3 - A Metalurgia Extrativa

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1 7 3 - A Metlurgi Extrtiv 3-1. Principis metis A metlurgi extrtiv estud otenção dos metis prtir de fontes mineris d nturez e d suct. Um comprção entre os principis metis produzidos pelo Homem em escl mundil revel que o ferro é, de longe, o metl mis produzido tulmente, Figur 3-1. Figur 3-1: Comprção entre produção de diversos metis em escl glol, % em mss 3-2. A siderurgi ou metlurgi extrtiv do ferro O metl ferro é extrído de um óxido, o minerl hemtit (Figur 6-2), simolizdo por: Fe 2 O 3. Ms outrs sustâncis químics mineris podem ser fontes de metis, dentre els, os sulfetos: Cu 2 S e os crontos: MgCO 3. c Figur 3-2: Min de minério de ferro hemtítico em Mins Geris (); minério eneficido n form de pelots e itoldo (); pedço do minerl hemtit ruto (c) Vigs, chps, rmes os produtos d siderurgi, são otidos num seqüênci de retores que se inici com o lto-forno (limentdo com minério itoldo 1 ou pelots 2 ) e termin n fricção de produtos siderúrgicos por meio de diversos processos industriis. 1 Dentro de um grnulometri limitd por um vlor máximo e um mínimo. 2 Pelots são olinhs (com ~11 [mm] de diâmetro) de Fe 2 O 3, produzids prtir do pó do minério.

2 8 Figur 3-3: Digrm esquemático de um lto-forno () e fotogrfi d prte superior de um deles () Um lto-forno, Figur-3-3, é um equipmento muito grnde que, pr ser economicmente viável, deve produzir, no mínimo, por volt de de tonelds de ferro por no! Outros tipos de retores existem, com cpciddes menores, ms su importânci reltiv é menor. Figur 3-4: Digrm esquemático de um forno elétrico rco, FEA, contendo ço líquido (em vermelho) otido pel fusão d suct: A trnsformdor; B cos condutores (1 pr cd fse); C sistem hidráulico de posicionmento dos eletrodos (1 pr cd eletrodo); D eletrodos (1 pr cd fse); E rco, em mrelo (fonte de clor); F ic de vzmento (normlmente o forno scul pr vzr descrregr o ço líquido, porém hoje o vzmento pode ser por ixo, por um furo especil); H queimdores uxilires de comustível pr quecimento (nem sempre são usdos); G port de serviço mostrndo um tuo pr injeção de oxigênio; o crregmento do FEA é feito pelo sculmento do teto 3 O lto forno não produz ço, ms um produto intermediário líquido chmdo ferro-gus. O ferro-gus pode conter té 4,5%C, 1,7%Mn, 0,3%P, 0,04%S e 1,5%Si. Us-se o conversor (outro equipmento) pr reduzir os teores de crono e silício e pr remover s impurezs não metálics P 3 N metlurgi o chão de um forno denomin-se soleir e o teto ód.

3 9 e S. Os produtos ou sem n form de gses, ou se incorporm à escóri regindo com CO introduzid com esse propósito. O produto finl é o ço, que tem um teor de crono normlmente entre 0,45% e 1,3%. Figur 3-5: Equipmento shredder No Rio Grnde do Sul os metis não são otidos prtir de minérios: noss produção de ço (ferro), lumínio e chumo, por exemplo, vem d fusão d suct. 40% do ço produzido no mundo é feito dess mneir. Pr fusão d suct de ço empregmos o forno elétrico rco, FEA, Figur 3-4. Ele tem esse nome por cus do emprego de rcos elétricos como fonte de clor. Os rcos elétricos se estelecem entre cd um dos três eletrodos e suct ser fundid. Figur 3-6: Equipmento pr lingotr o ço de form contínu: 1 pnel, 2 ço líquido, 3 ço sindo d pnel, entrndo e sindo do distriuidor, 4 distriuidor (pnel intermediári, que tu como reservtório n troc d pnel), 5 rolete gui, 6 refrimento secundário, executdo com jtos de águ, 7 coquilh (molde de ço, resfrid com grnde vzão de águ, onde se dá o resfrimento primário e contece solidificção de um csc de ço do futuro trugo), 8 rolos endireitdores, 9 pinel de controle (em vermelho: trugo de ço) Pr poder crregr suct no forno elétrico rco, suct deve ter o seu tmnho reduzido: us-se pr isso desde o corte, com um mçrico, té um equipmento chmdo shredder, que é um grnde picotdor de ço, Figur 3-5.

4 10 O ço líquido, depois de ser refindo ou sej, ter s sus impurezs removids e desde que su composição estej corret, é vzdo e trnsportdo em um grnde recipiente com formto de lde denomindo pnel, que contém de tonelds (ou mis!) de ço, té o locl onde se drá su solidificção. A solidificção, que ntigmente se dv exclusivmente em grndes recipientes s lingoteirs gor é feit n miori dos csos no equipmento de lingotmento contínuo. Trt-se de um grnde máquin, cpz de converter o ço líquido em trugos (de diverss seções) e, mis modernmente, tmém em plcs, Figur 3-6. Os inúmeros produtos siderúrgicos são fricdos tipicmente por lminção (ver Figur 3-7) e trefilção prtir de forms iniciis, chmds de semi-cdos, ver Figur 3-8. Além dos trugos, plcs e locos há, tmém, o chmdo fio-máquin, que é um semi-cdo muito longo, de seção redond, idel pr ser trnsformdo em rmes, pregos, correntes, etc. Figur 3-7: Digrm esquemático de um lmindor () e oins de ço produzids por lminção () Fonte: Voest-Alpine Os produtos siderúrgicos são clssificdos, qunto form, genericmente, em longos e plnos. Exemplos de longos são: verglhões, vigs, trilhos e rrs. Entre os produtos plnos temos: chps tirs e oins. Figur 3-8: Nomencltur de lguns produtos siderúrgicos semi-cdos

5 11 A Figur 3-9 mostr esquemticmente o digrm de fluxo de mteriis em um usin siderúrgic produtor de produtos plnos. Figur 3-9: Fluxogrm de produção de produtos siderúrgicos plnos