( * ) Engenheiro metalurgista. Diretor e sócio da Foundry Cursos e Orientação Ltda. e da Romanus Tecnologia e Representações Ltda.

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1 Luvas Exotérmicas: Problemas e Soluções ( * ) Arnaldo Romanus Introdução As luvas exotérmicas são utilizadas com a finalidade principal de reduzir o tamanho dos massalotes, visando aumentar o rendimento metalúrgico e sem permitir a ocorrência de rechupes nas peças. Infelizmente, muitas vezes as luvas exotérmicas acabam gerando diversos problemas, sem que se consiga descobrir a sua origem. Diante disso, o presente trabalho tem por finalidade apresentar as possíveis causas de defeitos detectados já na própria luva exotérmica ou então nas peças. Embora as orientações básicas dos problemas a serem abordados a seguir sejam válidas principalmente para um tipo específico de luva exotérmica, na maioria das vezes as soluções apresentadas para cada defeito também poderão vir a servir para outros produtos relativamente semelhantes. 1. Formulação básica da luva exotérmica Embora não se venha a apresentar uma formulação específica de luva exotérmica, já que a mesma poderá vir a variar muito de um fornecedor para outro em função da finalidade de aplicação de cada produto, no presente caso o trabalho tratará dos problemas que normalmente acabam surgindo ao se fabricar luvas contendo os seguintes componentes: alumínio atomizado óxido de ferro natural salitre do Chile fluorita farinha de madeira cianita mulita areia de sílica pó de sílica silicato de sódio. 2. Problemas / defeitos típicos de luvas exotérmicas Logicamente que diversos outros problemas poderão surgir em distintos tipos de luvas exotérmicas, resultando também em defeitos diferentes nas peças. No presente trabalho, todavia, serão abordados os seguintes problemas/defeitos: ausência de reação da luva escorificação excessiva durante o teste de exotermia da luva fervura do metal após o seu vazamento na luva (observada no teste de exotermia) fratura escura no pescoço do massalote ( * ) Engenheiro metalurgista. Diretor e sócio da Foundry Cursos e Orientação Ltda. e da Romanus Tecnologia e Representações Ltda.

2 friabilidade da luva inclusão de luva na peça massalote intacto e externamente liso massalote oco massalote partido ao meio horizontalmente massalote rebaixado, com superfície superior lisa massalote rebaixado, com superfície superior rugosa reação e sem reação das luvas no mesmo teste de ignição reação demorada da luva (observada no teste de ignição) reação fraca da luva (observada no teste de exotermia) reação demorada e fraca da luva (observada nos testes de ignição e de exotermia) reação rápida da luva (observada no teste de ignição) reação violenta da luva (observada no teste de exotermia) reação rápida e violenta da luva (observada nos testes de ignição e de exotermia) rechupe forte na peça rechupe fraco na peça solidificação rápida do metal na luva (observada no teste de exotermia) tempo de reação excessivamente longo e tempo de solidificação muito curto após a reestufagem das luvas trincas na luva, sendo que todos esses problemas serão abordados nos capítulos 3 25 a seguir. 3. Ausência de reação da luva 3.1- Causas demasiada insuficiência (ou falta total) de salitre do Chile; substituição da fluorita por pó de sílica (neste caso, ambos com aspecto muito semelhante) Solução se não houve a troca dos componentes citados, deve-se aumentar o teor de salitre do Chile em até 1,0 %. 4. Escorificação excessiva durante o teste de reação da luva 4.1- Causa Teor excessivo de silicato de sódio na composição, desde que não tenha ocorrido uma reação muito violenta da luva (que seria um indicativo de um excesso de fluorita) Soluções o ideal seria reduzir a adição de silicato de sódio em até 1,0 %; se, todavia, a mera redução da adição de silicato de sódio resultar em friabilidade da luva e/ou em inclusão da mesma na peça, pode-se aumentar em cerca de 2,0 % o teor de cianita e reduzir na mesma proporção (simultaneamente) a adição de sílica, sem alteração do teor de silicato de sódio. 2

3 5. Fervura do metal após o seu vazamento na luva (observada no teste de exotermia) 5.1- Causa Umidade excessiva da luva, proveniente de baixa temperatura de estufagem da mesma e/ou de um tempo de estufagem relativamente pequeno e/ou de estocagem em ambiente bastante úmido e durante um prazo normalmente superior a 30 dias Soluções de imediato convém reestufar as luvas e efetuar um novo teste de ignição; se, mediante a solução recomendada, o problema persistir ou se for eliminado porém se então vier a surgir algum outro problema, o mais recomendável seria descartar as luvas, a menos que se faça um teste prático com pelo menos 10 delas e que não venha a ocorrer qualquer tipo de defeito com nenhuma das peças. 6. Fratura escura no pescoço do massalote 6.1- Causa Se não houver rechupe na peça, a causa mais provável para esse problema seria a quebra do massalote em temperatura de desmoldagem excessivamente elevada Solução Como, em princípio, se trata de um problema que nada tem a ver diretamente com a luva, não se deveria atuar sobre a sua composição. 7. Friabilidade da luva 7.1- Causas umidade excessiva da luva, proveniente de um tempo de estocagem demasiadamente longo; insuficiência de silicato de sódio na composição; excesso de farinha de madeira na formulação da luva Soluções Se o problema não for resultante de um longo tempo de estocagem, deve-se alterar a composição de acordo com o aspecto da mistura, conforme segue: reduzir em até 0,3 % o teor de farinha de madeira e/ou aumentar em até 1,0 % a adição de silicato de sódio, sendo a última a solução geralmente mais positiva. 8. Inclusão de luva na peça 8.1- Causas luva friável, devido a um excesso de umidade; baixa resistência a impactos Soluções reestufar o lote de luvas, se as mesmas estiverem muito úmidas; se for constatado que o problema não é oriundo de um excesso de umidade da luva, deve-se aumentar o teor de silicato de sódio em até 1,0 %. 3

4 9. Massalote intacto e externamente liso 9.1- Causa Ausência de reação da luva, devido a um teor muito baixo de salitre do Chile e/ou de fluorita e/ou devido a uma possível troca da fluorita por pó de sílica, neste caso pelo fato de ambos os produtos terem um aspecto muito semelhante Solução Caso não tenha havido a troca da fluorita por pó de sílica, deve-se aumentar o teor de salitre do Chile e/ou de fluorita em até 1,0 %. 10. Massalote oco Causa Fervura do metal dentro da luva, durante o vazamento, originado pela umidade excessiva da mesma talvez resultante de um longo tempo de estocagem, provocando o fechamento do furo de saída dos gases e o conseqüente enclausuramento do ar contido no interior da luva Solução Recomenda-se reestufar o restante do lote das luvas e efetuar um teste de ignição antes de tornar a usá-las, a fim de constatar se foi sanado o problema da fervura e, ao mesmo tempo, verificar se não houve algum efeito negativo quanto à sua exotermia. 11. Massalote partido ao meio horizontalmente Causa Reação muito violenta da luva Solução Deve-se reduzir o teor de fluorita em até 1,0 %. 12. Massalote rebaixado, com superfície superior lisa Causa Ausência do furo de saída de gases, principalmente se no mesmo molde ocorreu o problema com apenas uma das luvas Solução Logicamente, neste caso somente se deverá atuar na moldagem, encontrando uma maneira de garantir que os furos de saída de gases sempre estejam abertos. 13. Massalote rebaixado, com superfície superior rugosa Causas falta de material refratário na composição e/ou reação excessivamente forte, de modo que a luva possa ter sido parcialmente destruída, com o metal passando a ocupar o seu espaço após o término do vazamento Soluções Dependendo da verdadeira causa do problema, as duas soluções mais lógicas seriam, respectivamente: aumento do teor de cianita e/ou de areia; redução do teor de fluorita. 4

5 14. Reação e sua ausência no mesmo teste de ignição Causa O mais provável é que as luvas não sejam do mesmo lote de fabricação, isto é, normalmente são de bateladas distintas Solução Como não há solução para esse problema a não ser descartar todo o estoque de luvas ainda existente, sempre se deverá isolar cada lote produzido, pelo menos até que todos tenham sido aprovados no teste de ignição e, mesmo assim, é importante que seja colocada a data de fabricação de cada lote, visto que as luvas poderão originar problemas se ficarem estocadas num prazo superior a 30 dias. 15. Reação demorada da luva (observada no teste de ignição) Causa Teor muito baixo de salitre do Chile Solução Deve-se aumentar o teor de salitre do Chile em até 0,8 %. 16. Reação fraca da luva (observada no teste de exotermia) Causas teor muito baixo de fluorita; emprego de alumínio atomizado muito grosso (com módulo de finura < 50 AFS) Soluções A solução a ser adotada é uma função direta do problema constatado, sendo, respectivamente: aumento do teor de fluorita em até 1,0 %; 17. Reação demorada e fraca da luva (observada nos testes de ignição e de exotermia) Causas teor muito baixo de salitre do Chile; teor insuficiente de fluorita; emprego de alumínio atomizado muito grosso (com módulo de finura < 50 AFS) Soluções Dependendo da real causa do problema, deve-se proceder conforme segue: aumentar o teor de salitre do Chile em até 0,8 %; aumentar o teor de fluorita em até 1,0 %; utilizar alumínio atomizado com módulo de finura preferencialmente > 60 AFS. 18. Reação rápida da luva (observada no teste de ignição) Causa Excesso de salitre do Chile na formulação Solução Deve-se reduzir o teor de salitre do Chile em até 0,8 %. 5

6 19. Reação violenta da luva (observada no teste de exotermia) Causa Excesso de fluorita na formulação Solução Deve-se reduzir o teor de fluorita em até 1,0 %. 20. Reação rápida e violenta da luva (observada nos testes de ignição e de exotermia) Causas Nessa situação, existe simultaneamente a presença de teores elevados demais de salitre do Chile e de fluorita na composição da luva Soluções Deverão ser adotadas simultaneamente as seguintes providências: redução do teor de salitre do Chile em até 0,8 %; redução do teor de fluorita em até 1,0 %. 21. Rechupe forte na peça Causas demasiada insuficiência de fluorita; excesso acentuado de salitre do Chile; emprego de alumínio atomizado exageradamente grosseiro (com módulo de finura < 45 AFS) Soluções Dependendo da causa do problema, seriam as seguintes as providências mais viáveis a serem adotadas: aumento da adição de fluorita em cerca de 1,0 %; redução do teor de salitre do Chile em aproximadamente 0,8 %; 22. Rechupe fraco na peça Causas ligeira insuficiência de fluorita; leve excesso de salitre do Chile; emprego de alumínio atomizado muito grosseiro (com módulo de finura < 50 AFS) Soluções Dependendo da causa do problema, seriam as seguintes as providências mais viáveis a serem adotadas: aumento da adição de fluorita em cerca de 0,5 %; redução do teor de salitre do Chile em aproximadamente 0,5 %; 23. Solidificação rápida do metal na luva (observada no teste de exotermia) Causas teor muito baixo de fluorita; teor elevado demais de alumínio atomizado; emprego de alumínio atomizado muito grosseiro (com módulo de finura < 50 AFS). 6

7 23.2- Soluções Dependendo da causa do problema, seriam as seguintes as providências mais viáveis a serem adotadas: aumento da adição de fluorita em cerca de 1,0 %; redução do teor de alumínio atomizado em até 1,5 %; 24. Tempo de reação excessivamente longo e tempo de solidificação muito curto após a reestufagem das luvas Causas excessivo tempo de estocagem das luvas; armazenamento do lote de luvas em ambiente demasiadamente úmido Solução Todo o restante do lote de luvas deverá ser descartado, caso contrário se corre um risco sério de refugar as peças a serem produzidas com as mesmas. 25. Trincas na luva Causa Utilizando-se a composição correta, o mais provável é que esse defeito seja oriundo de falhas no ferramental de confecção da luva, que resultam em trincas na mesma durante a sua extração Solução Neste caso, em princípio não se deve atuar sobre a composição da luva. Considerações finais Certamente que sempre poderão continuar existindo problemas de alimentação das peças mesmo ao se utilizar luvas exotérmicas. Todavia, desde que o fabricante dessas luvas tenha pleno conhecimento de causa da real finalidade de utilização de cada componente que entra em sua formulação, bem como dos teores limítrofes que os mesmos deverão ter na mesma, dificilmente a fundição terá refugo por rechupes atribuíveis a essa variável. 7