Técnicas de fabricação - quarta parte

5 - Elaboração e corrida do metal

5-a - Histórico
O ferro não existindo em estado natural sobre a Terra mas sob a forma de óxido, ele será elaborado através de redução do minério de ferro num alto-forno. Camadas alternadas de minério de ferro, triturado e lavado, elementos fundidores destinados a aglomerar as impurezas, e combustível (carvão vegetal) são enfornadas permanentemente no alto-forno. O carvão vegetal desempenha um papel complexo:

- ele funde: sob o efeito do calor, o minério grelha, torna-se pastoso e se liquefaz, descendo para a parte inferior do alto-forno: o cadinho.
- ele reduz: o carbono, ávido por oxigênio, "suga" o oxigênio contido no minério de ferro que se transforma em ferro,
- ele alia-se: partículas de carbono misturam-se ao ferro, modificando assim a estrutura e os componentes mecânicos do metal, que se torna então ferro fundido, ou seja, ferro contendo partículas de carbono sob a forma de lamelas.

As primeiras peças artísticas foram produzidas em ferro gusa de primeira fusão, elaborado nos altos-fornos. Mais tarde, foram fundidas com material de segunda fusão, refundido nos cubilôs.
O cubilô é um aparelho de fusão dotado de uma cuba dentro da qual alterna-se pedaços de ferro gusa da primeira ou da segunda fusão com elementos fundidores e coque.
Inventado no século XVIII pelo cientista metalúrgico francês Réaumur, o cubilô continua sendo o principal meio de fusão destinado a gerar ferro fundido cinzento - material utilizado desde o século XIX para a confecção de peças artísticas em ferro fundido. Com um funcionamento seguro, simples e econômico, apesar do advento de novas tecnologias, o cubilô ainda deverá prestar muitos e bons serviços. Outros aparelhos de fusão, tais como os fornos a gás ou elétricos, permitem elaborar peças mais complexas, utilizadas para o mobiliário urbano. Abordaremos aqui apenas o cubilô e o ferro fundido cinzento a grafite lamelada.

5-b - Modo de funcionamento do cubilô e corrida
O metal em fusão desce para a parte inferior do cubilô, onde se acumula. No momento do escoamento, realiza-se a limpeza, isto é, a evacuação das impurezas que flutuam na superfície do metal. A evacuação é feita através de um orifício localizado lateralmente. As impurezas são recolhidas num recipiente e, em seguida, evacuadas. A corrida a partir do cubilô ocorre após a remoção da tampa refratária que veda o orifício de escoamento. O metal corre então através da canaleta de corrida para um bolso em ferro fundido aquecido, dotado de revestimento refratário. O bolso é transportado para o canteiro de moldagem, onde o molde, que não deve de modo algum ser transportado, está aguardando. A corrida consiste no enchimento do molde com metal a 1.500º C. Este vai se introduzir no espaço já preparado e desposar fielmente a impressão externa e interna formada pelo moldador. As peças artísticas fundidas são geralmente vertidas num único jato. Caso sejam volumosas, duas ou três alimentações simultâneas podem ser realizadas através de dois ou três orifícios diferentes. Caso se trate de estátuas volumosas, cada molde é corrido em separado. As diferentes partes serão reunidas e montadas na oficina de ajustagem.

- a corrida por bolso é a mais utilizada. Os bolsos podem conter entre 30 kg e várias toneladas e são trazidos para baixo da canaleta de corrida do cubilô. Destampado o orifício, o metal derretido escorre para dentro do bolso que será transportado até o molde e inclinado de modo a verter o metal no molde. A velocidade da corrida, bem como a localização dos jatos, canais e respiradouros, desempenham um papel essencial para o êxito da operação. O ataque da corrida é geralmente colocado no plano de junção de modo a proporcionar alimentação uniforme na peça. No caso das estátuas, esse ataque é colocado nas dobras e nos detalhes dos corpos de modo a ficar invisível após o acabamento.

- existem outras técnicas de corrida:
- A corrida em queda livre consiste na alimentação dos moldes em ferro fundido a partir diretamente do alto-forno ou do cubilô, por meio de canaletas de corrida que descem para os canais e jatos de corrida do molde. Os canais se localizam na base do forno e são construídos em declives suficientemente angulados para alimentar o molde sem rapidez nem lentidão excessivas. Para facilitar a penetração do metal, os moldes são inclinados.

- a corrida em chafariz: a peça é alimentada pelo fundo e o metal aflora até as masselotas localizadas acima da peça.
- a corrida por centrifugação: o metal, introduzido num molde em rápida rotação, adere às paredes deste. A moldagem de tubos é feita dessa forma.
- a corrida contínua, utilizada para fabricar mono-produtos derramados por gravitação numa matriz em grafite.
- a corrida sob pressão, processo experimental permitindo a confecção de pequenas peças com altíssimo nível de detalhamento.

5-c - O ferro fundido na GHM Sommevoire para as peças ornamentais
Na fundição artística GHM, em Sommevoire, a fundição das peças ornamentais é elaborada do seguinte modo:
Tipo de ferro fundido: ferro fundido cinza, chamado FGL, ferro fundido a grafite lamelada a 3,25 - 3,5% de carbono, 2 - 2,5% de silício, 0,7% de manganês.
O meio de fusão é um forno cubilô a vento frio com vazão de 3,8 ton/hora.

Elaboração do ferro fundido: carregamento do cubilô 7 vezes por hora. Cada carga pesa 450 kg e é composta de:
. ferro novo em lingote (ferro brasileiro): 15 - 20%
. aços: 10 - 15%
. VF 1 (ferro velho, recuperação de ferro de motores),
. VF 2 (recuperação de ferro de radiadores).
. retornos de corrida: 60 a 70%
. acréscimos de silício e magnésio
. coque: combustível: 13 - 15%
. castina (dá fluidez e aglomera as impurezas ou escórias): 6%

A temperatura na saída do cubilô é de 1.450º C - 1.500º. Na corrida nos moldes, ela se reduziu a 1.350º - 1.430º O ponto de fusão situa-se em 1.150º

Fonte: Obras de Arte em Ferro Fundido (Prefeitura do Rio)