Ferro E Aço

Ferro

História

Existem evidências de que o ferro era conhecido antes de 5000 a.C.1 Os mais antigos objetos feitos de ferro usado pela humanidade são alguns enfeites de siderito, feitos no Egito em aproximadamente 4000 a.C. A descoberta da fundição por volta de 3000 a.C. levou ao início da Era do Ferro por volta de 1200 a.C.2 e ao uso proeminente de ferro para ferramentas e armas.3

O ferro (do latim ferrum) é um elemento químico, símbolo Fe, de número atômico 26 (26 prótons e 26 elétrons) e massa atómica 56 u. À temperatura ambiente, o ferro encontra-se no estado sólido. É extraído da natureza sob a forma de minério de ferro que, depois de passado para o estágio de ferro-gusa, através de processos de transformação, é usado na forma de lingotes. Controlando-se o teor de carbono (o carbono ocorre de forma natural no minério de ferro), dá-se origem a várias formas de aço.

Este metal de transição é encontrado no grupo 8 (VIIIB) da Classificação Periódica dos Elementos. É o quarto elemento mais abundante da crosta terrestre (aproximadamente 5%) e, entre os metais, somente o alumínio é mais abundante.

É um dos elementos mais abundantes do Universo; o núcleo da Terra é formado principalmente por ferro e níquel (NiFe). Este ferro está em uma temperatura muito acima da temperatura de Curie do ferro, dessa forma, o núcleo da Terra não é ferromagnético.

É encontrado na natureza fazendo parte da composição de diversos minerais, entre eles muitos óxidos, como o FeO (óxido de ferro II, ou óxido ferroso) ou como Fe2O3 (óxido de ferro III, ou óxido férrico). Os números que acompanham o íon ferro dizem respeito aos estados de oxidação apresentados pelo ferro, que são +2 e +3, e ele é raramente encontrado livre. Para obter-se ferro no estado elementar, os óxidos são reduzidos com carbono e imediatamente submetidos a um processo de refinação para retirar as impurezas presentes.

Metalurgia

A história do homem é a história do domínio da tecnologia dos materiais. Não é á toa que alguns de seus períodos se confundem com os materiais mais usados neles: Idade da Pedra, Idade do Bronze, Idade do Ferro.

De fato, durante milhares de anos, essa evolução foi bastante lenta, para depois, em apenas pouco mais de 200 anos, acelerar-se de forma incrível, proporcionando ao ser humano, principalmente nos países industrializados, cada vez mais conforto e tempo para lazer.

De todos os materiais à disposição da indústria, certamente o ferro fundido e o aço são os mais utilizados. O ferro, atualmente, é utilizado extensivamente para a produção de aço, liga metálica para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc), como elemento estrutural de pontes, edifícios, e uma infinidade de outras aplicações.

É um metal maleável, tenaz, de coloração cinza prateado apresentando propriedades magnéticas; é ferromagnético a temperatura ambiente, assim como o Níquel e o Cobalto.

É encontrado na natureza fazendo parte da composição de diversos minerais, entre eles muitos óxidos, como o FeO (óxido de ferro II, ou óxido ferroso) ou como Fe2O3 (óxido de ferro III, ou óxido férrico). Os números que acompanham o íon ferro dizem respeito aos estados de oxidação apresentados pelo ferro, que são +2 e +3, e ele é raramente encontrado livre. Para obter-se ferro no estado elementar, os óxidos são reduzidos com carbono e imediatamente submetidos a um processo de refinação para retirar as impurezas presentes.

Materiais

Quando da confecção de um determinado produto, deve-se, como um dos fatores prioritários, selecionar o material na sua construção.

Depende do tipo de produto que se quer e do uso que se vai fazer dele.

Metalicos Ferrosos: Ferro fundido e Aço.

Não-ferrosos: Alumínio, Cobre, Chumbo, Zinco, Estanho, Magnésio e Titânio.

Ferro Gusa

O dicionário diz que metal, quando em estado sólido, é um material com estrutura na forma de cristais compostos por elementos químicos e que tem como propriedades a dureza, a resistência mecânica, a plasticidade e a condutividade térmica e elétrica.

E, para que o material seja considerado ferroso, é preciso que ele se constitua de uma liga de ferro com o carbono e outros elementos como o silício, manganês, o fósforo, o enxofre.

Minério de Ferro

Os metais podem puros na natureza, como o ouro e a planta, ou sob a forma de minerais, ou seja, combinações de metais com outros elementos. Quando o mineral contém uma quantidade de metal e de impurezas que compensa a exploração econômica, ele recebe o nome de minério. O lugar onde esses minérios aparecem em maior quantidade é chamado de jazida. Os minérios são a Hematita e a Magnetita.

O Brasil possui grandes jazidas de minério de ferro. A Hematita é um minério muito abundante no solo brasileiro. O minério de ferro contém ainda cal, sílica, alumina, enxofre, manganês e magnésio, em quantidades bem pequenas.

Mas será que se usa o minério do jeito que ele sai da jazida? Claro que não!

È preciso prepara-lo para que ele fique adequado para ser empregado como matéria-prima.

A principal função na preparação do minério de ferro é torna-lo adequado ao uso no alto-forno.

Nas jazidas do Brasil há grande quantidade de minério de ferro em pó, cerca de 55% do minério é encontrado em pedaços que medem menos de 10mm.

Como o alto-forno, equipamento onde se produz o ferro-gusa, só trabalha com pedaços entre 10 e 30 mm, isso se tornou um problema.

Porém, o aumento das necessidades mundiais de aço trouxe condições econômicas para se desenvolver processos que permitam a utilização desse tipo de minério: esses processos são a sinterização e a pelotização.

Sinterização: São obtidos blocos feitos com partículas de minério de ferro, carvão moído, calcário e água. Isso tudo é misturado até se obter um aglomerado. Depois, essa mistura é colocada sobre uma grelha e levada a um tipo especial de equipamento que, com a queima de carvão, atinge uma temperatura entre 1000ºC e 1.300ºC.

Com esse aquecimento, as partículas de ferro derretem superficialmente, unem-se umas ás outras e acabam formando um só bloco poroso. Enquanto