Grafite para Fundição Contínua

Dois fatores fizeram da grafite um material indispensável para a tecnologia de fundição contínua:

Em primeiro lugar, uma combinação única de propriedades excepcionais e, em segundo lugar, a possibilidade de combinar propriedades específicas do material com as especificações do cliente, variando as matérias-primas e/ou os métodos de produção. As propriedades mais importantes da grafite são:

• Alta resistência térmica/química
• Excelente resistência ao choque térmico
• Aumentando a força com o aumento da temperatura
• Alta condutividade térmica
• Alta condutividade elétrica
• Facilidade de usinagem
• Possibilidade de produção para padrões de pureza muito altos.

Grafite – O Material com Propriedades Excepcionais

Ao contrário da maioria dos materiais, as resistências às tração, compressão e flexão da grafite aumentam à medida que a temperatura sobe para 2.700 Kelvin, além da qual elas caem novamente. A 2.700 Kelvin, a grafite tem aproximadamente o dobro da resistência à temperatura ambiente.

O coeficiente de temperatura da resistividade elétrica da grafite é negativo, ao contrário do dos metais. A grafite tem boa condutividade elétrica. Perto do zero absoluto, a grafite tem apenas alguns elétrons livres e atua como um isolante. Conforme a temperatura aumenta, a condutividade elétrica aumenta.

A condutividade térmica da grafite é maior que a de muitos metais e cai com o aumento da temperatura. A condutividade térmica da grafite varia de um grau de grafite para outro, mas também com o grau de grafitização.

O coeficiente de expansão térmica é da ordem de 3 x 10 -6 K-1 e é, portanto, apenas cerca de um quarto do ferro. Varia de grau para grau e depende das condições do processo e das propriedades das matérias-primas iniciais.

Graus de grafite diferem apenas ligeiramente em seu calor específico.

Algumas definições: 

Porosidade aberta

A porosidade aberta é a parte do volume total que pode ser preenchido com líquido (determinado de acordo com a DIN 51918). 

Usinabilidade do grafite

A grafite é fácil de usinar – tanto a resistência da aresta quanto a resistência à abrasão são altas.

Peças complicadas com tolerâncias baixas podem ser fabricadas com alta precisão.

 Molhabilidade do grafite

A grafite não é molhada pelo vidro fundido ou pela maioria dos metais fundidos.

Resistência à mudança de temperatura 

A grafite é extremamente resistente a choques térmicos, portanto, o rápido aquecimento ou resfriamento não é problema. A densidade da grafite sintética é tipicamente entre 1,5 e 1,9 g/cm3, mas tão alta quanto 2,1 g/cm3 para a grafite pirolítica sólida. A densidade dos graus de grafite de alta pureza é definida como o quociente de massa e volume, incluindo todos os poros.

Processo de Fundição Contínua

A fundição contínua de metais não ferrosos e preciosos e a fundição de ferro cinzento representam um método de fabricação amplamente utilizado.

Este método oferece a vantagem da produção ininterrupta e garante a qualidade ideal do material como resultado da rápida solidificação. Duas características altamente úteis são a uniformidade da estrutura do produto e a ausência de redutores.

Como as superfícies de metal fundido resultantes geralmente são lisas e sem defeitos, geralmente não é necessário um acabamento extensivo. Uma distinção pode ser feita entre:

fundição contínua horizontal,

fundição vertical;

fundição vertical, dependente de forno;

fundição vertical, não dependente de forno.

O design do equipamento de fundição e o processo de fundição são semelhantes em todos os casos. Um componente importante da máquina de fundição contínua é o dispositivo de resfriamento, que consiste em uma camisa resfriada a água e um molde (matriz). A grafite combina um número de propriedades favoráveis e, portanto, é preferencialmente usada como um material de molde (matriz).

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