COMO NÃO QUEIMAR DINHEIRO

Sim, queimar dinheiro é exatamente o que muitas fundições brasileiras estão fazendo, por não seguirem as recomendações dos fabricantes no uso de seus equipamentos. Vamos enfocar especificamente o caso de fornos a indução e o mau uso da energia elétrica, um insumo nobre, cujo custo não para de crescer.

 

Certas peculariedades da energia elétrica contribuem para que isso aconteça. Seu transporte não exige esforço físico algum do operador, basta ligar a chave para estar consumindo. Num forno de 2.000 kVA, só o pequeno zumbindo do conversor nos lembra que está se “queimando” ou não uma nota de dez reais por minuto. Para interromper este consumo, se indesejado, bastaria instalar um interruptor automático comandado por um medidor de consumo. Este ainda serviria para registrar o consumo de energia na fusão do metal, indispensável para sua boa administração.

 

A representatividade do gasto com energia de fusão pode ser avaliada comparando-o, p.ex., com o custo da carga metálica. Com toda a certeza o preço de todas as matérias primas usadas e sua proporção na carga já foram objeto de amplas discussões internas e tratativas com fornecedores. É bem provável que o mesmo não tenha ocorrido com a energia elétrica, com a agravante de que neste caso podem ser conseguidos ganhos adicionais quando se administra o consumo específico. O ganho possível é apreciável e depende da situação momentânea de cada fundição em particular. Creio na possibilidade de atingir-se um consumo de 600 kWh/t, através da implantação e acompanhamento de medidas para racionalizar o consumo de energia. Ao preço de R$ 0.30/kWh, o gasto com energia de fusão seria de R$ 180.00/t. Para analisar seu possível ganho, compare o desempenho presente com o número acima. Se valer a pena, decida-se hoje. Lance um objetivo e batalhe por ele. Não se esqueça de que o custo devido à energia de fusão é volátil, com a solidificação ele não se incorpora no retorno, ele simplesmente se perde. No cálculo do custo da peça fundida, entretanto, seu valor ainda é aumentado pelo fator do rendimento metalúrgico da sua  fundição. Em vez de vender a peça pelo valor de mercado, “adquire-se” o próprio retorno por uns dez por cento desse valor. Só por isso ele já deveria ser tratado com mais carinho.

 

Este rendimento também determina a tonelagem de retorno que circula em cada fundição, entre canais e massalotes. Sob o aspecto de custo, quanto menor, melhor. Como matéria prima para carga, entretanto, trata-se do melhor material disponível porque sua análise química e homogeneidade são conhecidas, uma matéria prima de primeira classe. Por isso merece um tratamento especial que passaremos a analisar sob diferentes aspectos, inclusive no ganho de produtividade.

 

Em fundições que produzem peças de diferentes ligas, é recomendável manter os respectivos tipos de retorno separados segundo sua análise química. Custo e qualidade assim o determinam. O espaço necessário para estocagem dependerá do número de ligas e da densidade aparente do material. Manda a boa prática que as baias sejam cobertas, pois umidade e ferrugem são venenos a serem evitados.

 

O retorno, do ponto de vista de seu aspecto físico, é uma “galhada”, difícil de manusear e de enorme volume, graças à sua baixa densidade aparente, 1.0 a 2.5 t/m³. Isso torna o seu manuseio penoso e há necessidade de um grande espaço para sua guarda. Seu uso é pouco apreciado pelo pessoal de preparo da carga e de fusão. Aliado a outras vantagens, esse fato levou ao desenvolvimento de sistemas para quebra de canais, verdadeiros trituradores. São máquinas robustas, com acionamento hidráulico, que trituram os canais de alimentação de ferros fundidos cinzentos, ferros nodulares ou de alumínio, aumentando sua densidade aparente para até 3.0 a 4.0 t/m³, no caso das ligas ferrosas.

 

Graças ao aumento da densidade aparente, contabilizam-se ganhos importantes de espaço na estocagem porque as baias serão menores, nos mecanismos de carga e no manuseio. O volume a ser manuseado, mantendo o mesmo peso, passa a ser menor na função inversa do aumento da densidade aparente da carga. A preparação da mesma é mais fácil e a pesagem é mais rápida, especialmente quando feita com o auxílio de eletro-imã. A carga individual transportada pelo mesmo será mais pesada, exigindo menor número de viagens. Os ganhos devidos à maior eficiência da mão de obra serão sensíveis.

 

O desenvolvimento de máquinas para quebra de canais no Brasil começou na Embraco Fundição, com destaque para o empenho do chefe de manutenção da época, Sr. Ildefonso Finta Filho, Jaraguá para os amigos, visando o aumento da produção de metal líquido e a redução do consumo de energia de fusão. Desde a sua fundação, esta empresa sempre primou pela eficiência de operação e controle de seus gastos, inclusive de energia elétrica. O que se desejava naquele momento era aumentar o volume do metal líquido com os equipamentos básicos disponíveis, mesmo que isso significasse o acréscimo de algum periférico. A construção de uma máquina no Brasil foi desenvolvida em parceria com a Rossil Industrial Ltda, na época uma empresa especializada na construção de máquinas e dispositivos para transporte. Hoje ela é a maior fornecedora nacional de quebradores de canais, fabricados em diferentes tamanhos, de acordo com as necessidades individuais dos clientes, participando de projetos e execução de dispositivos adaptados ao layout da fundição.

 

O primeiro quebrador de canais brasileiro foi colocado em operação na Embraco e os resultados foram muito animadores. Conseguiu-se um aumento sensível na produção de metal líquido, ao redor de 8 a 10%, e menor consumo específico de energia elétrica de fusão, hoje em torno de 610 kWh/t. Outras empresas nas quais se instalaram máquinas semelhantes reportaram ganhos de produção de até 12%. Um dos motivos para este ganho é que, com maior densidade da carga, o forno atinge a potência máxima absorvida em menos tempo. Na explicação dada pelos fabricantes dos fornos consta que “a densidade da carga é participante básico na determinação do grau de acoplamento eletromagnético e com isso na absorção da potência elétrica pelo material da carga. O resultado disso é que em função da maior absorção de potência se obtêm diferentes tempos de carregamento e, como consequência, menores consumos de energia”. O melhor aproveitamento da potência disponível no conversor resulta em ganhos importantes. Se ganha com o aumento da produção, mantendo o mesmo equipamento. Se ganha porque o equipamento estará ligado durante menos tempo, para a mesma produção, já que as perdas de energia (na bobina, no transformador, nos cabos, por irradiação, etc) crescem com o tempo de operação – segundo informação de um boletim de fabricante de fornos a indução, estas perdas somadas são de 25% do consumo. Se ganha pela diluição do custo da demanda em uma maior produção – ela é cobrada de consumidores industriais e tem as características de despesa fixa, que passará a ser diluída em razão da maior produção global.

 

Um artigo sobre fornos a indução sob o título “Influência da Condução e Operação sobre o Consumo de Energia” (Einfluss der Fahr- und Betriebsweise auf den Energieverbrauch), publicado em livreto da Otto Junker, relaciona o consumo específico de energia com a densidade aparente da carga. Mostra-se que o consumo específico para fusão e aquecimento de ferro fundido a 1380ºC cai de 480 kWh/t para 450 kWh/t quando a densidade da carga aumenta de 2.0 para 2.6 t/m³. Mantida esta tendência, para um aumento de 1.0 t/m³ na densidade de carga, ter-se-á  uma queda do consumo de energia de 50 kWh/t, ou seja, uns 10% do consumo teórico de energia para a fusão de ferro.

 

Em razão disso é recomendado tomarem-se providências e tratar todos os materiais de carga que tenham baixa densidade aparente, i.é, sejam muito volumosos. Além de quebradores de canais, existem máquinas para prensagem de cavacos de usinagem e de sucata de aço que cumprem a mesma finalidade. Todos representam investimentos que deverão ser analisados frente aos ganhos resultantes. Considere-se que com essas providências a carga contínua do forno fica facilitada e que se diminui em muito a chance de ocorrer engaiolamento da carga dentro do forno. As possíveis e às vezes funestas consequências de um acidente provocado por um engaiolamento são amplamente conhecidas pelos fundidores.

 

Ganhos adicionais na produção (t/h) e na redução do consumo de energia (kWh/t) pelo uso canais triturados serão contabilizados pela diminuição da quantidade de areia aderida aos canais quebrados. No caso mais frequente em nossas fundições, trata-se de areia verde, cujas características físicas determinam sua colapsibilidade, causa importante da aderência de areia aos canais de vazamento. Por essa razão e em face de diferenças nos sistemas de desmoldagem, a quantidade de areia aderida aos canais é variável, caso a caso. Pode-se contar com cerca de 30 kg/t como areia aderida aos canais. É possível que 70% dessa areia sejam retirados dos mesmos quando triturados. Para fundir areia e transformá-la em escória consome-se praticamente a mesma energia específica de fusão do ferro, i. é, cerca de 500 kWh/t. A  este valor deve ser acrescida a perda de energia radiante na retirada da escória, com o banho líquido descoberto. Sabe-se que esta perda, por ser de energia radiante, é função da temperatura absoluta, elevada à quarta potência. Quanto mais quente o banho e quanto mais tempo de abertura, pior. A diminuição da areia aderida gera menos escória, menos perdas de calor e menor agressão física ao operador. Em fornos pequenos esta ação é menos sentida do que em fornos grandes, onde há necessidade de proteções adicionais ao trabalhador. Em uma fundição que adquiriu um quebrador de canais, a diminuição do volume de escória foi especialmente festejada, pois o custo do descarte era considerável.

 

Um bom número de fundições brasileiras já usa quebrar seus canais de retorno, baseadas em análise técno-econômica semelhante à feita acima. Para poder usufruir dos mesmos ganhos em custo e qualidade de operação, cada fundição deverá analisar suas condições particulares e julgar as suas possibilidades de sucesso. Para isso sempre existem, da parte do fabricante dos equipamentos, disposição, dados práticos de operação e novas ideias para facilitar essa tarefa. As condições econômicas são extremamente favoráveis, pois o investimento me parece autofinanciável, através de ganhos na conta de energia elétrica, resultantes da implantação do sistema. Decisiva, como sempre, será a disposição de fazê-lo, que depende da política interna da empresa.

 

Às atuais dificuldades de obter financiamento, se contrapõe o fato inconteste de que precisamos poupar energia elétrica. Por isso acredito que as condições gerais estão favoráveis para se conseguir a implantação de melhorias com vistas a diminuir seu consumo específico em nossas fundições. É preciso estudar a legislação na busca de dados, pois é possível que já estejamos contemplados. Tu, meu amigo a quem escrevo, podes contribuir com eventuais informações para um banco de dados que ajudará a ABIFA na busca de soluções. Disponho-me, com o auxílio inestimável da ABIFA, a coordenar o levantamento dos dados e a divulgar os resultados para que as fundições possam usar seus direitos, de forma semelhante ao que foi feito na aplicação da legislação sobre EGTD, nos anos 1970.

 

Vamos juntos buscar a solução do investimento para a quebra de canais e outros processos de compactação da carga, a fim de podermos repetir a afirmação de um usuário do sistema: “hoje nem posso mais imaginar minha  fundição sem quebrador de canais”.

Porto Alegre, 10 de maio de 2018.

enioheinen@gmail.com