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VANTAGENS DO PROCESSO DE FUNDIÇÃO

CENTRIFUGADA

1. O que é fundição centrifugada?

É um processo de fabricação de tubos (mecânicos ou não), rolos, buchas; Onde

o aço líquido é vazado (injeta do) em um molde metálico pré-aquecido e em movimento,

se conformando nas paredes do mesmo em razão deste estar em movimento circular e

sendo exercida sobre o metal a força centrífuga.

Fig.1: Vazamento de um tubo, material ASTM a 297 Gr.HP, Material de Exportação, cliente Final

Danielli (Itália).

1.1 Como atua a força centrífuga?

A força centrífuga atua expulsando o metal (fuga do centro) para a extremidade,

formando peças tubulares com seus diâmetros (interno e externo) concêntricos. Esta

última qualidade depende sempre das condições do molde e local de instalação da

máquina de centrifugar, pois eventuais irregularidades nas rodas da máquina ou nas

pistas de apoio do molde serão automaticamente transferidas para o tubo, visto as

rotações de trabalho serem em média acima de 1000 RPM (Rotações por minuto).

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Fig.2: Exemplo da atuação da força centrifuga (Máquina com Rotação de com 1100 RPM).

Fig.3: Detalhe das boas condições das pistas das rodas.

Sentido de Rotação

Rodas da

Máquina

Pistas do Molde

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2 VANTAGENS SOBRE A FUNDIÇÃO ESTÁTICA

A Fundição Centrífuga oferece vantagens altíssimas quando comparada a

Fundição Estática (moldes de areia), por muitos fatores, sendo estes de caracteres

técnicos, econômicos, uso do espaço e arranjo físico, tempo de fabricação, qualidade,

produtividade.

2.1 VANTAGENS TÉCNICAS

Em razão de se tratar de um processo que tem como característica principal o

movimento e expulsão “forçada” do metal para fora do centro com o material ainda

líquido, a solidificação e contração se dão de forma rápida e homogênea de fora para

dentro, resultando em um material de acordo com as características mecânicas

exigidas e isento de porosidades e acúmulo de gases normalmente encontrados em

materiais fundidos estaticamente.

Fig.4: Ex. da estrutura do Material Centrifugado (Isento de Porosidades e Pouco sobre-metal)

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Fig.5: Detalhe de defeitos que ocorrem com grande freqüência em peças Fundidas pelo processo

Estático. (Superfícies com Porosidades internas).

2.2 VANTAGENS ECONÔMICAS

já isentando um material de defeitos como anteriormente citado tem-se uma

vantagem econômica visto a redução de eventuais custos de recuperação ou refugos.

Outro fator relevante é a utilização de poucos insumos, sendo estes relativamente

baratos.

Os custos de mão de obra deste processo são relativamente baixos, e trata-se de

um processo extremamente veloz.

Mas não bastassem esses fatores, a Fundição Centrifugada vai mais além e

oferece algumas outras vantagens, como pôr exemplo ajudar na diminuição de um

preço de um determinado produto atuando ainda na fase do projeto; é que em alguns

casos, utiliza-se dos recursos de uma centrifugação para substituir uma complexa

fundição estática de uma peça única através do desmembramento do conjunto

distribuindo-o em dois processos, ou seja, fundindo estaticamente os menores

componentes (de formas não tubulares) e centrifugando o restante; sendo que

posteriormente une-se o conjunto por solda.

Outro fator relevante é a utilização de poucos insumos, sendo estes

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relativamente baratos.

Os custos de mão de obra deste processo são relativamente baixos, e trata-se de

um processo extremamente veloz, por esse motivo torna-se possível praticar preços

menores comparados ao de uma fundição em areia, tornando as empresas atuantes no

ramo de centrifugação muito mais competitivas nesse requisito.

Fig.6: Rolo de zincagem, destino CSN, exemplo de redução de custo fundindo a mesa por

centrifugação.

2.3 USO DO ESPAÇO FÍSICO

As áreas de operação centrífuga ocupam pouco espaço e tem pouca

movimentação de materiais comparando com as de fundição estática.

Uma vez determinado o molde metálico a ser utilizado o mesmo é colocado em

posição de trabalho e normalmente não é retirado até a conclusão da produção

necessária, uma vez que as medidas das peças são as mesmas em razão de serem

resultantes do mesmo molde, assim que fundidas são devidamente deslocadas para seu

destino, deixando a área de fundição livre em espaço, independentes da quantidade em

questão.

Ponta Fundida em por

Processo Estático

Mesa

Centrifugada

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Fig.7: Conjunto centrifuga = molde sobre a máquina

Fig.8: Tubos Dispostos logo após a centrifugação.

Molde

Máquina

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No caso de fundição estática, a regra já não é igual, os números de moldes (de

areia) distribuídos na área de fundição serão correspondentes aos números de peças a

serem produzidas, e, uma vez fundidas levam mais tempo para serem removidas, devido

a maior lentidão no tempo de solidificação do metal, bem como normalmente serão

retirados um a um, quando no caso de tubos com uma empilhadeira se retira um lote

“X” de tubos, de acordo com o empilhamento possível pelas suas medidas e peso, ou

seja:

100 peças fundidas estaticamente requerem um espaço que acomode 100 caixas de

areia, depois movimentação X 100 peças.

100 peças centrifugadas requerem somente o espaço utilizado pela máquina e molde,

posteriormente movimentação de um ou mais lotes, a serem determinados de acordo

com medidas e peso dos tubos.

Fig.8: Grande área de Ocupação dos moldes de areia na Fundição Estática.

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Fig.10: Transporte dos moldes de areia após fundição usando ponte rolante.

Fig.11: Transferência do molde da Ponte Rolante para o Carrinho manual sobre trilhos

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Fig.12: Desmoldagem das peças

2.4 TEMPOS DE FABRICAÇÃO

Uma das principais características desse processo é a velocidade.

É absolutamente possível organizar prazos de entregas curtos através desse processo.

Chega-se a produzir 45 tubos por dia através de centrifugação, a rotatividade é

extremamente elevada.

O vazamento do metal líquido no molde se dá em aproximadamente 28 Kg/seg.

Portanto um tubo de 200 Kg emprega-se 7 seg apenas para vazamento, somando a um

tempo de centrifugação e solidificação não superior a 3 minutos.

Já no caso de uma peça fundida em areia com o mesmo peso, o vazamento não

tem a mesma velocidade, para uma fundição de boa qualidade emprega-se no mínimo

23 seg, para concluir a operação.

Veja que no primeiro caso são injetados aproximadamente 28Kg/Seg de metal,

enquanto no segundo apenas 8,7Kg/Seg.

Uma consideração importante é a preparação do molde, todo procedimento é

automatizado.

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Fig.13: Aplicação da Pintura do Verniz no Molde antes de vazar o metal para possibilitar a

desmoldagem do produto final (Molde em movimento).

No caso de fundição estática, se emprega um tempo consideravelmente maior

por haver maior incidência de intervenções manuais:

Moldação da peça;

Tempo de cura da caixa (endurecimento);

Pintura na sua maioria manual, ou spray;

Tempo para penetração e fixação natural da tinta;

Queima da tinta através de maçarico para isentar de umidades;

Fechamento dos moldes (união das duas metades);

Vazamento do molde (fundição);

Tempo de solidificação;

Tempo para desmoldagem..

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Fig.14: Moldação de uma curva no processo de Fundição Estática.

Fig.15: Continuação do processo de moldação da curva na fase de cura da areia.

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Fig.16: Pintura manual do molde de areia.

Fig.17: Processo de secagem natural da Tinta, penetração na areia para revestimento.

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Fig.18: Processo de queima da tinta após secagem, para isenção de umidade.

Fig.19: Fechamento dos moldes.

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2.5 QUALIDADE

Em consideração as vantagens técnicas citadas anteriormente, podemos deduzir

que as mesmas refletem na qualidade do produto.

Mas além dessa qualidade (percebida no desempenho e vida útil das peças

centrifugadas), tem-se ainda a qualidade visual muito superior comparado à fundição

estática.

É quase impossível perceber na superfície externa de um tubo (produzido

adequadamente) porosidades (Pinholes), devido ao fácil controle da umidade, em

função de seu insumo componente ser somente a tinta.

Tal controle é mais complicado em moldes de areia, e a probabilidade de defeitos

aumenta em função da grande mescla de diferentes insumos, todos eles capazes de

gerar umidade ou gases e conseqüentemente transferir para a superfície da peça.

Resina + catalisador + areia= molde (caixa de areia)

Tintas (álcool ou água como base diluição)= pintura

- Cola contendo uréia= fechamento dos moldes.

Fig.20: Qualidade superficial de um tubo Centrifugado.

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Fig.21: Porosidades na superfície de uma curva no Processo de Fundição em Areia.

2.6 PRODUTIVIDADE

Tendo visto anteriormente os baixos tempos de fabricação, podemos concluir que

estamos tratando de um processo de altíssima produtividade, considerando também o

baixo índice de problemas existentes e eventuais tempos de refabricação em função de

perdas quase inexistentes.

Essa produtividade alta não está restrita somente no processo de transformação

da matéria-prima em aço fundido, ela se estende também aos setores de acabamento,

pois uma vez que os materiais transformados apresentem boas condições em sua

superfície estes estarão livres de ter que passar por recuperações de solda e

rebarbação de tais recuperações, com esses passos diminuídos, cai seguramente à

permanência desses materiais no interior da fábrica.

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Fig.22: Tubo Centrifugado pronto para exportação.

Fig.23: Peça fundida em recuperação para posterior expedição

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CONCLUSÃO

Como demonstrado nos tópicos anteriores, nos mais variados aspectos a fundição

centrifugada apresenta vantagens quando comparada a uma fundição convencional em

moldes de areia.

Baseados nisso, podemos afirmar com certeza que é a melhor escolha, desde que

o formato da peça permita uma centrifugação, e, orientamos a quem possa interessar a

escolher essa opção, pois inúmeras vantagens serão atingidas em um pequeno espaço

de tempo e a um custo seguramente menor que o imaginado para uma fundição

estática.

Ao longo do trabalho pudemos constatar na prática essas referências, e, vimos o

quanto estas contribuem para o dinamismo de uma empresa.

Não foram poucas vezes em que presenciamos uma ordem de compra ser enviada

em um dia e o material ser faturado no outro, sendo que não se trata de material em

estoque, e sim de material a ser produzido, tamanha sua velocidade no processo a

ponto de permitir tal façanha.

Indicamos fortemente a quem não tenha visto, um estudo nessa área a fim de

conhecimento de um processo produtivo de grande agilidade e flexiblidade ao mesmo

tempo, garantimos que isso contribuirá muito a título de conhecimento de

produtividade, pois trata-se de um grande exemplo.

Elaborado por: Flávio Viana em Novembro de 2002