TRATAMENTO DE LAMA GROSSA DE ACIARIA PARA PRODUÇÃO DE PASTA CONDUTORA

RELATÓRIO DE ESTÁGIO

TRATAMENTO DE LAMA GROSSA DE ACIARIA PARA PRODUÇÃO DE PASTA CONDUTORA  

Os objetivos deste trabalho foram descrever o tratamento da lama grossa de aciaria obtida durante o refino do aço e com as microesferas geradas do mesmo, obter um novo material após um processo de cobreamento. O material obtido foi uma pasta condutora para melhor condutividade elétrica de juntas metálicas.

O Aço

 O Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. [4]. O Aço pode ser classificado da seguinte maneira: quanto à constituição microestrutural, composição química, quantidade de carbono e quanto à sua aplicação. O Aço incorpora  elementos químicos, sendo alguns prejudiciais, provenientes da sucata, do mineral ou do combustível empregues em seu processo de fabricação, como o enxofre e o fósforo. O enxofre e o fósforo são elementos prejudicais ao aço pois acabam por intervir nas suas propriedades físicas, deixando-o quebradiço. Outros são adicionados intencionalmente para melhorar algumas características do mesmo como aumentar a sua resistência, ductibilidade, dureza, ou para facilitar algum processo de fabrico, como usinabilidade, que é o caso de elementos de liga como o níquel, o cromo, o molibdênio e outros. No aço comum o teor de impurezas (elementos além do ferro e do carbono) estará sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 até 5% de outros elementos já pode ser considerado aço de baixa-liga, acima de 5% é considerado de alta-liga.  O aço inoxidável é um aço de alta-liga com teores de cromo e de níquel em altas doses (que ultrapassam 20%.) .

O Aço é atualmente a mais importante liga metálica, sendo empregue de forma intensiva em numerosas aplicações tais como máquinas, ferramentas,  construção e etc. Entretanto, a sua utilização está condicionada a determinadas aplicações devido a vantagens técnicas que oferecem outros materiais como o alumínio, empregado no  transporte por sua maior leveza e na construção,  por sua maior resistência a corrosão. O cimento (mesmo combinado com o aço) pela sua maior resistência ao fogo e a cerâmica em aplicações que necessitem de elevadas temperaturas.

 Propriedades do aço

Densidade média: 7860 kg/m³ (ou 7,86 g/cm³)

Coeficiente de expansão térmica: 11,7 10−6 (C°)−1 

Condutividade térmica:52,9 W/m-K

Calor específico: 486 J/kg-K

Resistividade elétrica: 1,6 10−7Ω

Módulo de elasticidade (Módulo de Young) Longitudinal: 210GPa

Módulo de elasticidade (Módulo de Young) transversal:80 Gp

Coeficiente de Poisson: 0,3

Limite de escoamento: 210 MPa

Limite de resistência a tração: 380 Mpa

Alongamento: 25% [5]

Fabricação do Aço

        

O aço é produzido, basicamente, a partir de minério de ferro, coque e cal. A fabricação do aço pode ser dividida em quatro etapas: preparação da carga,  redução,  refino e laminação.

Preparação da carga ou sinterização: grande parte do minério de ferro (finos) é aglomerada utilizando-se cal e finos de coque. O produto resultante é chamado de sinter.

Redução: essas matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no alto forno. O ar pré-aquecido a uma temperatura de 1000°C é soprado pela parte de baixo do alto forno. O coque, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao processo de redução do minério de ferro, transformando-o em um metal líquido: o ferro-gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono elevado.

Refino: etapa em que o aço é tranformado em aço líquido nas aciarias, nesta etapa ocorre a formação da lama de aciaria. A maior parte do aço líquido é solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo ou convencional para produzir semi-acabados, lingotes e blocos.

Laminação: produtos semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos chamados laminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderúrgicos.

São vários os processos em que se obtém o aço, envolvendo condições térmicas e econômicas complexas das indústrias fabricantes dessa liga. Em todas as etapas de obtenção do aço são gerados pós, lamas, carepas e escórias, principais resíduos sólidos que são considerados uma preocupação mundial devido ao seu volume e dificuldade para sua disposição final. Várias alternativas vêm sendo estudadas para que uma disposição final desses resíduos seja feita de modo a não causar problemas ambientais. Uma dessas alternativas é o tratamento desses resíduos, obtendo assim um novo material com características atrativa e economicamente viável que possa gerar vantagens do ponto de vista industrial.

        

Lama Grossa de Aciaria

Sendo um dos resíduos sólidos formados durante a fabricação do aço e objeto de estudo deste trabalho, a lama grossa de aciaria, vem sendo aproveitada quando reciclada na fabricação de cerâmica vermelha e pastas condutoras.

Formação da Lama Grossa de Aciaria: O ferro gusa ao ser produzido no alto-forno é vazado em carros torpedo, que servem de transporte até a Aciaria. Na Aciaria, durante o sopro de oxigênio no conversor para o refino do aço é que a lama grossa se forma. Durante esse processo, micropartículas de ferro são desprendidas e ejetadas do banho metálico em altas temperaturas, num ambiente fortemente oxidante. Particulados (metálicos e não metálicos) são carregados para o sistema de exaustão de gases. Os pós e lamas de aciaria são provenientes dos sistemas de despoeiramento das panelas de conversão e posterior lavagem dos gases.Essas micropartículas possuem a forma esférica por se solidificarem em meio gasoso. Algumas destas esferas ficam incompletas, outras ainda ficam ocas, mas a maioria é maciça.