Para execução de alguns cálculos de exemplo, utilizou-se a planilha de matérias-primas do programa Opus21, ilustrada na figura 3. Os rendimentos destas matérias-primas (RMP) foram considerados com iguais a 100%. Os preços são fictícios, mas com relação entre eles aproximadamente verdadeira.
Figura 3. Planilha com dados de matérias-primas para os cálculos de exemplo.
Cálculo de mistura simples
Neste exemplo inicial foi feito um cálculo para se obter uma composição química de aço SAE 4340 (figura 2), utilizando-se a rotina de cálculo simples e balanceando-se a composição "na mão", ou seja as matérias primas foram sendo acrescentadas em ordem de quantidade em que aparecem na composição desejada e utilizando-se ao máximo os ferro-ligas alto carbono que são os mais baratos, tentando-se, ainda, manter os elementos nos limites inferiores das faixas. O custo final aqui é consequência desta mistura e dificilmente é o melhor que se pode obter.
A figura 4 mostra a tela de resultados deste exemplo. As matérias-primas utilizadas foram sucata de aço 1020, Fe-Ni, níquel , Fe Cr-AC, Fe Mo-AC, Fe Mn-AC e grafite, em proporções tais que a composição química da mistura final atende o desejado para aço SAE 4340. O Fe-Ni não pode ser usado em maior quantidade pois o silício sairia de faixa. O custo por tonelada desta mistura ficou em US$ 368,80.
Figura 4: Exemplo de tela de resultados de cálculo de mistura simples.
Cálculo de fusão a custo mínimo
No próximo exemplo foi feito um cálculo para se obter a mesma composição química de aço SAE 4340 anterior, utilizando-se a agora a rotina de minimização. O custo final aqui não é apenas consequência da mistura, mas parte dos cálculos, e a função custo total é minimizada. O resultado é apresentado na figura 5 e pode-se notar que o custo final foi reduzido para US$351,68, que é o menor possível que se pode obter com estas matérias primas. Note que houve ganho de mais de US$ 17,00 por tonelada e com análise química final muito similar.
Figura 5: Exemplo de tela de resultados de cálculo de fusão a custo mínimo.
Neste ponto aparece o botão de Análise de Preços, que pode executar uma análise chamada Análise Pós-otimização.
Com esta análise é possível verificar qual é o preço que uma dada matéria-prima deveria ter para entrar na solução de custo mínimo, ou seja, a avaliação do que é caro ou barato deixa de ser apenas um sentimento e passa a ter um sentido matematicamente exato.
Ao se apertar o botão de Análise de Preços uma tela como mostrado na figura 6 surgirá no vídeo. Deseja-se, por exemplo, saber a que preço seria possível adquirir um Fe Cr-BC para que ele participasse da solução de custo mínimo.
Figura 6: Tela para Análise Pós-otimização de preços das matérias-primas.
O programa indica que o preço atual (US$ 1,70) é muito alto e só é interessante adquirir esta matéria-prima se seu preço for menor que US$ 1,38. O mesmo teste pode ser feito com qualquer outra matéria-prima que se desejar, bastando selecionar o nome da matéria-prima e apertar o botão calcular.
Cálculo de acerto a custo mínimo
Aqui é onde se supõe que uma carga preliminar foi fundida, uma análise química desta carga foi retirada e então se fazem adições finais para acerto da composição. Aqui também é possível minimização de custos. No exemplo da figura 8 é feito um "acerto" da sucata 1020. Neste exemplo considerou-se que haviam 900 kg de sucata 1020 no forno e que esta deveria ser ajustada para que a composição final fosse a da liga SAE 4340. Note a presença da letra A na frente da sucata 1020, indicando este tipo de cálculo.
Figura 8: Acerto a custo mínimo de 900 kg de sucata 1020.
