Optimização energética dos fornos de uma indústria do sector cerâmico

Cruz, Joana Alves Ferreira da

http://hdl.handle.net/10400.22/368

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Authors

Cruz, Joana Alves Ferreira da

Advisor(s)

Guedes, Anabela

Morais, Simone Barreira

Abstract(s)

O sector cerâmico em Portugal representa aproximadamente 14% do consumo energético na Industria transformadora. Neste, a energia representa entre 11 e 17% dos custos de fabrico, tendo um peso relevante na moagem, secagem, climatização e sobretudo na Cozedura (60% do total), pelo que a optimização dos consumos é crucial. Os materiais refractários como a Cordierite e Mulite, são os mais usados nos fornos, quer como revestimentos isolantes, quer na estrutura das vagonas ou como mobília refractária usada no suporte da cozedura das peças. Recentemente surgiram outros materiais, com menor inércia térmica e melhores características químicas, como Nitreto de Silício (Si3N4) e Carboneto de Silício (SiC), adequados à utilização como mobília refractária. O objectivo do trabalho consistiu na selecção de materiais refractários que, substituindo os usados até aqui, permitam a minimização da inércia térmica e consequentemente reduzam o consumo de energia. Identificaram-se também os modelos mais adequados à gestão energética, na indústria de louça sanitária. A execução do trabalho foi suportada no estudo operacional de fornos cerâmicos industriais da Fábrica Cerâmica de Valadares e orientada para uma forte componente de aplicação concreta dos resultados do trabalho. Para tal, realizou-se um levantamento das condições técnicas/operacionais dos equipamentos em estudo e elaborou-se uma ferramenta de simulação em Excel, para balanço energético detalhado e diagnóstico da situação existente. No seguimento, foi efectuada a prospecção de mercado, para elaboração do estudo económico da implementação das medidas sugeridas, nomeadamente, a substituição parcial do material refractário utilizado na cozedura, maioritariamente constituído por Cordierite, por elementos em SiC. Pôde-se constatar que, houve uma diminuição de massa de refractário de cerca de 44%. O que faz com que haja uma redução do caudal térmico consumido de aproximadamente 1,01x106 kJ/h, possibilitando uma poupança de cerca de 89310 €/ano, em combustível nos dois fornos em estudo. O período de retorno do investimento em material refractário é de 14 meses.