PROCESSOS METALURGICOS: AÇO

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO ESTADO DO PARÁ - CESUPA

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA TÓPICOS ESPECIAIS 2

FREED CESAR NASCIMENTO

GIUSEPPE MELAZZO FILHO

PROCESSOS METALURGICOS: AÇO

BELÉM

2020

FREED CESAR NASCIMENTO

GIUSEPPE MELAZZO FILHO

PROCESSOS METALURGICOS: AÇO

Trabalho de graduação do curso de Engenharia de Produção, apresentado ao CESUPA, tem como requisito a obtenção de avaliação do 2° bimestre da disciplina de Tópicos Especiais 2.

Professor: Marcelo Pinto da Costa Mendes

BELÉM

2020

1 Introdução

        Com as características de ser um material durável e flexível, o aço se tornou um dos materiais essências do nosso dia a dia. O trabalhador Jim Rasenberger, afirma que “ O aço é um divisor de águas do mundo moderno. Com um enorme impacto em nossas vidas sem perceber”. Suas características únicas e inúmeras aplicações o seu humano se tornou aco-dependente.

        O mundo produz cerca de um milhão de toneladas de aço por ano. Onde a cada vez que produzida, suas características únicas do metal, explicam a sua enorme versatilidade como exemplo da construção de um objeto voador como o avião e de outro objeto capaz de conservar um alimento (NatGeo Channel).

        De acordo com Joe Stratman(), “suas aplicações são inúmeras e variadas. É um material de flexibilidade, onde o único limite do design e da utilização é a imaginação da mente humana.”

        O ouro ou a prata, são elementos que podem ser encontrados em suas características naturais. Entretanto, o aço, para virar objetos como suspensões de carros, ônibus ou aviões e etc., precisam ser criados. Para criar aço, é necessário a ajuda de mão de obra humana.

        Sua criação, se dá a partir da alteração do nível de carbono ferro quando aquecido a pelo menos dois mil e oitocentos graus célsius, passando do estado sólido ao líquido. Esta transformação então, ajuda a forçar os átomos de carbono a se separar dos átomos de ferro, resultando em ferro fundido (NatGeo Channel).

2 Produção, consumo e propriedades

        A força maior por trás de todo esse processo se chama usina. Uma fabrica capaz de moldar o aço. Este minério é realizável em alguns processos. A primeira se dá com o minério de ferro retirado das minas e seu transporte ate a fornalha, onde a matéria é derretida e depois enchida com ferro fundido, no processo no qual leva cerca de 6 horas. Depois de derretido, o material recebe injeções de oxigênio em uma velocidade supersônica, retirando as impurezas do aço e o deixando com um alto grau de pureza. Em seguida, o material é transferido para uma fornalha metalúrgica, onde o aço é customizado conforme a sua necessidade de uso (NatGeo Channel).

        No processo siderúrgico, a produção conta com quatro etapas: preparação, redução, refino e laminação. Conforme ilustrado abaixo:

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        Este ciclo do aço começa com a materia prima, no caso a chegada do ferro. Primeiro ele é transformado em sinter, na sinterização. Depois ele percorre até o alto forno, juntamente com o carvão mineral em forma de coque, produzido na coqueria. Já aquecidos, o resultado é o ferro gusa em estado líquido. Na aciaria usa o ferro gusa com adição de calcário e outros, para se transformar no aço líquido que depois será enviado ao lingotamento contínuo onde serão formadas as placas de aço, que serão os principais produtos exportados (PECÉM-CSP).

        Preparação

        A preparação da carga envolve a aglomeração do minério de ferro com o uso de cal e finos de coque, que dão origem ao sínter. O carvão é transformado em coque após ser processado na coqueira.

        Redução

        As matérias-primas preparadas são expostas no alto forno ao oxigênio aquecido a uma temperatura de 1000ºC que é soprado pela parte inferior. Ao entrar em contato com o oxigênio, o carvão produz calor suficiente para fundir a carga metálica e reduzir o minério de ferro no metal líquido chamado ferro-gusa, que é uma liga de ferro e carbono. 

        Refino

        Nessa etapa, a gusa líquido ou sólido e a sucata de ferro e aço são transformados em aço líquido nas aciarias elétricas ou a oxigênio. É aqui que o carbono é removido da gusa. A produção de semiacabados, lingotes e blocos utiliza equipamentos de lingotamento contínuo solidificados por grande parte do aço líquido.

        Laminação

        Na última etapa, os laminadores transformam os semiacabados, lingotes e blocos em diversos produtos siderúrgicos com diferentes composições químicas. Podemos ver melhor esse processo através da figura abaixo:

Fluxograma 1 – Área de Laminação

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3 Produção do aço em aciarias elétricas

        É possível analisar o fluxograma da produção do aço em aciarias elétricas.

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        Nesta unidade, em especifico no conversor, é onde ocorre o processo de transformação do ferro-gusa em aço. Esta aciaria produz placas. Os lingotes e as placas produzidos nas aciarias, são na sua maioria encaminhadas às laminações para serem transformados nos diversos produtos que oferecemos ao mercado.

4 Diferença entre a produção do aço galvanizado X inoxidável

        O aço inoxidável tem uma película óxido de cromo, tornando-se resistente e restaurador, não sendo um revestimento igual a galvanização. Ele é um tipo específico de aço.

        Sendo depois pressionado e moldado e passando por um tratamento chamado decapagem para que sejam retiradas as impurezas do material. Além da passivação responsável pela formação de uma camada não corrosiva. Com o excesso de calor, o aço inoxidável se expande, precisando ser resfriado. Já o aço galvanizado passa por um processo de galvanização, em que há o revestimento protetor de zinco, sendo uma camada fina, agindo como uma armadura contra os elementos naturais, evitando o desgaste do material como ferrugem e corrosão. Esse zinco é aplicado de duas maneiras, através de um banho de imersão quente, ou utilizando a eletro galvanização. Como podemos ver no fluxograma 1: