Causa de falha F19, Forno e causa de falha F27, Refractário

Também estes dois tipos de causa de falhas têm bastante analogia entre si. As falhas registadas na causa de refractário (F27) estão relacionadas com problemas na protecção térmica da fuselagem do forno (queda de tijolo refractário no interior do forno) e desgaste do refractário do seu queimador (tubeira). Por outro lado, as ocorrências de falhas no forno (F19) relacionam-se na sua maioria, com problemas de desgaste numa das suas extremidades, a beiça. O final do forno, zona de onde cai o clinquer para o arrefecedor, é denominado por beiça de saída. Esta zona é também protegida por material refractário.

As ocorrências de falha com a causa F19 também contribuíram para a diminuição do tempo de exploração do sistema no período GR2 até GR3. Não só pelo número de ocorrências (9 falhas), mas também pelo elevado número de horas de reparação necessárias para a reposição das condições óptimas de funcionamento do processo (153 horas). A duração das reparações perante a ocorrência de falha com a causa F27, embora não tão prolongadas (76 horas), não pode ser desprezada.

Existem diversos tipos e qualidades de refractário para diferentes equipamentos e para diferentes temperaturas suportadas. A sua principal função é proteger os equipamentos das elevadas temperaturas suportadas e ainda evitar a dissipação e perda de calor do interior dos equipamentos. As principais causas e problemas nestes tipos de falha são o desgaste, a fractura e a queda dos tijolos de refractário.

A solução encontrada para os problemas na beiça do forno foi aplicada ainda no decorrer do ano de 2003 (GR3). A beiça foi reconstruída em betão refractário, o que segundo os técnicos do CPL, foi uma boa alternativa relativamente ao tijolo refractário que até então se utilizava. O comportamento da beiça do forno parece ter estabilizado, uma vez que o betão refractário apresenta ser mais resistente ao desgaste perante a queda do clinquer. Os problemas, que antes ocorreram, foram desde essa substituição praticamente inexistentes, embora em Março do ano 2004 se tenha registado a queda de 4 elementos da beiça. A explicação, segundo os técnicos do CPL, está relacionada com dois factores. Por um lado, a beiça sofreu, tal como todo o tijolo do forno, diversos aquecimentos e arrefecimentos devido a inúmeras paragens por falha de outros equipamentos, levando a várias contracções e dilatações do betão. Por outro lado, o facto de na zona de saída do forno, antes do betão, existir tijolo magnesítico, em nada ajudou à duração do betão na beiça. Este tipo de tijolo favorece a formação de crostas, e como estas não são estáveis (formam-se e caem), quando caem têm tendência a levar com elas parte desse betão.

A solução para estes problemas de refractário do forno será a aquisição de tijolo de melhor qualidade e adequado às diferentes zonas do interior do forno. Uma vez que as temperaturas no interior do forno variam e a matéria sofre alterações ao longo do seu percurso durante a cozedura, o tijolo refractário também terá que ter diferentes especificidades consoante as exigências do processo em cada local. É certo que um tijolo de melhor qualidade tem um custo superior na sua aquisição mas, se essa melhoria de qualidade contribuir para a minimização dos problemas, significando diminuição do número e duração das paragens, rentabilizar-se-á com ganhos no tempo de produção acrescido.

Quanto aos problemas de refractário no queimador (tubeira), também foram tomadas algumas medidas e alterações como modo de os minorar. Verificou-se que o desgaste do refractário da tubeira era sempre na mesma zona, a cerca de 15 cm e na parte inferior da sua ponta. Este desgaste deve-se ao facto do ar quente proveniente do arrefecedor arrastar muitas poeiras do processo. Ao entrar no forno, o atrito do ar conjuntamente com as poeiras provoca o desgaste da ponta da tubeira.

A figura 5.19 mostra um esquema onde se faz representar a trajectória do ar e poeiras. Os ventiladores do arrefecedor injectam ar no seu interior que aquece ao passar pelo clinquer quente em contra corrente e proveniente do forno. Parte das poeiras resultantes dessa injecção de ar são levadas de volta ao forno. Devido à configuração do equipamento, a trajectória do ar e poeiras segue tal como a figura 5.19 demonstra através das setas.

Figura 5.19 – Trajectória de ar quente e poeiras provenientes do arrefecedor para o interior do forno

Em experiências anteriores, aumentou-se o diâmetro de betão refractário na ponta do queimador, o que não deu resultado, pois embora retardasse ligeiramente o seu desgaste, esta solução tem um efeito negativo. Ao aumentar-se o peso na ponta da tubeira, esta abate fazendo com que o dardo da chama se aproxime do talude de matéria e do tijolo no interior do forno. Isto faz com que o tijolo refractário do forno se danifique mais facilmente, pelo facto de se estar a incidir uma chama forte que o queima. Os técnicos do CPL acharam conveniente, após este teste, manter o mesmo diâmetro da tubeira, isto é, voltar à betonagem normal que sempre se praticou. Optou-se então por recuar a tubeira em cerca de 15 cm, até porque segundo os técnicos da produção, a tubeira estava demasiado introduzida no forno comparativamente com outras unidades produtivas e com os valores de referência para este equipamento.

Com o objectivo de controlar as temperaturas a que o betão do queimador está sujeito durante a marcha do forno, equacionou-se a instalação de uma sonda de temperatura no seu interior. Segundo os técnicos do CPL, esta informação pode ser útil para a tomada de decisões sobre o tipo de betão a instalar futuramente na tubeira.