Processo de fabricação do aço

Processo de fabricação do aço

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CURSO: TÉCNICO EM AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL PERIODO: NOTURNO PRIMEIRO TERMO - 2º SEMESTRE/2010 DISCIPLINA: TECNOLOGIA DOS MATERIAIS

ORIENTADOR: Prof. Msc. AURÉLIO MOREIRA DA SILVA NETO ALUNO: LUIZ ANTONIO NATALI DE SOUZA

O presente trabalho tem como objetivo um resumo do processo de fabricação do aço.

Desde o inicio das primeiras civilizações o homem utiliza o ferro como matéria-prima na fabricação dos mais variados utensílios.

Hoje o aço esta presente no nosso cotidiano de tal forma que seria impossível a humanidade ter se desenvolvido aos níveis tecnológicos atuais sem o emprego da tecnologia de redução do ferro para a obtenção do aço

1 INTRODUÇÃO 4 2HISTÓRIA DO AÇO4 3PROCESSO SIDERÚRGICO – INTRODUÇÃO5 3.1MATÉRIAS-PRIMAS PARA SIDERURGIA6 3.2O MINÉRIO DE FERRO6 3.3 CARVÃO-COQUE 7 3.4 FUNDENTE 7 3.5PRODUÇÃO DO FERRO-GUSA: ALTO-FORNO7 3.6 REDUÇÃO 8 4 ACIARIA 8 5 LINGOTAMENTO CONTINUO 9 6LAMINAÇÃO A QUENTE9 6.1 TENSÕES RESIDUAIS 10 7LAMINAÇÃO A FRIO10 8 PRODUTOS LAMINADOS 10 9 CONCLUSÃO 1 10 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 12

1- Introdução

Nos dias atuais é impossível de imaginar a sociedade sem o uso do aço. A produção do aço é um forte indicador do desenvolvimento de um país, pois seu consumo cresce proporcionalmente ao desenvolvimento desse país.

Fabrica-lo exige técnicas que precisam ser renovadas de forma cíclica,por isso o investimento constante das siderúrgicas em pesquisa e aperfeiçoamento da produção do aço.

2 – História do Aço

Há cerca de 4.500 anos, o ferro metálico usado pelo homem rea encontrado in natura em meteoritos recolhidos por tribos nômades na Asia Menor. Muitos defendem a hipótese de que o homem descobriu o ferro por volta de 6.0 a 4.0 a.C. Ele teria surgido por acaso quando pedras do minério de ferro usadas para proteger um fogueira, teriam fundido-se com o calor do fogo.

O ferro passou a ser usado com frequência, partir do momento em que descobriu-se como extrai-lo do seu minério em torno de 1.500 a.C, provavelmente no Oriente Médio. Do primeiro milênio da era Cristã o ferro difundiu-se para toda bacia do Mediterrâneo.

O uso do ferro promoveu grandes mudanças na sociedade. A agricultura desenvolveuse rapidamente com o uso de novos utensílios. A confecção de armas possibilitou a expansão territorial, o que mudou a face da Europa e do resto do mundo.

O minério de ferro começou a ser aquecido em fornos primitivos, (forno de lupa) para fabricar um quilo de ferro em barras, usava-se de dois a quatro quilos de minério de ferro e cerca de quatro quilos de carvão vegetal. Mas, aos poucos, novas técnicas foram sendo descobertas, tornando o ferro mais duro e resistente a corrosão. Um exemplo disso foi a adição de calcário à mistura de ferro, o que possibilitava melhor absorção de impurezas.

Figura -1 Forno tipo Lupa ou Poço Fechado e a Forja Catalã

Após anos de uso de forno de lupa, surgiu a forja catalã (considerada o embrião do alto-fornos utilizados até os dias de hoje). Ela apareceu na Espanha e foi utilizada durante toda a idade média.

Era uma lareira de pedras e foles que inflavam a forja de ar, o que aumentava a temperatura e com isso era possível obter ferro no estado liquido.

Em torno de 1444, o minério de ferro passou a ser fundido em alto-fornos, processo que é usado até hoje. As temperaturas atingidas nesses fornos eram ainda maiores o que permitia maior absorção de carbono o que tornava o ferro e as ligas de aço ainda mais duras e resistentes. Na ocasião a produção diária de um forno chegava há cerca de 1.500 kg.

Figura – 2 Seção transversal de um Auto-forno moderno

A grande mudança só ocorreu em 1.856 quando se descobriu como produzir o aço.

Isso porque o aço é mais resistente que o ferro fundido e pode ser produzido em grandes quantidades.

O aço hoje é o produto mais reciclado no mundo, carros, geladeiras, latas, etctudo

Em meados do século XIX as siderúrgicas foram aumentado seus investimentos em tecnologia de forma a reduzir o impacto da produção no meio ambiente produzindo cada vez mais aço com menos insumos e matérias-primas. que é feito de aço tornam-se sucatas, que alimentam os fornos das usinas produzindo aço com a mesma qualidade. Alem de disso as empresas siderúrgicas participam de acordos internacionais para preservar o meio ambiente.

2.1 O inicio da siderurgia no Brasil

Quando os portugueses chegaram no Brasil tinham a esperança de encontrar aqui metais preciosos. No entanto nenhum metal foi encontrado, nem mesmo o ferro. Por volta de 1550 foi relatado ao rei, a existência de minério de ferro e prata no interior da Capitania de São Vicente (atual São Paulo).

Afonso Sardinha em 1587 descobriu magnetita na atual região de Sorocaba, interior de São Paulo e de inicio a produção de ferro a partir da redução desse metal.

3- Processo siderúrgico - Introdução

A fronteira entre o ferro e aço foi definida na revolução industrial. Basicamente o aço é uma liga de ferro e carbono.

O ferro é encontrado em toda crosta terrestre, o minério de ferro é um óxido de ferro, misturado com areia fina.

O carbono é também relativamente abundante na natureza. Na siderurgia usa-se o carvão mineral, e em alguns casos o carvão vegeta. Antes de serem levados ao auto-forno, o minério de ferro e o carvão são previamente preparados para melhoria do processo. O minério é transformado em pelotas e o carvão é destilado para obtenção do coque.

No processo de redução o ferro se liquefaz e é chamado de Ferro-gusa. Ainda em estado liquido o ferro é levado para aciaria onde é transformado em aço. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos. Finalmente, o aço é laminado. O aço em processo de solidificação é deformado mecanicamente para ser transformado em produtos utilizados pela industria de transformação como chapas grossa e finas, barras, bobinas, perfilados, etc.

3.1 - Matérias-primas para a Siderurgia

As matérias-primas para a industria siderúrgica são: −Minério de Ferro;

− Carvão

− Calcário Outras matérias-primas, minérios principalmente, são igualmente importantes principalmente o manganês pela sua presença em todos os processos siderúrgicos.

Figura – 3 Matérias-primas para fabricação do aço 3.2 – O Minério de Ferro.

Os minerais que contem ferro em quantidades considerareis são os óxidos. Os principais óxidos de ferro são:

−Magnetita (oxido ferro-ferroso) com 72,4% de Fe

−Hematita (oxido férrico) com 69,9% de Fe

−Limonita (oxido hidratado de ferro) com 48,3% de Fe

3.2.1 - Beneficiamento do minério de ferro.

O beneficiamento tem por objetivo tornar o minério mais adequado para utilização nos auto-forno. As operações de beneficiamento geralmente são a sintetização, a pelotização, a briquetagem e a nodulização. As principais são ao sintetização e pelotização.

Consiste em aglomerar finos de minério de ferro, numa mistura com aproximadamente 5% de um carvão finamente dividido, coque ou antracita. O “sinter” deve ser convenientemente resfriado para poder ser facilmente manuseado.

A qualidade do “sinter” pode ser ainda mais melhorada se ao mesmo for incorporado um fundente (calcário) de modo a evitar a carga direta no auto-forno.

Este é o mais novo processo de aglomeração e talvez o de maior exito. Neste

Processo produzem-se inicialmente “bolas” ou “pelotas” cruas de finos de minério. As vezes adiciona-se uma pequena quantidade de um combustível, de modo a ter-se um suprimento parcial de calor. Finalmente, outros aditivos podem ser incluídos como barrilha, calcário ou dolomita, com fim de aumentar a resistência das pelotas.

3.3 Carvão-coque

O Coque é obtido pelo processo de coqueificação. A coqueificação consiste, em principio no aquecimento a altas temperaturas, em ausência do ar durante um período de 18 horas, onde é liberada substancias voláteis do carvão mineral. O produto resultante, o coque, é um material poroso com elevada resistência mecânica, alto ponto de fusão e grande quantidade de carbono.

O coque, nas especificações requeridas é encaminhado ao alto-forno e os finos do coque são encaminhados a sintetização e à aciaria.

3.4 Fundente

A função do fundente é combinar com as impurezas do minério e com as cinzas do carvão, formando as chamadas “escórias”. O principal fundente é o calcário.

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