Processo de Obtenção do Aço

OBTENÇÃO DO AÇO

• Introdução
• Para a obtenção do aço é utilizado o método de alto-forno, o mais usual, o minério de ferro derretido chama-se ferro gusa, que consiste numa liga de alto teor de carbono. Dentro do forno o aço é originado através da mistura de minério de ferro, carvão, coque, ar e calcário, formando-se inicialmente uma camada de escória, utilizada na fabricação de cimento e base para a pavimentação, e o ferro gusa. A separação ocorre pela diferença de densidade entre o ferro gusa, mais denso, e a escória, menos densa.
• Existem vários tipos de fornos dentre eles os mais comuns são os conversores e os fornos elétricos, ambos não utilizam a combustão. E ocorre um processo chamado de oxidação, fundamental para transformar o ferro gusa em aço. Consiste na combinação do metal e suas impurezas com o oxigênio.
• O ferro gusa em grandes teor de carbono e impurezas como Silício, Enxofre, Fósforo e o Manganês. Quando o oxigênio entra em contato com o metal a concentração dessas impurezas diminui e o material se torna mais resistente e dúctil.

• Como começou - história
• A ideia de injetar oxigênio ou ar dentro do forno foi apresentada por dois engenheiros, Henry Bessemer, inglês, e Wlliam Kelly, americano, no ano de 1847, esse processo permitiu a produção de aço em grandes quantidades. Existem três principais tipos de conversores(fornos): Conversor Bessemer, o Conversor Thomas e o Conversor de Limz-Donawitz, mais conhecido como Conversor LD.
• Conversor Bessemer: neste conversor o ar sobre pressão entra pelo fundo, tendo um formato parecido com uma Pera, é montado sobre eixos que permite para que ele fique na posição horizontal para abastecimento com a carga do minério de ferro, e volte na vertical para a produção do aço. Através de reações químicas são conseguidas altas temperaturas, o oxigênio injetado no gusa, combinando com a molécula de ferro formando o óxido de ferro, que reagem com o silício, manganês e o carbono, eliminando as impurezas. Este processo dura cerca de 20 minutos.

• Conversor Thomas: também utiliza ar, diferenciando no seu revestimento que aceita alto teor de fosforo no ferro gusa, este revestimento resiste a ataques de escórias a base de calcário. A desvantagem é que não elimina o enxofre e o refratário a base de dolomita também é atacado pelo silício, deixando o aço produzido com baixo teor de silício.
• Conversor Limz-Donawitz(LD): se diferencia pela maneira de como é injetado o oxigênio, feito pela parte de cima do conversor, sendo mesmo feito com uma carcaça de aço revestido com refratários. Tem uma lança metálica feita com tubos de aços e um bocal de cobre esta lança injeta oxigênio puro na superfície do ferro gusa liquido, a temperatura na zona de impacto pode chegar a 3000°C, ajudando a acelerar as reações de oxidação do ferro gusa. Tem alta capacidade de produção e fácil operação.

• Existe outro tipo de forno onde também não é necessário combustível, o forno elétrico que consiste em transformar energia elétrica em térmica fazendo a fusão do gusa cm sucata em condições controladas de temperatura e oxidação do metal liquido. Obtendo um aço de alta qualidade, ao contrário do que muitos pensam a respeito da sucata (certo preconceito aos materiais recicláveis).
• Vamos falar de dois tipos de fornos elétricos: o forno a arco-elétrico e o de indução.
• Forno a arco elétrico: tem uma carcaça de aço bem grossas e um fundo abaulado (concavidade para cima, parte de uma superfície esférica). Por dentro tem revestimento de material refratário, na parte de cima, na abóboda fica os eletrodos, junto com a carga metálica forma o arco elétrico, feita de sucata e fundente a base de cal. Durante o processo ocorre reações químicas como a oxidação, a desoxidação e a dessulfuração.
• Forno a indução elétrica: além de processa sucata, processa todo tipo de metal, possui um gerador com motor de acionamento, bateria de condensadores e câmara de aquecimento, também basculante, a bobina de indução fica na parte externa, o cadinho é feito de massa refratária socada na câmara. A sucata se funde pelo calor produzido da própria carga, quando chega na temperatura desejada é obtida a fusão completa, adiciona-se cálcio, silício e alumínio que tem função de desoxidante no processo.

• COMPARAÇÃO ENTRE OS FORNOS ELETRICOS E CONVERSORES

• Conversores:
• As vantagens é que não usa combustíveis, e a produção é em laga escala. Custo baixo de produção.
• As principais desvantagens é a perda de metal na queima, causa a formação de óxidos de ferros, gases e não transforma sucata.

• Fornos elétricos

• As principais vantagens são a operações mais flexíveis, temperaturas altas, melhor controle da composição química, melhor aproveitamento térmico, não utiliza combustão e o aço produzido é de melhor qualidade, porem como desvantagem é a quantidade produzida, comparada aos fornos conversores é bem inferior e o custo de operação é mais alto também.

BIBLIOGRAFIA:

https://www.youtube.com/watch?v=CrqfRuACeqE

https://www.cimm.com.br/portal/verbetes/exibir/605-obtencao-do-aco-processo

https://www.dumonttreinamentos.com.br/obtencao_do_aco

https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/obtencao-ferro.htm

 FORNO BE

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

CONVERSOR THOMAS

[pic 4]

[pic 5]

CONVERSOR LD

[pic 6]

[pic 7]

 FORNO ELETRICO ARCO ELETRICO

[pic 8]

[pic 9]

FORNO ELETRICOA INDUÇÃO

...