. A rotação funciona em qualquer ângulo de basculamento (0° a 45°) porque os rolos e a coroa estão montados no berço que bascula junto com o tambor.
Componentes
Apoios e Rolos
Sistema de Queimador
Queimador industrial a gás natural de 6 MW com modulação 5:1, montado na porta frontal (abertura Ø400 mm).
Especificações do Queimador
Exaustão
Sistema Hidráulico
Unidade hidráulica centralizada para acionamento dos pistões de basculamento lateral, cilindro da porta e sistema de travas.
Unidade Hidráulica
Válvulas de Controle
Sistema Elétrico e Controle
Painel elétrico principal com CLP, IHM, inversores e instrumentação completa. Intertravamentos de segurança conforme NR-12.
Painel Elétrico Principal
Instrumentação
Intertravamentos de Segurança (NR-12)
Bloqueia rotação e basculamento
Bloqueia rotação e queimador
Alarme + reduz potência queimador
Alarme + bloqueia basculamento
Corta gás, fecha válvulas, ventila
Para tudo, fecha porta (acumulador)
Fecha porta (acumulador), pistões travados
Desenhos Técnicos
8 pranchas técnicas do projeto: vistas, cortes, detalhes do basculamento lateral, porta com relevo e diagramas.
BOM — Lista de Materiais
Lista completa de materiais e componentes organizados por subsistema.
Estrutura, Carcaça e Relevo
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 1.1 | Chapa cilíndrica Ø3.100 × 3.200 mm, esp. 30 mm | ASTM A-36 | 1 |
| 1.2 | Tampo traseiro Ø3.100 mm, esp. 35 mm | ASTM A-36 | 1 |
| 1.3 | Tampo frontal Ø3.100 mm, esp. 35 mm (c/ abertura) | ASTM A-36 | 1 |
| 1.4 | Relevo frontal — chapas 2.400 × 2.400 × 500 mm, esp. 25 mm | ASTM A-36 | 1 cj |
| 1.5 | Chapas de transição cilindro → retângulo, esp. 20 mm | ASTM A-36 | 4 |
| 1.6 | Anel de rolamento (bandagem) Ø3.300 mm, 120 × 80 mm | GS-52 | 2 |
| 1.7 | Anel de reforço intermediário, chapa 20 mm, h=150 mm | ASTM A-36 | 3 |
| 1.8 | Nervura longitudinal, chapa 16 mm, h=100 mm | ASTM A-36 | 8 |
| 1.9 | Nervura vertical do relevo, chapa 16 mm, h=120 mm | ASTM A-36 | 6 |
| 1.10 | Nervura horizontal do relevo, chapa 16 mm, h=120 mm | ASTM A-36 | 4 |
| 1.11 | Pinos de ancoragem tipo 'Y' | AISI 310 | 400 |
Porta e Calha
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 2.1 | Estrutura da porta 2.000 × 2.000 mm, chapa 25 mm | ASTM A-36 | 1 |
| 2.2 | Nervuras da porta, chapa 16 mm | ASTM A-36 | 6 |
| 2.3 | Dobradiças (par), pino Ø80 mm | SAE 4140 | 2 |
| 2.4 | Grampo swing bolt | SAE 4140 | 4 |
| 2.5 | Cordão fibra cerâmica 30 × 30 mm | — | 8 m |
| 2.6 | Cilindro hidráulico porta Ø125 × 600 mm | — | 1 |
| 2.7 | Calha de vazamento em 'V', 1.500 × 400 mm | ASTM A-36 | 1 |
Basculamento Lateral
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 3.1 | Pistão telescópico 2 estágios, Ø300/220, curso 1.800 mm | — | 2 |
| 3.2 | Munhão de basculamento Ø250 × 300 mm | SAE 4340 | 2 |
| 3.3 | Rolamento autocompensador 23152 | — | 2 |
| 3.4 | Caixa de mancal bipartida SD 3152 | Ferro fundido | 2 |
| 3.5 | Pedestal do mancal, chapa 40 mm | ASTM A-36 | 2 |
| 3.6 | Trunnion inferior do pistão Ø120 mm | SAE 4340 | 2 |
| 3.7 | Olhal articulado superior Ø150 mm | SAE 4340 | 2 |
| 3.8 | Fole metálico de proteção | Inox 304 | 2 |
Rotação
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 4.1 | Motor elétrico 45 kW, 4P, 380V, IP55 | — | 1 |
| 4.2 | Inversor de frequência 45 kW | — | 1 |
| 4.3 | Redutor planetário 1:80, 28.000 Nm | — | 1 |
| 4.4 | Coroa dentada Ø3.400 mm, M12, Z=283 | GS-52 | 1 |
| 4.5 | Pinhão M12, Z=18, temperado | SAE 4340 | 1 |
| 4.6 | Rolo de apoio Ø400 × 300 mm | GS-52 | 4 |
| 4.7 | Mancal do rolo, caixa SNL 524 | — | 4 |
| 4.8 | Rolo de encosto axial Ø300 mm | GS-52 | 2 |
Queimador e Exaustão
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 5.1 | Queimador a GN, 6 MW, modulação 5:1 | — | 1 |
| 5.2 | Ventilador centrífugo 30 kW | — | 1 |
| 5.3 | Trem de gás (duplo bloqueio + ventilação) | — | 1 |
| 5.4 | Piloto + eletrodo de ionização | — | 1 |
| 5.5 | Duto de exaustão Ø800 mm, isolado | Aço carbono | 1 cj |
| 5.6 | Chaminé Ø600 mm, h=15 m | Aço carbono | 1 |
Hidráulica e Elétrica
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 6.1 | Reservatório hidráulico 800 L | Aço carbono | 1 |
| 6.2 | Bomba pistões axiais 250 bar, 120 L/min | — | 1 |
| 6.3 | Bomba engrenagens 160 bar, 30 L/min | — | 1 |
| 6.4 | Motor bomba principal 55 kW | — | 1 |
| 6.5 | Motor bomba auxiliar 7,5 kW | — | 1 |
| 6.6 | Bloco de válvulas (proporcionais + contrabalanço) | — | 1 cj |
| 6.7 | Trocador de calor água/óleo 40 kW | — | 1 |
| 6.8 | Acumulador hidráulico 20 L, 160 bar | — | 1 |
| 6.9 | Painel elétrico principal IP54 | — | 1 |
| 6.10 | CLP Siemens S7-1200 + IHM 10" | — | 1 |
| 6.11 | Termopar tipo K | — | 3 |
| 6.12 | Encoder rotativo (basculamento) | — | 1 |
| 6.13 | Sensor indutivo (fim de curso) | — | 4 |
| 6.14 | Pressostato | — | 3 |
| 6.15 | Transmissor de pressão | — | 2 |
| 6.16 | Detector de chama UV | — | 1 |
Refratário
| Item | Descrição | Material | Qtd |
|---|---|---|---|
| 7.1 | Manta cerâmica 25 mm (1.260°C) | — | ~50 m² |
| 7.2 | Concreto refratário isolante 40% Al₂O₃ | — | ~3,0 m³ |
| 7.3 | Concreto denso anti-molhamento 70% Al₂O₃ | — | ~4,5 m³ |
| 7.4 | Concreto refratário para porta, relevo e calha | — | ~1,2 m³ |
Instruções de Montagem
Sequência de montagem em 11 etapas, desde a fundação até o comissionamento.
Fundação
Concretar base com chumbadores para pedestais dos mancais de basculamento (um lado) e bases dos pistões (lado oposto). Nivelar com precisão de ±1 mm. Prever fosso para os pistões telescópicos e canaleta para calha de vazamento.
Pedestais e Bases
Instalar os 2 pedestais dos mancais de basculamento de um lado longitudinal e as 2 bases articuladas dos pistões do lado oposto. Alinhar eixo longitudinal dos mancais com tolerância de ±0,5 mm.
Posicionamento do Tambor
Içar o tambor (já com relevo frontal soldado, ~14.000 kg) e posicionar sobre os mancais de basculamento. Encaixar os munhões nos rolamentos. Verificar folga axial.
Pistões Telescópicos
Conectar os 2 pistões telescópicos: trunnion inferior nas bases da fundação, olhal superior nos pontos de fixação na carcaça (posição do CG = 2.092 mm desde a traseira). Testar articulação livre.
Rolos e Coroa
Instalar as 2 estações de rolos de apoio (4 rolos) e os 2 rolos de encosto axial. Montar a coroa dentada no tambor. Alinhar com pinhão. Verificar backlash (0,3-0,5 mm).
Acionamento de Rotação
Instalar motor + redutor + pinhão. Conectar ao inversor. Testar rotação sem carga em ambos os sentidos. Verificar funcionamento em diferentes ângulos de basculamento.
Revestimento Refratário
Aplicar manta cerâmica (1ª camada), concreto isolante (2ª camada) e concreto denso (3ª camada) no interior do tambor e no relevo frontal. Curar 24h + rampa até 600°C.
Porta e Calha
Montar dobradiças no relevo frontal. Içar e instalar a porta (~1.500 kg). Instalar travas swing bolt. Aplicar cordão de vedação. Instalar calha de vazamento no canto inferior (lado do basculamento). Conectar cilindro hidráulico.
Sistema Hidráulico
Posicionar unidade hidráulica. Conectar tubulações aos pistões telescópicos, cilindro da porta e travas. Encher reservatório. Purgar ar. Testar todos os movimentos de basculamento lateral.
Queimador e Exaustão
Instalar queimador na porta (Ø400 mm). Conectar trem de gás. Instalar duto de exaustão (Ø800 mm) e chaminé. Testar ignição e modulação.
Elétrica e Comissionamento
Instalar painel elétrico, CLP, IHM, instrumentação. Cabear sensores e atuadores. Programar sequência automática. Testar intertravamentos NR-12. Corrida de aquecimento (rampa lenta até 780°C). Primeira corrida com carga parcial (10 ton).
Plano de Manutenção Preventiva
Cronograma de inspeções e intervenções para garantir a vida útil e segurança operacional do forno.
Diária
Inspeção visual do refratário pela porta. Verificar nível do reservatório hidráulico. Verificar vedação da porta (fumaça). Limpar calha de vazamento.
Semanal
Verificar pressão do sistema hidráulico. Inspecionar foles dos pistões. Verificar folga da coroa/pinhão. Testar intertravamentos de segurança. Lubrificar dobradiças da porta.
Mensal
Análise do óleo hidráulico. Trocar filtros se ΔP > 2 bar. Verificar alinhamento dos rolos de apoio. Inspecionar bandagens e anéis. Calibrar termopares. Verificar desgaste do pinhão.
Trimestral
Inspecionar rolamentos dos mancais de basculamento (vibração). Verificar cromagem das hastes dos pistões. Inspecionar refratário com medição de espessura. Testar acumulador hidráulico. Verificar torque dos chumbadores.
Semestral
Trocar óleo hidráulico. Inspecionar vedações dos pistões telescópicos. Verificar desgaste dos rolos de apoio. Recalibrar encoder e transmissores de pressão. Inspecionar solda do relevo frontal (LP).
Anual
Revisão geral dos pistões telescópicos. Trocar rolamentos dos rolos (se vibração elevada). Inspecionar refratário completo — reparo por gunning se espessura < 40 mm. Revisão do queimador e trem de gás. Teste hidrostático das tubulações.