O processo industrial da COPALA Indústrias Reunidas S/A consiste basicamente na fusão de sucata metálica para a produção de lingotes, os quais, numa segunda etapa do processo, passam por laminadores para a produção de barras (vergalhões) que são empregadas em estruturas de Construção Civil e em grades.

Após recebida, a sucata é pesada e estocada num pátio, a céu aberto, onde, dependendo da sua natureza e forma de utilização é submetida a alguns dos seguintes processamentos:

Corte através de tesoura mecânica;

Corte com GLP e oxigênio;

Prensagem.

Em seguida a sucata é levada para o forno, através de recipientes denominados de “cestões de carga fria”, os quais são abastecidos por pontes rolantes munidas de eletroímãs.

O carregamento da sucata metálica no forno elétrico é feito, através de sistemas de abertura no fundo dos cestões, os quais são sustentados pelas pontes rolantes.

O fundo dos cestões abre-se, em pétalas, por um sistema denominado, por alguns, de “gomos de laranja”.

Para a fabricação do aço, a partir da fusão da sucata é utilizado um forno elétrico (a arco trifásico) conforme demonstra a figura 2.

As principais partes do forno são as seguintes:

Transformador; reator; panela ou carcaça; abóbada e eletrodos de grafite.

A carcaça e a abóbada do forno elétrico constituem um recipiente em cujo interior ocorrerá o processo de fusão da carga metálica. A parte inferior de dentro da carcaça é revestida com material refratário e a parte do fundo do forno é chamada de soleira, estando diretamente em contato com o metal líquido. A abóbada é uma tampa com orifícios, atualmente em número de três, através dos quais os eletrodos são introduzidos para fusão da sucata metálica que se encontra no interior do forno. Ainda na abóbada, será futuramente perfurado um quarto furo, no qual deverá ser instalado um duto para a exaustão das emissões do forno, que serão conduzidas ao sistema de controle de gases e materiais particulados, para purificação antes do lançamento destes para atmosfera.

Duas aberturas se destacam nessa estrutura: uma delas é a bica de vazamento, por onde sairá o metal em estado líquido de dentro do forno; e a outra é a porta de escória, também chamada porta de trabalho, por onde se realizam as adições de matérias-primas, retira-se a escória e injeta-se oxigênio.

Os elétrodos de grafite utilizados na COPALA S/A ou são adquiridos diretamente do fabricante (UCAR) ou são fabricados pela usinagem, de um resíduo industrial da ALBRÁS denominado rejeito gasto de cubas (R.G.C.). O calor necessário para fusão da sucata é gerado pelo arco produzido pelos 3 (três) eletrodos inseridos nos furos da abóbada.

Para a eliminação das principais impurezas do aço (fósforo e enxofre) e para o ajuste da composição química do aço são adicionados os seguintes materiais:

Cal virgem; calcário; pó de rejeito gasto de cubas (R.G.C.), fluorita, sucata de alumínio ou aluminio em lingotes.

Na fabricação de aço, a cal atua como um fluxante durante o processo de refino, propiciando a retirada do fósforo e enxofre na forma de fosfato de cálcio, silicatos e sulfetos que permanecem na escória.

O resíduo dos rejeitos gastos de cubas (R.G.C.), vindo da ALBRÁS é usado de três formas no processo produtivo da COPALA após sua usinagem:

A) Barras cilíndricas usinadas que são utilizadas como eletrodos no forno elétrico da Aciaria;

B) O pó resultante da usinagem dos elétrodos é usado de duas formas:

B.1) Como carburante do aço, devido ao seu alto teor de carbono;

B.2) Como fluxante da escória, para facilitar a remoção de impurezas do aço;

C) Como substituto da fluorita.

A fluorita atua como fundente e purificador do produto. Para auxiliar na desoxidação do aço é também adicionada ao forno sucata de alumínio ou alumínio na forma de pequenos lingotes.

Após a fusão da sucata, resultando na produção do aço, é realizada a retirada da escória contendo as impurezas, através de escumagem pela bica de escória do forno.

Dependendo do percentual de carbono após a retirada da escória, faz-se a adição de grafite, pó de carbono ou pó do rejeito gasto de cubas (R.G.C.) para ajuste do teor deste elemento químico em função do produto a ser obtido: CA-25 ou CA-50.

Uma panela suspensa por uma ponte rolante, dentro de um fosso, recebe o aço proveniente do forno que é vazado através de bica. Uma vez vazado o aço, a panela é transportada para a área de lingotamento, na qual o aço líquido é despejado em moldes que chamamos de “lingoteiras”. Assim são produzidos os lingotes. A operação de lingotamento está demonstrada na figura 3.

Após esta etapa, os lingotes com peso em torno de 87kg são transportados para a área de estoque que se localiza próximo à laminação, ver o fluxograma:

Antes da colocação dos lingotes no forno de reaquecimento da laminação é realizada a retirada da alça, através de corte com maçarico, a gás butano. A carga do forno de reaquecimento é de aproximadamente 150 lingotes. Estes permanecem no forno durante uma hora, e a temperatura final é de aproximadamente de 1.100 °C. O forno de reaquecimento é mostrado na figura 4.

Todo o calor necessário à operação do forno de reaquecimento da laminação é gerado através da queima de óleo B.P.F. que é pulverizado através de queimadores. Este óleo é armazenado em tanques aquecidos por resistências elétricas. Cada lingote é retirado do forno, manualmente, para ser laminado, pela passagem, em vários estágios, nos cilindros de laminação, até atingirem a bitola desejada dos vergalhões, Conforme demonstra a figura 5.

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