1. O documento discute cadinhos para fundição, incluindo sua história, propriedades desejáveis, composições e cuidados na instalação e operação. 2. Existem três principais composições de cadinhos: grafite-argila, grafite ligado a carbono e carbeto de silício ligado a carbono. 3. Fatores como o tipo de metal a ser fundido e a forma de energia do forno determinam qual composição e formato físico de cadinho é mais adequado.

1. SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA
SOCIESC
CADINHOS PARA FUNDIÇÃO
Textos e ilustrações:
Morganite do Brasil Industrial Ltda e
Carbosil Industrial Ltda.
Edição e montagem:
Iberê Roberto Duarte
Escola Técnica Tupy e
Instituto Superior Tupy
JOINVILLE
AGOSTO/2008

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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 3
2 HISTÓRICO ........................................................................................................ 4
3 O CADINHO........................................................................................................ 5
4 PROPRIEDADES DESEJÁVEIS ........................................................................ 5
5 COMPOSIÇÃO DO CADINHO ........................................................................... 6
5.1 CARBETO DE SILÍCIO LIGADO A CARBONO............................................... 6
5.2 GRAFITE LIGADO À CARBONO .................................................................... 7
5.3 GRAFITE-ARGILA........................................................................................... 7
6 A ESCOLHA DO CADINHO ............................................................................... 7
7 INSTALAÇÃO E PARTIDA................................................................................. 8
7.1 CUIDADOS NO FORNO ELÉTRICO A RESISTÊNCIA................................... 8
7.2 CUIDADOS APLICADOS A TODOS OS TIPOS DE FORNOS ....................... 9
8 FORNOS A ÓLEO OU GÁS ............................................................................. 10
8.1 CUIDADOS E DIMENSIONAMENTOS.......................................................... 10
9 ABUSOS E CONSEQUÊNCIAS ....................................................................... 13
9.1 NATUREZA DO CADINHO............................................................................ 13
9.2 ARMAZENAGEM........................................................................................... 14
9.3 TRANSPORTES............................................................................................ 15
9.4 APOIO ........................................................................................................... 15
10 PROBLEMAS MAIS FREQUENTES ................................................................ 16
10.1 DANOS MECÂNICOS ................................................................................... 16
10.1.1 Encunhamento de Cargas ........................................................................... 17
10.1.2 Trincas Devido a Pancadas......................................................................... 18
10.1.3 Quebras devido a expansão do metal ......................................................... 18
10.1.4 Danos causados por tenazes ...................................................................... 19
10.1.5 Limpeza ....................................................................................................... 20
10.1.6 Descascamentos (Spalling) ......................................................................... 21
10.2 ATAQUE QUÍMICO ....................................................................................... 21
10.2.1 Cuidados com a escória .............................................................................. 22
10.2.2 Regras básicas ao se utilizar fluxos............................................................. 23
10.3 OXIDAÇÃO.................................................................................................... 24
REFERÊNCIAS........................................................................................................ 27

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1 INTRODUÇÃO
A Morganite do Brasil Industrial Ltda. e a Carbosil Industrial Ltda. são empresas do
Grupo Morgan da Inglaterra que gera tecnologia há 138 anos , está presente em 35
países com mais de 150 empresas. No Brasil a primeira fábrica da Morganite foi
fundada em 1958 e conta hoje com 4 divisões. Nestas fábricas, além dos cadinhos,
são também fabricados produtos de alta tecnologia com aplicações nos mais
variados seguimentos industriais, tais como massas para tamponamento de altos
fornos e para canais de corrida de ferro gusa, fibras cerâmicas, refratários,
equipamentos e lubrificantes especiais.
A linha de cadinhos Salamander é produzida com a tecnologia Morgan,
reconhecidamente a mais avançada tecnologia de cadinhos e refratários no mundo.
A Morgan Crucible Company detém hoje cerca de 70 % do mercado mundial de
cadinhos.

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2 HISTÓRICO
Os cadinhos estão entre os artefatos mais antigos produzidos pelo homem. Os
primeiros relatos que descrevem a utilização de cadinhos para fusão de metais
datam de 9.000 A.C. Sua história está relacionada à Idade do Bronze quando o
homem aprendeu a trabalhar e refinar os metais.
Os primeiros cadinhos eram feitos a base de argila misturada a fibras vegetais para
conferir uma maior resistência mecânica. Este processo de produção dos cadinhos
não teve grande evolução até o século 18, quando se passou a adicionar carbono
amorfo à argila, para conferir duas importantes características aos cadinhos;
resistência ao choque térmico e maior condutibilidade térmica.
Em 1820 desenvolveram um cadinho melhorado que continha grafite natural
(plumbago) ligado com argila refratária. O grafite possui alta condutibilidade térmica,
é quimicamente estável e altamente refratário. Somando, portanto, todas as
propriedades ideais para um cadinho. Esta evolução levou a um aumento na vida útil
dos cadinhos.
Outro grande avanço na tecnologia dos cadinhos correu em 1935 com a introdução
do carbeto de silício na composição da estrutura oferecendo ganhos ainda maiores
na resistência ao choque térmico, à oxidação, condutividade térmica e no ataque
químico.

5. 5
3 O CADINHO
A finalidade do cadinho é fundir metais e mantê-los em fusão através da transmissão
de calor de uma fonte de energia (óleo, gás, carvão ou eletricidade) externa a ele
para a carga metálica. Quanto mais eficiente for esta transmissão de calor melhor
será cumprida a finalidade do cadinho, ou seja, quanto melhor e mais eficiente for o
forno que o contém, melhor será o trabalho da fusão. Vale lembrar que a exposição
direta do metal a ser fundido à chama do queimador produz perdas grandes por
oxidação do metal. A transferência de calor no caso do cadinho dá-se por duas
maneiras principais: a condução e a irradiação.
Os cadinhos existem nas mais variadas formas. Vários fatores influenciam as
diferentes formas e composições de cadinhos, como por exemplo, os tipos
diferentes de fornos onde são empregados e os diferentes metais que se deseja
fundir.
Outra maneira de se analisar as diferenças entre os vários tipos de cadinhos é
através de uma análise dos seguintes aspectos:
a)As propriedades que se deseja de uma cadinho.
b)A forma física do cadinho.
c)A composição do cadinho.
Figura 1: Cadinhos para fundição.
4 PROPRIEDADES DESEJÁVEIS
Para que um cadinho cumpra sua função da melhor maneira possível é preciso que
ele tenha as seguintes propriedades:
a)Boa condutibilidade térmica - eficiência na transmissão de calor.
b)Refratariedade - capacidade de resistir a altas temperaturas sem perder suas
características físicas e dimensionais.
c)Resistência ao choque térmico - Suportar os sucessivos ciclos de aquecimento
e resfriamento típicos das condições de operação dos cadinhos.
d)Resistência à oxidação - Impedir ou diminuir o grau de oxidação dos

6. 6
componentes carbonáceos da estrutura do cadinho.
f)Resistência química - Suportar o ataque químico proveniente da escória e dos
fluxos utilizados na operação.
g)Resistência mecânica - Suportar golpes mecânicos ou mau uso do cadinho
durante a operação.
h)Forma Físicas
Existem 5 formas físicas básicas para cadinhos que são denominadas de formatos
"A", "B", "C", Cilíndricos e Barril.
Os cadinhos no formato "A" são indicados para fornos que realizam tanto a fusão
quanto a espera. Sua geometria pode atender a ambas as aplicações. O mesmo não
ocorre com os cadinhos formato "B" que têm forma de bacia tomando-os mais
adequados para fornos de espera, principalmente em operações do tipo "Bale-out",
porém são menos eficientes para realizar a fusão.
Os cadinhos formato "C" ao contrário do "B" são ideais para a fusão porém pouco
eficazes para trabalho como forno de espera, pois têm pequena capacidade e sua
forma alongada dificulta a retirada de material a não ser pelo basculamento.
5 COMPOSIÇÃO DO CADINHO
Outra maneira de se analisar os cadinhos é através de sua composição. Existem
três composições básicas de cadinhos. São elas:
Carbeto de Silício ligado a carbono - SiC
Grafite ligado a carbono - GF
Grafite – Argila - GA
Tabela 1: Tipos e composições dos cadinhos.
Tipos Composição típica aproximada
Cadinhos Morgan no
Brasil
Grafite-argila 35% de Grafite ------------------
Grafite ligado com Carbono
3 5% de Grafite, 12% de Carbeto
de Silício
Salamander GF
Carbeto de Silício ligado com
Carbono
30% de Grafite, 45% de Carbeto
de Silício
Salamander C
5.1 CARBETO DE SILÍCIO LIGADO A CARBONO
Como mencionado anteriormente, este cadinho foi o último a ser desenvolvido e é
considerado como uma evolução dos outros. Como o SiC (carbeto de silício) não
ocorre na natureza e sim trata-se de um material sintético desenvolvido pelo homem
ao final do século passado. Foi somente neste século que suas propriedades foram
avaliadas e aproveitadas em aplicações como esta. A utilização do SiC visa conferir
ao cadinho maior condutibilidade térmica, resistência química e ao choque térmico e

7. 7
à oxidação, que são quatro características fundamentais para qualquer cadinho. O
cadinho chamado de carbeto de silício é na verdade uma composição de SiC e
grafite ligados com carbono, possuindo como proteção uma frita cerâmica à base de
boro-silicato.
5.2 GRAFITE LIGADO À CARBONO
Este cadinho também possui em sua composição o carbeto de silício, porém em
menor quantidade, sendo o seu principal componente o grafite. A principal vantagem
deste cadinho em relação ao cadinho de carbeto de silício é sua capacidade de
trabalhar com ferro fundido.
5.3 GRAFITE-ARGILA
A principal característica deste cadinho com relação aos analisados anteriormente é
que a liga entre os grãos que compõe sua estrutura é cerâmica, tendo portanto, boa
resistência mecânica, porém apresentando menor condutibilidade térmica.
6 A ESCOLHA DO CADINHO
A primeira análise deve levar em conta o tipo de metal a ser fundido. As diferentes
temperaturas de fusão, diferentes graus de ataque químico, etc., decidem qual a
composição adequada do cadinho a ser utilizado.
Outro aspecto muito importante é a forma de energia a ser utilizada. Os cadinhos de
Grafíte-Argila são mais suscetíveis à oxidação nas condições operacionais de fornos
elétricos devido à atmosfera oxidante, principalmente na temperatura de fusão e de
manutenção de alumínio.
Tabela 2: Propriedades típicas dos cadinhos de acordo com o material.
Propriedades Grafite-argila
Grafite ligado a
Carbono
Carbeto de Silício
com Carbono
Transferência de calor boa boa excelente
Refratariedade muita boa boa boa
Resistência a choques
térmicos
boa boa excelente
Resistência a oxidação regular boa excelente
Resistência ao ataque de
fluxo e escória
regular boa boa
Resistência à erosão
metálica
regular boa excelente
Performance média
Fusão de ligas de Al. boa boa excelente
Manutenção de ligas de Al. regular regular excelente
Fusão de ligas de Cobre boa boa excelente
Fusão de Ferro boa boa não recomendado

8. 8
Para ligas de alta temperatura e para ferro é preferível usar cadinhos de grafite
ligados a carbono.
Tabela 3: Aplicação dos cadinhos de acordo com as formas de energia.
Combustíveis fósseis Ordem de preferência
Carvão
Óleo
Gás
SiC; GF; GA
Elétricos a resistência SiC
Elétricos a indução GA
7 INSTALAÇÃO E PARTIDA
A instalação e a partida de um forno a cadinho se dão em duas etapas fundamentais
para garantir o bom rendimento e a durabilidade do cadinho. Os procedimentos
diferem dependendo do tipo de forno.
7.1 CUIDADOS NO FORNO ELÉTRICO A RESISTÊNCIA
a)Verificar o revestimento refratário.
b)Verificar as resistências. Resistências queimadas podem gerar zonas mais frias
dentro do forno afetando assim o cadinho. E muito importante que o cadinho tenha
uma homogeneidade de temperatura em seu corpo.
c)Verificar se o canal de drenagem está fechado para minimizar a penetração de
oxigênio reduzindo desta forma a oxidação do cadinho. Como nos fomos elétricos
não se pode gerar uma atmosfera redutora como nos fornos à combustão, a entrada
de oxigênio deve ser muito bem controlada.
Figura 2: Forno elétrico a resistência.

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d)Entre 60 e 70mm, esta distância é reduzida em relação aos fornos a combustão
para melhor aproveitar o calor radiante das resistências. Dependendo do tamanho
do cadinho, a distância pode ser reduzida para até 45 mm (dependendo também da
potência do forno).
e)Em fornos fixos, entre o suporte e o cadinho coloque uma folha de papelão com 3
a 4 mm.
f)Em fornos basculantes, neste caso o cadinho deve ser colado sobre um suporte
bem como este à soleira do forno e utilizados calços para a fixação superior para
suportar o cadinho.
g)Centralizar a base.
h)Centralizar o cadinho.
i)Para o fechamento deve ser deixado um espaçamento de 30 mm e colocado uma
selagem de fibra cerâmica pois esta é resiliente o suficiente para permitir a dilatação
térmica do mesmo e impedir a entrada do oxigênio.
j)Aquecimento deve ser feito até 1000°C diretamente , com patamar de 30 minutos
nesta temperatura.
k)Inspeção pré-carga. Em seguida já pode carregar o cadinho.
7.2 CUIDADOS APLICADOS A TODOS OS TIPOS DE FORNOS
a)Jamais "curar" um revestimento refratário com o cadinho dentro do forno pois a
umidade desprendida pelo refratário afetará o cadinho.
b)Manusear sempre a base e o cadinho com um máximo de cuidado.
c)Fazer um procedimento de instalação e partida do forno do tipo "check-list" e
deixar afixada em local visível para que seja sempre observada e cumprida.
d)Seguir atentamente as normas de carregamento.
e)Evitar que o cadinho quente (ao rubro) fique vazio, carregá-lo o mais rapidamente
possível ou deixar que se resfrie. Um cadinho quente e vazio oxida duas vezes mais
rápido pois não há como criar atmosfera redutora.
f)Promover a limpeza do cadinho regularmente e a quente para evitar a formação de
óxidos e escória que têm uma dilatação térmica maior que a do cadinho podendo
provocar trincas durante o reaquecimento.
g)Esgotar totalmente o metal do cadinho após o término do turno pois metal
solidificado dentro do cadinho quando reaquecido força a parede do mesmo. Os
metais têm dilatação térmica muitas vezes superior à dilatação do cadinho.
h)Após uma parada longa onde o cadinho chega a resfriar até a temperatura
ambiente ou próximo desta, deve-se repetir o procedimento de partida como se

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fosse a primeira corrida.
i)Troque o anel de ferro toda vez que apresentar deformações ou trincas.
j)Cadinhos que recebem carga de metal líquido requerem especial atenção, o
cadinho deve estar a temperatura igual ou superior a do metal. Nunca abaixo.
8 FORNOS A ÓLEO OU GÁS
8.1 CUIDADOS E DIMENSIONAMENTOS
Verifique as condições do refratário e que este esteja completamente seco.
Note que deve ser deixado uma folga entre o cadinho e o refratário.
Centralize o suporte e o cadinho. Usar um pedestal com o mesmo material do
cadinho, para que se tenha as mesmas propriedades. O diâmetro da base dever ser
igual ou maior que o diâmetro do fundo do cadinho.
Dar especial atenção ao direcionamento do maçarico, recomendamos que este
esteja centralizado no vão da câmara e entre o cadinho e a base. (desenho ao lado).
Fechamento do forno – Tampa:
a)Com exaustão lateral - Deixe uma folga de aproximadamente 30 mm entre a
tampa e o topo do cadinho, em seguida preencha este vão com fibra cerâmica.
b)Sem exaustão lateral - A folga entre o cadinho e a tampa deve ser maior, porém
há de ser no máximo 120 mm.
Figura 3: Detalhe da instalação da região do bico do cadinho no forno.

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Figura 4: Detalhes da instalação do cadinho no interior do forno.
Em fornos basculantes, é necessário colar o cadinho sobre a base e a base no
assoalho do forno, usando para isto, cimento refratário. É necessário o uso de três
calços para fixação do cadinho dentro do forno, da seguinte forma: dois colados na
parte superior fixado no forno e encostado no cadinho e ao lado do bico posicionado
em ângulo aproximado de 30° em relação ao bico. O t erceiro calço deve ser
colocado na parte superior do cadinho ao lado oposto do bico, deixando um espaço
para dilatação, entre o calço e o cadinho de aproximadamente 5mm.
Em fornos estacionários, usar um disco de papelão ou uma camada de grafite em pó
entre o fundo do cadinho e a base para facilitar à retirada do cadinho de dentro do
forno. Não há necessidade do uso de calços para fixação do cadinho.
O bico do cadinho não deve encostar na parede do forno, deve-se deixar uma folga

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de 30 mm que deve ser preenchida com fibra cerâmica.
Figura 2: Forno basculante.
Tabela 5: Dimensões da câmara entre o cadinho e a parede de refratário.
CÂMARA (C) (mm) TOPO (mm)
TIPO DE CADINHO
LIFT-OUT BALE-OUT TILTING
A l - A 50 80 60- 70 - 50
A 60- A 150 100- 120 70- 80 - 80
A 200- A 600 - 80 - 100 - 100
A 1000 - 120 - 100
B 135 - B 175 • 80 - 100 - 100
B 250 - B 330 - 100 - 100
B 400 - B 600 - 120-120 - 100
TPC (Todos) - - 80 - 100 100
TBC 135- 175 - - 80 - 100 100
TBC 250 - 350 - - 100 100
TBC 300/400/500/600 - - 100- 120 100
Lift-out = forno com sistema de levantamento do cadinho do interior do forno.
Bale-out = forno a cadinho estacionário.
Tilting = forno a cadinho basculante.
Tipo de cadinho: conforme Morganite do Brasil Ltda (a consultar).
C = espaço entre o cadinho e o refratário, veja na figura a seguir o detalhe.

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Figura 6: Esquema do posicionamento do cadinho e do maçarico.
O espaçamento entre a parede externa do cadinho e a parede interna do forno deve
ser no mínimo de 70 mm, de acordo com a capacidade do cadinho.
A linha de centro da chama do queimador deve estar sempre no mínimo 50 mm
abaixo da linha do fundo do cadinho e a altura do pedestal (base) não deve ser
menor que 160 mm. O queimador deve estar posicionado de forma que a chama
bem regulada penetre tangencialmente ao espaço entre a parede da base e o
revestimento do forno formando uma espiral ascendente que envolva todo o
cadinho.
9 ABUSOS E CONSEQUÊNCIAS
A maneira de fundir varia de uma fundição para outra, e também a vida dos
cadinhos varia de acordo com o tratamento dado a eles. Evidentemente a qualidade
do metal e outros fatores de produção não podem ser sacrificados em função de
uma melhoria na vida do cadinho, existem detalhes que podem prevenir abusos ou
maus tratos a eles.
Nesta seção tentamos explicar as maiores causas de falhas prematuras em
cadinhos, mostrando assim o que pode ser melhorado nos processos de fundição e
suas condições, melhorando assim a vida do cadinho.
9.1 NATUREZA DO CADINHO
O cadinho é um corpo cerâmico e como tal devemos lembrar que possui porosidade,
é suscetível ao choque térmico e apresenta baixa resistência ao impacto.
a)Deve-se evitar a estocagem dos cadinhos em locais úmidos e inadequados.
b)Deve-se evitar qualquer situação ou condição operacional que provoque
ocorrência de choque térmico.

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c)Deve-se evitar que o cadinho sofra qualquer tipo de impacto, pois os corpos
cerâmicos não oferecem boa resistência. É comum que se confundam dureza com
resistência ao impacto, embora o cadinho seja um corpo duro, a resistência ao
impacto é baixa. Mesmo que após um impacto o cadinho não se trinque
imediatamente, com os sucessíveis aquecimentos e resfriamentos cria-se na região
do impacto pontos de tensão, e que eventualmente tomam-se trincas.
Existe na parede dos cadinhos um verniz protetor (vitrificado) que tem como
finalidade minimizar a oxidação dos componentes carbonáceos da estrutura do
cadinho. Qualquer dano provocado neste vitrifícado pode acelerar a oxidação do
mesmo reduzindo assim sua vida. Portanto, durante a movimentação, estocagem e
manuseio do cadinho, deve-se procurar preservar a integridade do verniz.
"Frequentemente considera-se erroneamente o verniz como sendo uma pintura de
natureza estética e assim o tratam, reduzindo desta forma a vida do cadinho."
Outra característica que diz respeito a natureza é sua dilatação térmica. Todo
cadinho tem um crescimento em tomo de 0,36% em todas as dimensões quando
aquecido. Se não for permitida esta expansão durante seu aquecimento, pontos de
tensão serão imediatamente gerados nas paredes do cadinho, que fatalmente
levarão a formações de trincas.
9.2 ARMAZENAGEM
Frequentemente podemos observar cadinhos colocados no chão úmido ou pouco
resguardado de intempéries. Quando um cadinho úmido é aquecido rapidamente,
explode no forno, e esta explosão gera desde pedaços pequenos que se
desprendem da superfície até uma completa desintegração do cadinho.
Todos os cadinhos devem ser no mínimo, colocados perto de um forno quente por
algumas horas antes de entrar em uso. Isto dará um aquecimento inicial suficiente
para secar a umidade captada da atmosfera.
Quando um cadinho estiver visivelmente molhado, deve-se secá-lo bem, por meio
de um lento aquecimento, antes da primeira fusão.
A armazenagem dos cadinhos deve obedecer às seguintes regras:
a)Nunca encaixar um cadinho dentro do outro.
b)Nunca armazenar os cadinhos em local úmido ou em contato direto com o solo.
c)Procure colocar os cadinhos sobre paletes ou madeira.
d)Antes de colocar um cadinho em operação, permita que ele fique próximo a um
forno em operação por 1 (um) dia para que perca qualquer umidade que possa ter
absorvido do ar.

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Figura 7: Armazenamento.
9.3 TRANSPORTES
Os cadinhos devem sempre ser manuseados com cuidado, pancadas e quedas
geralmente resultam em algum dano seja por abrasão do verniz protetor ou por
enfraquecimento de parede que mais tarde pode tornar-se uma trinca. Um dos
piores métodos de transporte de cadinhos observados é o de se mover o cadinho
rolando pelas bordas do fundo, um processo fácil porém que causa grandes danos
principalmente nos cadinhos de tamanho maior e mais pesados. Este tipo de
transporte esmaga todo material do fundo e destrói a camada de verniz protetor que
começa a lascar, ocasionando oxidação prematura dos materiais carbonáceos e
consequente perda da resistência mecânica da região afetada. Procure sempre
movimentar o cadinho sobre rodas e não rolando este sobre o piso. Tomando estes
cuidados haverá menos possibilidade de comprometer seu cadinho.
Figura 8: Transporte.
9.4 APOIO
Bases mal aplicadas são, sem dúvida, uma das causas mais frequentes das falhas
prematuras de cadinhos. A base tem um papel muito importante no bom
funcionamento de cadinho. Abaixo descrevemos as regras básicas para utilização
das mesmas.
a)A base tem que ter área igual ou maior que o fundo do cadinho. Se o cadinho não
for totalmente suportado pela base, as partes sem apoio tendem a descer
provocando, desta forma, trincas no fundo do cadinho. Lembre-se de que o cadinho,

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quando aquecido ao rubro, não têm a mesma resistência que a frio, pois sua
composição o toma plástico. Quando carregado e aquecido, ele tende a se
acomodar sobre a base, se esta não oferecer o apoio adequado, formar-se-ão
pontos de tensão que poderão transformar-se em trincas.
Figura 9: Posicionamento sobre o pedestal.
b)Centralizar o cadinho sobre a base. Embora pareça óbvio, não é difícil encontrar
bases mal centradas. De nada adianta ter uma base de tamanho adequado porém
mal centrada sob o cadinho, o efeito é o mesmo de uma base de tamanho
insuficiente.
c)O material da base deve ser o mesmo do cadinho. Lembre-se que todo material
possui um índice de dilatação térmica diferente. Um cadinho com sua dilatação
térmica apoiado sobre uma base cuja dilatação não acompanhe esta dilatação
poderá gerar pontos de tensão. Embora este não esteja entre as causas mais
frequentes de problemas nos cadinhos, sempre é bom evitar qualquer forma de
agressão ao mesmo. Lembre-se que este é um equipamento que normalmente
trabalha cheio de metal líquido.
d) Nunca utilize uma base trincada, pois a trinca tende a se propagar para o fundo
do cadinho.
10 PROBLEMAS MAIS FREQUENTES
Os problemas mais frequentes encontrados nos casos de falhas prematuras de
cadinhos podem se classificados como, danos mecânicos, choque térmico, ataque
químico e oxidação. Muitas vezes mais de um destes fatores ocorre
simultaneamente. Segue abaixo uma relação das causas mais comuns.
10.1 DANOS MECÂNICOS
a)Impedimento da dilatação do cadinho.
b)Cadinho apoiado pelo bico.
c)Carregamento mal feito.
d)Tenaz mal dimensionada ou mal utilizada.
e)Calota e escória (falta de limpeza).
f)Aderência do cadinho ao apoio.
A correta colocação do cadinho no forno é muito importante. Em fomos basculantes
onde os cadinhos necessitam de espaço para poder expandir, por serem
sustentados por tijolos laterais, deve ser deixado um espaço de ao menos 3 mm
entre eles. O método mais fácil de se manter este afastamento, é inserindo uma

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folha de papelão que será queimada no primeiro contato com o calor. Se o cadinho
ficar preso pelos tijolos, de forma a não permitir a dilatação térmica, este poderá
trincar.
Da mesma forma, nos fornos de manutenção, os cadinhos não devem ser presos
nos tijolos superiores.
Os cadinhos com bico devem ter um espaçamento de 40 mm para permitir qualquer
acomodação do cadinho e do apoio que possa ocorrer. Se este espaço for menor,
ao assentar-se o cadinho o mesmo poderá ficar suspenso pelo bico o que provocará
uma trinca horizontal logo abaixo do bico.
Grande dano também pode ser causado pela falta de cuidado no carregamento do
cadinho. O melhor método de se carregar um cadinho com lingotes e pedaços de
metal consiste na cuidadosa colocação de cada peça por meio de pinças. O
costume de deixar cair ou jogar pedaços de metal dentro do cadinho frequentemente
leva a falhas precoces.
Os mais sérios danos por mau carregamento são encunhamento de carga e trincas
devido a pancadas.
10.1.1 Encunhamento de Cargas
Se um lingote ou algum outro grande pedaço de metal frio encunhar-se no sentido
transversal do cadinho, a subsequente expansão térmica do metal forçará e trincará
o cadinho. Os tipos mais comuns destas trincas são verticais ou ainda em forma de
estrela, e todas elas são centradas em relação ao ponto que sofreu internamente a
pressão.
Figura 10: Carregamento.

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Figura 11: Posicionamento da carga no cadinho.
10.1.2 Trincas Devido a Pancadas
Se jogarmos ou deixarmos cair pedaços de metal dentro do cadinho, isto poderá
resultar em trincas de base ou paredes, ocasionadas por impacto direto ou
transmissão do choque. A primeira, ou mesmo a segunda pancada talvez não cause
a trinca, mas qualquer choque mecânico ou térmico é acumulativo, isto é, alguns
choques pequenos podem eventualmente produzir os mesmos resultados de uma
pancada forte. Os choques de impacto normalmente produzem uma trinca circular,
irradiando-se conicamente para fora a partir do ponto de impacto. No entanto, as
vezes nos fomos basculantes que são carregados na posição inclinada, aparecem
trincas curtas verticais na parede central dianteira devido também a impactos. Outro
tipo de dano causado por mau carregamento são ranhuras na parede do cadinho em
fornos basculantes, causadas por escorregamento de pedaços de metal com cantos
aguçados.
Figura 12: Ruptura do cadinho.
10.1.3 Quebras devido a expansão do metal
Este tipo de falha é causada pela solidificação de metal fundido dentro do cadinho
no final da jornada de trabalho. No reaquecimento o metal expande-se causando
trincas múltiplas ou verticais na parte inferior da parede estendendo-se pela base.
Quando este tipo de trinca ocorre, a superfície interna do cadinho que está em
contato com o metal fica limpa e livre da escória e isto permite distinguir a trinca

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ocasionada pela solidificação do metal da trinca ocasionada por choque térmico.
Outra causa frequente de falha é a solidificação do metal, com consequente quebra
do cadinho, devido a adição de metal frio em pequena quantidade de metal
derretido. Grande quantidade de metal frio adicionada a pequena quantidade de
metal líquido acaba por congelar o metal, este em seu reaquecimento irá dilatar mais
que o cadinho conforme já visto anteriormente.
Figura 13: Carga solidificada dentro do cadinho.
Figura 14: Esvaziamento do cadinho.
10.1.4 Danos causados por tenazes
Tenazes inadequadas ou descuido em seu uso podem causar muitas quebras em
cadinhos que são retirados dos fomos para vazamento (forno-poço).
A tenaz deve prender o cadinho no terço inferior, sendo que as garras devem se
adaptar perfeitamente à sua circunferência. Os arcos da tenaz devem ser curvados
de tal forma que não entrem em contato com as bordas do cadinho.
Os danos mais comuns causados por tenazes mal ajustadas são trincas a partir da
borda superior, acompanhada de ovalização. Quando isso ocorre, observa-se
frequentemente a marca deixada pela tenaz.

20. 20
As tenazes também são usadas no manejo de cadinhos vazios. Estas nunca devem
pegar o cadinho junto a borda, pois poderá resultar m quebras, especialmente se as
paredes já estiverem desgastadas.
Figura 15: Poscionamento da tenaz.
10.1.5 Limpeza
Outra causa muito comum de dano mecânico provem da falta de cuidado na
raspagem (limpeza) ou escumação. As ferramentas usadas para este fim nunca
devem ser afiadas ou pontiagudas, pois isso causará um rápido desgaste interno e
enfraquecimento das paredes.
Não se deve permitir que cadinhos que são retirados dos fomos para vazamento
colem aos apoios. Para prevenir isto basta colocar uma folha de papelão entre o
cadinho e o apoio, que agirá como meio de separação. Se o cadinho ficar colado ao
suporte, este deve ser solto com muito cuidado. Girar ou balançar na parte superior
pode casionar a quebra da base do cadinho.
Figura 16: Limpeza do cadinho.

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10.1.6 Descascamentos (Spalling)
a)Aquecimento desigual.
b)Apoio de cadinho quente sobre superfície fria.
c)Forno com regiões em diferentes temperaturas.
Os cadinhos são feitos para resistir a um aquecimento razoavelmente rápido.
Durante o aquecimento aparecem tensões internas, pois algumas áreas aquecem
mais rapidamente que outras. Geralmente, o calor fica concentrado na parede
inferior que se aquecem mais rapidamente do que o centro da base ou as bordas
superiores; da mesma forma, a face externa aquece mais rapidamente do que a
interna.
A expansão térmica desigual tensiona as áreas mais frias, sendo que com a
homogeneização da temperatura tal tensão desaparece. Um aquecimento muito
rápido ou localizado acentuará a tensão térmica principalmente nos cadinhos de
maior porte, o que pode resultar em trinca por aquecimento desigual (spalling ou
choque térmico). Neste caso, trincas por spailing são, ou verticais estendendo-se da
borda superior para baixo, ou através da base com uma ou ambas as pontas
estendendo-se para cima. Isto é frequentemente acompanhado por ataque ao
verniz, que se desprende em escamas.
Da mesma forma um cadinho quente que for vazado e deixado em cima de um
grande pedaço de metal frio, ou colocado no chão frio, pode sofrer uma trinca por
spailing, devido ao efeito de rápido resfriamento. Em casos extremos, a base do
cadinho se desprenderá.
O risco de “spalling” pode ser evitado pelo aquecimento bem distribuído dos
cadinhos até que fiquem vermelhos, evitando-se também a ação direta da chama.
Os cadinhos devem ser sempre aquecidos vazios. Quando todo o cadinho estiver
rubro, efetua-se a carga. Quanto menor for o número de vezes que se aquece o
cadinho a partir de frio, tanto melhor.
Cadinhos destinados a transporte de metais também devem ser pré-aquecidos à
mesma temperatura do metal antes de ser carregado.
10.2 ATAQUE QUÍMICO
Geralmente a origem do ataque químico está associada ao uso de fluxos usados
para o tratamento da escória, desgaseificação, refino de grão e modificação da
microestrutura. O uso em excessivo destes materiais e ausência de limpeza do
cadinho reduzem a vida dos cadinhos, eles podem ser considerados um mal
necessário.

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Tabela 5: Tipos de fluxos usados para tratamentos de ligas de alumínio e cobre.
Finalidades Componentes Danos ao cadinho
NaCl; NaF
Atacam severamente por
efeito cumulativo.
Modificação da
microestrutura
Sódio metálico Menos agressivo.
Eliminação de impurezas
NaCl; NaF
Criolita (3NaF.AlF2)
Atacam moderadamente
devido a pouca dosagem
(0,5%).
Desgaseificação
Hexacloretano
N2; Cl2
Não atacam o cadinho.
O cloro afeta o ambiente.
Cobertura do banho contra
a oxidação e absorção de
gás.
BaCl2; Coque ou carvão
vegetal (usados em cobre
e suas ligas)
Não atacam o cadinho.
Muitos fluxos ou escórias formadas durante a fusão atacam o cadinho. Portanto,
deve ser usado o mínimo de fluxo, adicionando-o à corrida o mais tarde possível,
naturalmente em uma etapa que não seja prejudicial à boa qualidade do metal.
Fluxos de modificação são particularmente agressivos aos cadinhos, pois penetram
nas paredes, causando expansão com múltiplas trincas verticais e horizontais.
Também, nas temperaturas externas muito mais altas, o fluxo combina com o verniz,
reduzindo consideravelmente seu ponto de fusão tomando-o muito líquido. Nesta
etapa ocorre uma erosão externa muito rápida. A penetração de fluxo também toma
o cadinho mecanicamente mais fraco.
Os fluxos de limpeza colocados nos cadinhos antes da carga fundem bem antes do
metal causando erosão interna da base e das paredes inferiores do cadinho. Para
diminuir ao máximo esta erosão interna, deve ser usado um fluxo na forma de pó e
pulverizado por cima da carga quando esta começa a derreter.
Escórias formadas durante a fusão também causam erosão interna, principalmente
nas linhas da superfície do metal ou pouco acima, isto pode ser reduzido por
espessamento da escória com areia e sua remoção antes do vazamento. O metal
nunca deve ser deixado na temperatura do vazamento por mais tempo do que o
necessário, pois isto acentua a erosão. Às vezes a erosão ocorre na parede oposta
ao bico dos cadinhos em fomos basculantes devido ao movimento da escória
durante o vazamento.
Fundição com cobertura de carvão oferece outro meio de redução da erosão interna
na superfície do metal, visto que isto elimina a necessidade do fluxo de cobertura e
ajuda na formação de uma atmosfera redutora.
10.2.1 Cuidados com a escória
Os cadinhos devem ser regularmente raspados, de preferência após cada corrida, e
no mínimo uma vez por dia. Se permitirmos que a escória se acumule, ela
endurecerá e tonar-se-a muito difícil de ser removida. A raspagem regular ajuda a
manter o cadinho livre de fluxo e escória.
A escória é um isolante térmico e portanto, exige uma temperatura externa muito

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mais alta que a necessária e consequentemente causará um ataque de fluxo muito
mais rápido, encurtando dessa forma a vida do cadinho.
Além disto o coeficiente de dilatação da escória é muito maior que a do cadinho.
Portanto, se a escória se acumular e endurecer, poderá ocasionar o rompimento do
mesmo. As trincas provocadas por escória são similares às outras trincas causadas
por razões mecânicas.
Figura 17: Desgaste devido a fluxos.
10.2.2 Regras básicas ao se utilizar fluxos
a)Em cada fusão, adicionar os fluxos mais tarde possível antes de vazar para que o
tempo de permanência deste em contato com as paredes seja o mínimo possível.
b)Utilizar a quantidade mínima de fluxo possível. Evitar a colocação “a olho”.
Recomenda-se deixar disponível um recipiente com a capacidade igual a quantidade
necessária. É preciso ter em mente que o cadinho é um corpo poroso e que estes
produtos químicos penetram pela estrutura da parede de dentro para fora. Ao
migrarem para a parte externa do cadinho, estes encontram a região de temperatura
mais elevada e reagem com o verniz comprometendo desta forma a estrutura do
cadinho.
c)A limpeza da escória é de suma importância nos casos em que se utilizam fluxos.
Normalmente a escória contém os elementos utilizados como fluxo.
A escória adere à parede do cadinho promovendo então o contato direto entre os
elementos químicos nocivos e a estrutura do cadinho. A escória funciona como um
isolante térmico, pois não possui a mesma condutibilidade térmica do cadinho. Desta
forma, para manter a mesma temperatura interna será preciso uma temperatura
externa mais elevada e consequentemente maior será o ataque dos fluxos ao
cadinho. Portanto, a presença de uma camada isolante como a escória também
deve ser evitada. Se não for feita uma limpeza adequada a somatória deste dois
fatores diferentes irá agravar o ataque químico.

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d)Adicionar sempre ao banho já líquido.
e)Adicionar sempre no centro do banho, longe das paredes do cadinho.
10.3 OXIDAÇÃO
A oxidação ou combustão dos materiais derivados de carbono no cadinho,
enfraquece-o e reduz sua condutibilidade térmica. O material oxidado tende a
descascar, afinando as paredes do cadinho. Por isso, danos ao verniz protetor
devem ser evitados.
Sempre que as condições metalúrgicas permitirem, a fusão e manutenção dos
metais devem ser feitas em atmosfera ligeiramente redutora ou neutra. As aberturas
dos fomos para limpeza e drenagem devem ser conservadas fechadas durante todo
o tempo em que os fomos estiverem sendo utilizados. Os registros dos maçaricos
referentes ao combustível e ar devem sempre ser fechados ao mesmo tempo para
evitar a injeção de ar frio dentro da câmara.
A oxidação de um cadinho significa uma alteração química e física de seus produtos
carbonáceos, sendo um processo de envelhecimento de peças que trabalham em
baixas temperaturas e ocorre da seguinte forma:
a)Oxidação do carbono ligante – Perda da resistência mecânica.
b)Oxidação do grafite – Perda da condutibilidade térmica.
c)Oxidação do SiC – Grande perda da resistência mecânica a quente (diminuição de
refratariedade sob carga) e observa-se mudanças para coloração amaronzada com
inchaço e gretamento.
Para se controlar e retardar o início desse processo é que são aplicados vernizes de
alta e baixa temperatura que reagem com suas matérias primas formando uma capa
vítrea protetora fazendo, portanto, com que o cadinho atinja vidas médias maiores.
Por exemplo, se for rompido e analisado um cadinho utilizado em forno elétrico após
uma vida útil normal, observa-se que esta oxidação afeta de forma uniforme toda a
parede externa do mesmo, bem como a borda superior interna que não é molhada
pelo metal fundido, mostrando neste caso diversas gretas em vários pontos.

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Figura 18: Ataque devido a chama.
Figura 19: Cadinho oxidado.

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Figura 20: Oxidação do cadinho devido a posição da chama.

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REFERÊNCIAS
MORGANITE DO BRASIL LTDA e CARBOSIL INDUSTRIAL LTDA. Treinamento
sobre cadinhos – instalações, uso e cuidados. São Bernardo do Campo.
MORGANITE DO BRASIL LTDA. Manual de fundição a cadinho. São Bernardo do
Campo, 2005.