apuntes da aula de introduçao à Siderurgia

apuntes da aula de introduçao à Siderurgia

(Parte 1 de 3)

ENGENHARIA DE PROCESSOS (Mineração)

Prof. Miguel G. P. Sánchez -I -Semestre de 2010

Universidade Federal de Ouro Preto Escola de Minas

Departamento de Minas

1 Definição: Siderurgia éa parte da tecnologia metalúrgica que engloba os processos de obtenção de produtos àbase de ferro(gusa, ferro esponja, aços comuns e especiais), na formade graneis (ferro-esponja), lingotes (gusa), laminados planos, tubulares e perfilados (aços comuns e especiais); com características de qualidade requeridos pelo mercado consu midor: Industria automobilística, eletro-domésticos, construção em geral, química, mecânica, petroquímica e fundições. (entre outros)

Introdução àSiderurgia

Metalurgiaéo arte e ciência de obter metais dos minerais (metalurgia extrativa) e adaptarlhes às necessidades do ser humano (metalurgia física ou metalurgia).

Homem primitivo obteve ferro dos meteoritos

< 2000 AC, sugerem que o ferro foi empregado na China e Índia

1700 AC os hititas utilizaram buracos na terra para aquecer carvão vegetal e minério de ferro para obter uma massa pastosa (reduzida ou ferro esponja), a qual era batida para desprender as impurezas e escórias e logo forjada.

Espanha,)

Entre 10 AC e 500 AC o conhecimento se estendeu e foi evoluindo com as contribuições de cada povo (Egipto, Grécia, Áustria, Itália, França,

No século XIV, combinam-se as tecnologias de altos fornos + alternabilidadede camadas de carvão e minério + ar insuflado, obteve-se um metal líquido (ferro gusa), este ferro resulto quebradiço, mas podia-se vazar em lingotes e logo refinado.

XV, se utiliza a força motriz da água

1856, Bessener/ 1878 Thomas

1785, utilização do coque Introdução àSiderurgia

MeO + CO = Me +CO 2 e e

Me +n

Metal no Minério

Metal na forma

Simples

Corrosão Corrosão e e

Purificação do metal

Confor mação

Extração da Mina

Beneficiamento do minério

Redução

(Minério + agente redutor) (Carvão, óleo, gás)

Introdução àSiderurgia

Fornos primitivos utilizados na produção de ferro Fornos primitivos utilizados na produção de ferro

Fabricação de forno de secção quadrada o circular (0,5 a 0,90m e entre 4 a 5m de altura).

Introdução àSiderurgia (pré-alto-forno)

Pré-aquecimento com carvão vegetal (CV)

Carga de minério e escória de ferro

Adesão de C.V.+ contínuo soprado de ar Nível de ferro

Destruição do forno ou sangria do ferro

Separação a martelo da escória e ferro esponja

Ferro Gusa

La minação

Balística, grades

Carburização do ferro a temperaturas entre 1000 e 1300 °C:

3Fe + 2 CO = Fe3 C + CO

Temperatura de fusão da fundição: 1150 a 1350°C

Temperatura do forno: 1300 a 1400°C a) Fe3O4 + ganga separação manual da ganga

Introdução àSiderurgia b) Fe3O4 concentrado + carvão vegetal carregados em forno de argila c) Combustão incompleta do carvão redução dos óxidos ferro metálico d) Precipitação de uma escória rica em FeO (60%) e SiO2 retirada e reaproveitada e) Manutenção pelo menos 24 horas a temperaturas entre 10 e 1150°C f) Ruptura das paredes de argila obtenção de massa esponjosa de ferro e impurezas (ganga + restos de carvão) g) Trituração (martelo) Separação manual do carvão e ganga moagem fina (almofariz) separação de areia, escória e carvão h) Ferro esponja écolocado em um crisol (fechado para evitar oxidação) 1000 °C bloco de ferro forjados recosido ao ar forjado e temple produtos

Obtenção de fundição em fornos de maior altura (3, 5 e 7m)

1.180 a 1.205 Escória silicatadasde ferro

% aprox. de carbono

Temperatura de fusão (°C) Material

1. 230 Ferro Gusa (Arrabio, Fundição, PigIron)

Introdução àSiderurgia (primitivo alto forno)

< carga de carvão

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