Os fornos elétricos a arco (FEA) são amplamente utilizados na siderurgia moderna devido à sua flexibilidade e alta produtividade. No entanto, as operações em FEA geram grandes volumes de poeira fina, abrasiva e de alta temperatura, contendo óxidos metálicos, cal e partículas de carbono. A coleta eficaz dessa poeira é fundamental, não apenas para o cumprimento das normas ambientais, mas também para a segurança dos trabalhadores, a proteção dos equipamentos e a operação estável da planta.
Este estudo de caso examina uma aplicação real de controle de poeira em um sistema de forno elétrico a arco de uma siderúrgica, com foco na seleção de mangas e gaiolas filtrantes , desempenho da instalação e resultados operacionais.

Contexto do caso
Uma siderúrgica de médio porte, operando um forno elétrico a arco de 120 toneladas, enfrentava desafios persistentes na coleta de poeira. O sistema de filtro de mangas existente apresentava falhas frequentes nas mangas, alta perda de carga e distribuição irregular do fluxo de ar, resultando em aumento dos custos de manutenção e paradas não programadas.
A fábrica exigia uma solução de filtragem robusta, capaz de lidar com:

• Alta concentração de poeira
• Temperaturas operacionais elevadas
• Material abrasivo e partículas finas
• Operação contínua e cíclica do forno

Características da poeira e condições de operação
Compreender as propriedades da poeira foi essencial para selecionar os sacos e gaiolas de filtro corretos.

• Tipo de poeira: Poeira de fumos de forno elétrico a arco (óxido de ferro, óxido de zinco, cal, carbono)
• Tamanho das partículas: Predominantemente abaixo de 5 mícrons
• Acúmulo de poeira: Alto e variável durante os ciclos de fusão.
• Temperatura do gás: 120–180°C (com picos de curta duração)
• Método de limpeza: Jato pulsado de ar comprimido

Essas condições extremas inviabilizaram o uso de mídias filtrantes padrão e gaiolas leves.

Solução de Filtração: Seleção de Sacos Filtrantes
Após avaliação técnica, a siderúrgica selecionou sacos filtrantes de feltro agulhado para altas temperaturas, projetados especificamente para a coleta de poeira metalúrgica.
Tipo de saco filtrante utilizado:

• Material: feltro agulhado de aramida (Nomex®)
• Tratamento opcional: superfície laminada com membrana de PTFE
• Peso: 500–550 g/m²
• Temperatura de operação: Contínua até 200°C
• Eficiência de filtragem: >99,9% para poeira fina de forno elétrico a arco (EAF).

Por que este saco de filtro foi escolhido?

• A fibra de aramida oferece excelente resistência ao calor e ao estresse mecânico.
• A membrana de PTFE melhora a captura de partículas finas e a filtração superficial.
• A menor penetração de poeira prolonga a vida útil do saco em condições abrasivas.
• Desempenho estável durante frequentes flutuações de temperatura.

Em áreas com maior risco de umidade, foi utilizado feltro de aramida revestido com PTFE para evitar a aderência de poeira e o entupimento do saco.

Solução de Filtragem: Seleção da Gaiola do Filtro
As gaiolas de filtro desempenham um papel fundamental na manutenção da forma do saco, na eficiência da limpeza e na vida útil — especialmente em sistemas EAF de jato pulsado.
Tipo de gaiola de filtro utilizada:

• Material: Fio de aço carbono
• Diâmetro do fio: 3,8–4,0 mm (fios verticais)
• Espaçamento entre anéis: ≤150 mm
• Tratamento de superfície: Galvanização a quente + revestimento epóxi
• Design: Tampa Venturi integrada para eficiência de pulso

Por que esse modelo de gaiola foi escolhido?

• O fio reforçado evita deformações sob alta pressão de pulso.
• O espaçamento estreito dos anéis garante suporte e limpeza uniformes da bolsa.
• O revestimento anticorrosivo protege as gaiolas contra componentes de poeira ácida.
• Soldas lisas e acabamento superficial reduzem a abrasão da bolsa.

O design reforçado da gaiola reduziu significativamente o desgaste prematuro da bolsa nos pontos de contato.

Tabela de dados de configuração do sistema

Parâmetro	Especificação
Aplicativo	Controle de poeira em fornos elétricos a arco
Processo de fabricação de aço	EAF – fusão de sucata
Tipo de poeira	Óxido de ferro, ZnO, cal, carbono
Equipamentos de Filtração	Casa de mangas com jato de pulso
Material do saco filtrante	feltro agulhado de aramida (Nomex®)
Tratamento da superfície da bolsa	Membrana de PTFE / Revestimento de PTFE
Peso da bolsa	500–550 g/m²
Temperatura de operação contínua.	≤200°C
Material da gaiola do filtro	Aço carbono
Tratamento da superfície da gaiola	Galvanizado + revestido com epóxi
Diâmetro do arame da gaiola	3,8–4,0 mm
Espaçamento entre anéis	≤150 mm
Método de limpeza	Ar comprimido por jato pulsado
Eficiência de Filtragem	>99,9%

Resultados de desempenho após a implementação
Após a instalação dos filtros de mangas e gaiolas modernizados, a siderúrgica obteve melhorias significativas:
Queda de pressão estável
A pressão diferencial ao longo do filtro de mangas permaneceu estável, mesmo durante as fases de fusão máxima.
Vida útil prolongada do saco de filtro
A vida útil média dos sacos filtrantes aumentou em mais de 30%, reduzindo a frequência de substituição.
Captura de poeira aprimorada
As emissões visíveis na chaminé foram eliminadas, garantindo a conformidade com as normas ambientais locais.
Custos de manutenção reduzidos
A redução de falhas nas bolsas e deformações nas gaiolas resultou em menos paralisações e menores custos de mão de obra.

Por que a compatibilidade entre saco filtrante e gaiola é importante em sistemas EAF
Este caso destaca uma lição crucial: os sacos e as gaiolas dos filtros devem ser projetados como um sistema integrado . Meios filtrantes de alto desempenho, por si só, não conseguem produzir resultados se as gaiolas se deformarem, corroerem ou danificarem os sacos.
Para o controle de poeira em fornos elétricos a arco, a filtragem eficaz depende de:

• Sacos filtrantes resistentes a altas temperaturas e abrasão
• Gaiolas de filtro rígidas e bem revestidas com superfícies lisas
• Geometria adequada da gaiola para suportar uma limpeza de pulso eficaz.

FilterWorkshop - Especialização em Filtração em Siderúrgicas
Na FilterWorkshop , fornecemos sacos e gaiolas filtrantes projetados para aplicações metalúrgicas , incluindo fornos elétricos a arco. Nossas soluções são projetadas para suportar:

• Altas temperaturas e ciclos térmicos
• Pó metálico fino e abrasivo
• Limpeza de jato pulsado de longo prazo

Com controle de qualidade consistente e design focado na aplicação, a FilterWorkshop auxilia siderúrgicas a alcançarem um sistema de coleta de poeira confiável, em conformidade com as normas e com boa relação custo-benefício.

Conclusão
Este caso de controle de poeira em um forno elétrico a arco demonstra que a seleção do material correto para o saco filtrante e da estrutura da gaiola é essencial para o sucesso da filtragem em uma siderúrgica. Ao utilizar sacos filtrantes de feltro agulhado de aramida com tratamento de PTFE e gaiolas robustas e resistentes à corrosão, a usina alcançou emissões mais limpas, maior vida útil e custos operacionais reduzidos.
Para os produtores de aço que buscam soluções confiáveis para o controle de poeira, os sacos e gaiolas filtrantes da FilterWorkshop oferecem uma base comprovada para sistemas de filtragem de alto desempenho em fornos elétricos a arco (EAF).