Matéria prima. Fabricação de aço. Fabricação de aço

Transcrição

1 Matéria prima A fundição é usada para fabricação de componentes acabados. Também p/ produzir lingotes ou placas que serão posteriormente processados em diferentes formas, tais como: vergalhões, barras, arames etc. A maioria dos metais e ligas é obtida a partir da extração de seus minérios. Danielle Bond Fabricação de aço A metalurgia do Fe consiste basicamente na redução dos óxidos dos minérios de ferro, mediante o emprego de um redutor, que é uma material à base de C (carvão); o qual também atua como combustível e como fornecedor de C às ligas. Danielle Bond Fabricação de aço Danielle Bond

2 Ferro Primário Fontes de Ferro 5mm<Pelotas<18mm 5mm<Sinter<50mm 6mm< Minério <40mm granulado Fabricação de aço Para a redução do minério de ferro é utilizado o alto forno: produz liga de Fe-C de alto teor de C o FERRO GUSA. Danielle Bond Alto Forno O alto forno é um forno de cuba que é operado em regime de contra corrente. No topo do forno o coque, calcário, e o material portador de ferro (sinter, pelotas e minério granulado) são carregado em diferentes camadas. A carga sólida, alimentada pelo topo, desce por gravidade reagindo com o gás que sobe. Na parte inferior do forno o ar quente (vindo dos regeneradores) é injetado através das ventaneiras. Em frente as ventaneiras o O 2, presente no ar, reage com o coque formando monóxido de carbono (CO) que ascende no forno reduzindo o óxido de ferro presente na carga que desce em contra corrente.

3 Alto Forno John A. Ricketts, Ispat Inland, Inc. Alto Forno Minério Coque Granular de Amolecimento e Fusão de Coque Estagnado de Coque Ativa Camada em Amolecimento e Fusão de Combustão Cadinho de Gotejamento Alto Forno A matéria prima requer de 6 a 8 horas para alcançar o fundo do forno (cadinho) na forma do produto final de metal fundido (gusa) e escória líquida (mistura de óxidos não reduzidos). Estes produtos líquidos são vazados em intervalos regulares de tempo. Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o processo de refino do aço), a escória (matéria-prima para a indústria de cimento), gases de topo e material particulado. Uma vez iniciada a campanha de um alto forno ele será operado continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções planejadas.

4 Produção do Aço Líquido A produção do aço líquido se dá através da oxidação controlada das impurezas presentes no gusa líquido e na sucata. Este processo é denominado refino do aço e é realizado em uma instalação conhecida como aciaria. Produção do Aço Líquido Na etapa de refino para produzir o aço, é colocado o oxigênio (puro, ar ou óxido de ferro) em contato com o gusa, de modo a reagir com elementos tais como o C, Si e Mn, que são removidos porque possuem uma afinidade com o oxigênio maior que a do ferro. Produção do Aço Líquido Os processos utilizados para o refino do aço são: a)através de conversores LD: O oxigênio puro é soprado sobre a superfície do banho metálico. b) Através do forno elétrico: Utiliza um arco elétrico e permite obter aços-liga

5 Conversor LD Responsável por cerca 60% (540 milhões ton/ano) da produção de aço líquido mundial. A tecnologia continua a ser a mais importante rota para a produção de aço, particularmente, chapas de aço de alta qualidade. Processo industrial teve início em 1952, quando o oxigênio tornou-se industrialmente barato. A partir daí o crescimento foi explosivo. Permite elaborar uma enorme gama de tipos de aços, desde o baixo carbono aos média-liga. Conversor LD Aciaria Elétrica Processo industrial começou no início do século XX. Inicialmente, o forno elétrico era considerado sobretudo como um aparelho para a fabricação de aços especiais, inoxidáveis e de alta liga. Atualmente, ele tem sido cada vez mais utilizado na fabricação de aço carbono. Processo reciclador de sucata por excelência; não há restrição para proporção de sucata na carga. A participação do aço elétrico no mundo vem crescendo substancialmente nas últimas décadas.

6 Aciaria Elétrica Produção do Aço - Resumo Produção do Ferro Fundido O método clássico de fusão dos fofos é o que utilliza o forno cubilô: alta eficiência térmica e economia de processo.

7 Produção do Ferro Fundido Possui uma carcaça cilíndrica vertical de aço, revestida internamente com tijolos de material refratário. Seu diâmetro pode chegar até 1,80m e altura 15m. Capacidade de fusão de 1t/h até 50t/h. Produção do Ferro Fundido Carga: A carga: metal + combustível (carvão coque) + fundente. sucata metálica de fundição, de aço, em geral; Fero-gusa; adições de Fe-Si e Fe-Mn Produção do Ferro Fundido

8 Produção do Ferro Fundido Fabricação de ferro fundido Telecurso 2000 Materiais 07 ferro fundido Coqueria O Papel do Coque no Alto Forno Fornecer o calor necessário às necessidades térmicas do processo; Produzir e "regenerar" os gases redutores; Carburar o ferro gusa; Fornecer o meio permeável nas regiões inferiores do forno onde o restante da carga está fundida ou em fusão. Coqueria O coque é o produto sólido da destilação de uma mistura de carvões realizada a em torno de 1100 o C em fornos chamados coquerias. A destilação dá origem aos produtos carboquímicos (gases, vapores condensáveis, benzol, alcatrão, etc) que são comercializados pelas siderúrgicas. O gás de coqueria e um importante insumo para a própria usina. O processo de coqueificação consiste no aquecimento do carvão mineral na ausência da ar.

9 Processo de Pelotização Pelotas são aglomerados de forma esférica formados pela pelotização de minérios finos com o auxílio de aditivos seguido por um endurecimento a frio ou a quente. Os aditivos geralmente utilizados são: fundentes (calcário, dolomita), aglomerantes (bentonita, cal hidratada) e combustível sólido (antracito) Existem basicamente dois tipos de pelotas: PAF: Pelotas para Alto Forno PRD: Pelotas para Redução Direta Processo de Sinterização Sinteres são aglomerados de forma irregular e esponjosa formados por meio de uma combustão forçada (sinterização) de um combustível previamente adicionado à mistura (finos minério de ferro; fundentes calcário, areia; combustível finos de coque; aditivos corretivo de características para aproveitamento de resíduos de recirculação). Tecnologia criada com o objetivo de aproveitar minérios finos (quantidade crescente no mundo) e resíduos industriais. A sinterização atual visa basicamente elaborar uma carga de altíssima qualidade para o AF.