INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS METALÚRGICOS. Prof. Carlos Falcão Jr.

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1 INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS METALÚRGICOS Prof. Carlos Falcão Jr.

2 Sucatas de ferro (componentes desgastados, quebrados) também servem como matériaprima. INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS METALÚRGICOS 1) Matérias-primas Responsáveis pelo fornecimento da maior parte do ferro que será transformado em aço. Os minérios de ferro são a principal matériaprima utilizada. Estes são previamente processados e transformados em formatos mais adequados para sua utilização no altoforno, gerando um rendimento maior.

3 1.1 - Minério de ferro Encontrado em jazidas ou minas, podendo ser subterrâneas ou abertas, em toda a crosta terrestre. Os minérios de ferro mais encontrados na natureza contem os seguintes minerais: magnetita (Fe 3 O 4 ), hematita (Fe 2 O 3 ), limonita (Fe 2 O 3.H 2 O) e siderita (FeCO 3 ).

4 1.1 - Minério de ferro Outros compostos também servem como fontes de obtenção de ferro: Minério de manganês de onde é extraído o manganês ferroso, que é o elemento de liga de alguns aços Silicatos de ferro

5 Formatos do minério de ferro utilizados a) Sínter: Aglomeração dos finos de minério de ferro convertidos em uma forma adequada para utilização no alto-forno. Permite melhor fluxo dos gases responsáveis pela transformação do minério no interior do alto-forno.

6 Formatos do minério de ferro utilizados a) Sínter: Mistura-se finos do minério com cerca de 5% de carvão finamente dividido, coque ou antracito. A carga é colocada em grelhas, que se movimentam. Próximo ao fim do percurso, a carga é aquecida superficialmente.

7 Formatos do minério de ferro utilizados a) Sínter: À medida que a mistura se movimenta, exaustores abaixo da carga retiram o ar, queimando-a. A temperatura ( ºC) é suficiente para agregar as partículas finas do minério, formando o sínter.

8 Formatos do minério de ferro utilizados a) Sínter: Se finos fossem utilizados: o fluxo no interior do forno seria dificultado haveria menor velocidade de entrada de ar para a combustão aumentaria o consumo de energia diminuiria o rendimento teria menor qualidade do produto obtido

9 Formatos do minério de ferro utilizados b) Pelotas (pellets): Pequenas esferas resultantes de um processo de aglomeração de finos do minério, aditivos ou fundentes (calcário e dolomita) e aglomerantes - 0,5 a 0,75% - (bentonita e cal hidratada), que pode ser endurecida a frio ou a quente.

10 Formatos do minério de ferro utilizados b) Pelotas (pellets): Geralmente, a pelotização do minério é feita pelos produtores de minério de ferro. As pelotas possuem faixa estreita de tamanho, qualidade uniforme e boa permeabilidade do gás durante as reações no alto-forno. São fáceis de armazenar e de transportar.

11 1.2 - Sucatas A participação das sucatas corresponde até 40% do total das matérias-primas utilizadas. A quantidade de sucata dependerá do tipo do processo empregado.

12 1.2 - Sucatas As principais fontes de sucata vem de: processos de aciaria (local dentro de uma usina siderúrgica onde se transforma o ferrogusa em aço) e de laminadores de acabamento processos de fabricação de produtos de aço coletas

13 2) Principais insumos a) Coque siderúrgico: Utilizado no processo de fabricação do ferrogusa no alto-forno. É obtido por um processo chamado coqueificação. Este consiste em aquecer o carvão, em altas temperaturas, em câmaras hermeticamente fechadas.

14 carbono - para a redução do óxido de ferro (e, indiretamente, como principal elemento de liga no ferro-gusa) INTRODUÇÃO AOS PROCESSOS METALÚRGICOS 2) Principais insumos a) Coque siderúrgico: A qualidade do coque depende, principalmente, do teor de impurezas do carvão mineral. O coque é uma fonte de: calor - necessário para a combustão

15 2) Principais insumos a) Coque siderúrgico: O carvão mineral passa por um tratamento para ter seu grau de pureza e seu poder de geração de calor aumentados, sendo assim transformado no coque. O carvão fornece energias térmica e química necessárias à transformação do minério de ferro.

16 2) Principais insumos b) Fundentes: Objetivo: reduzir o P.F. dos elementos que compõem a escória para temperaturas mais baixas ( ºC), tornando-a menos viscosa. P.F. da escória, geralmente, varia de 1700 a 2000ºC. Temperatura do processo: 1500ºC.

17 2) Principais insumos b) Fundentes: Utilizados em todas as fases da produção do aço: formação do ferro-gusa, refino do aço e laminação contínua dos produtos Com a solidificação do aço líquido, os fundentes reagem e absorvem elementos indesejáveis, como Si, Al, P e S.

18 2) Principais insumos b) Fundentes: Os mais utilizados são: CaO (cal), Ca(OH) 2, (Mg,Fe) 2 SiO 4 (olivina) e Ca,Mg(CO 3 ) 2 (dolomita) Outros fundentes são: bauxita (hidróxido de alumínio + impurezas), CaF 2 (fluorita) e SiO 2 (quartzo)

19 3) Refratários: Trata-se de um grupo de materiais, em sua maioria, com características cerâmicas, que suportam altas temperaturas, sem perder suas propriedades físico-químicas. Não podem interferir nas reações químicas ocorridas durante a fusão do minério.

20 3) Refratários: O alto-forno pode ter vários materiais refratários diferentes, em diferentes zonas (ou regiões). Objetivo da utilização de um refratário: suportar elevadas temperaturas alcançadas em condições específicas do processo e da operação dos equipamentos industriais (esforços mecânicos, ataques químicos, variações bruscas de temperatura).

21 3) Refratários: Exemplo: alumina (Al 2 O 3 ), que pode ser aquecida até 2000ºC. É muito utilizada como revestimentos de fornos de altas temperaturas.