A Oerlikon Leybold Vacuum obtém Certificado ATEX em Sistemas de Vácuo para Desgasificação de Aço

Em recentes décadas, a procura por aços refinados de alta qualidade tem aumentado continuamente. Ao mesmo tempo, as plantas de aço operam sob a crescente pressão para tornar seus processos mais eficientes e reduzir drasticamente as emissões de CO2.

Aços de grau mais elevado conforme exigidos por ex. pela indústria automóvel ou aeroespacial requerem tratamento adicional nos chamados processos metalúrgico secundários, que são frequentemente executados sob vácuo. A desgasificação, especialmente quando há insuflação de oxigênio, como em VOD e nos métodos RH-OB, produzem gases potencialmente explosivos. Componentes de vácuo e equipamento com aprovação ATEX permitem soluções econômicas para soluções de vácuo mecânicas.

“Os padrões internacionais de hoje para sistemas de vácuo mecânicos têm por base as bombas de vácuo tipo Roots de últimas geração e bombas de vácuo do tipo parafuso a sec. A seleção de tais soluções de bombas mecânicas oferece também excelentes possibilidades de controle de processo e empregam uma concepção muito segura, permitindo que as bombas sobrevivam no ambiente rigoroso de uma planta de aço. As exigências de sucção mais altas podem ser cumpridas a preços competitivos até mesmo com a instalação de bombas padrão em arranjos múltiplos, enquanto se focaliza nos mais elevados padrões de segurança” explica Uwe Zoellig, Gestor Sênior Segmento de Mercado Indústria de Processos.

Em todos os processos de desgasificação de aço sob vácuo, são formados gases e vapores que poderão ser perigosos. Essencialmente CO e H2, assim como os vapores de metais voláteis, são libertados da superfície de aço. Vapores metálicos e de metal-óxido condensam parcialmente sobre os elementos frios da planta e depositam uma camada fina de poeira. Tal poeira deve ser separada de forma eficaz em filtros de bolsa especiais, ciclones e recipientes, para que não atinjam as bombas de vácuo.

A proteção contra explosões em plantas de vácuo, especialmente as que geram grandes quantidades de CO pelo uso de oxigênio para descarbonetação, tem sido garantida até agora através de patilhas de sobrepressão nos recipientes de reação metalúrgica, dispositivos de alarme para vazamentos de água, sensores de pressão e temperatura, assim como ventilação de emergência com nitrogênio.

Com a introdução de bombas de vácuo mecânicas, instalações eficientes para resfriamento a gás e para separação de poeiras se tornaram necessárias.

Durante um típico processo de desgasificação de aço são produzidos combustíveis potencialmente flamáveis como CO ou H2, mas o aparecimento de tais gases por si só não constituem um perigo. A mistura de gás apenas se torna perigosa se o gás for misturado com oxigênio na concentração certa. O oxigênio representa, portanto, uma ameaça bastante significativa para a avaliação dos riscos de explosão. Mesmo assim, o oxigênio não pode ser eliminado visto que os vazamentos não podem ser completamente postos de parte, e o uso de oxigênio é obrigatório para determinados processos industriais. Porém, o usuário deve reduzir a admissão de oxigênio ao mínimo. Por esse motivo, não se recomenda o uso de bombas de vácuo primárias que necessitam de ser resfriadas pela entrada de quantias grandes de ar ambiente (esfriamento por ar forçado), visto que este ar adicional aumentará o risco de explosão por mistura de gases.

Hoje, as bombas de vácuo mecânicas padrão já cumprem as altas exigências de segurança.

Não obstante, caso existam incertezas relativamente à flamabilidade de misturas de gás que precisam de ser controlado pelos conjuntos de bomba, o usuário terá que administrar uma análise de risco das várias peças da planta para definir as zonas de proteção de explosão pertinentes. O resultado provavelmente será a definição de uma Zona 1 para explosões, na área interna do sistema de vácuo. Para esta avaliação, os componentes com certificado ATEX de Categoria 2 (interior) para gases poderão ser a solução mais fácil. Assim o usuário pode alcançar o padrão de segurança mais elevado para os seus funcionários com despesas de investimento relativamente baixas.

As mesmas considerações também são válidas para todo o processo de vácuo com descarbonetação forçado, como VD-OB e RH-OB, ou para processos com descarbonetação natural como VCD e desgasificação VD de graus de aço desoxigenados na presença de escória reativa, especialmente em relação a taxas de vazamento mais altas.

A composição de efluentes gasosos e o momento de aparecimento de uma mistura flamável são muito diferentes nestes processos.

As soluções de vácuo ATEX da Oerlikon Leybold Vacuum consistem em bombas e componentes que cumprem a especificação ATEX Cat 2 (i) G IIC T2. Este equipamento pode ser combinado com sistemas de vácuo com certificação ATEX. Para satisfazer as exigências, é incluído um controle adicional de temperatura e de resfriamento por gás entre as bombas para impedir que as temperaturas do gás excedam os limites definidos. Além disso, todas as bombas são controladas e monitoradas por um conversor de frequência especialmente programado.

Relativamente ao conjunto de bombas de vácuo, potenciais fontes de ignição como sobreaquecimento ou cargas eletrostáticas devem ser consideradas, o que deverá ser alcançado com a atenção habitual durante a concepção e fabrico de bombas com certificação ATEX. Em particular, as bombas devem ser eficazmente protegidas contra sobrecargas devido a diferenças elevadas de pressão, de forma a evitar temperaturas excessivas.

Isto é válido para todo ponto operacional possível, começando com pressões de sucção altas, passando a pressões operacionais médias que devem ser mantidas durante um período de tempo maior, como por exemplo durante um esvaziamento atrasado no processo VD ou durante a fase de sopro de oxigênio no processo VOD, até as pressões finais mais baixas com suas altas taxas de compressão.

Produtos capazes por si só não garantem uma operação livre de defeitos do desgasificador. Poderão ser cometidos erros de usuário com uma concepção de sistema insuficiente. O fornecedor da bomba de vácuo deverá ser capaz de combinar os produtos únicos numa solução completa inteligente de forma a assegurar a satisfação do usuário. As soluções de vácuo modernas e de alto desempenho da Oerlikon Leybold Vacuum são compostas apenas por dois modelos de bomba padrão diferentes, combinados para formarem sistemas de vácuo de três estágios. Tais concepções de três estágios permitem as velocidades de sucção mais elevadas em combinação com os consumos energéticos mais baixos.