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VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS AÇO: Diagrama Fe-C PRODUTOS DE AÇO – SUA GRANDE UTILIZAÇÃO O DESEMPENHO DE PRODUTOS TAIS COMO DE: • AUTOMÓVEIS,UTENSÍLIOS DOMÉSTICOS, CONSTRUÇÕES, MÁQUINAS, PLATAFORMAS DE PETRÓLEO, GASODUTOS ETC. DEPENDEM 1. DAS PROPRIEDADES DOS MATERIAIS 2. DE COMO SÃO FABRICADOS UTILIZAÇÃO: DESEMPENHO X CUSTO PROPRIEDADES DOS AÇOS •MECÂNICA(ALTA):RESISTÊNCIA; DUTILIDADE; DUREZA •QUÍMICAS(RAZOÁVEL): RESISTÊNCIA À CORROSÃO (aços inoxidáveis) •TÉRMICAS (RAZOÁVEL): CONDUTIVIDADE (bloco de motor) •ELÉTRICAS-MAGNÉTICAS (RAZOÁVEL): RESISTIVIDADE (AÇOS AO Si p/ transformadores) PROPRIEDADES DOS AÇOS DEPENDEM DE: •COMPOSIÇÃO QUÍMICA Diminuindo impurezas; adicionando elementos de liga; produzindo novas ligas •MICROESTRUTURA (como os átomos estão arranjados, inclusões ): aços microligados, aços ao silício, aços de alta estampabilidade (IF), etc Alterando temperatura; alterando velocidade de resfriamento; deformando e tratando termicamente PRODUÇÃO DE AÇO: •MINÉRIO (óxido com impurezas (gangas) •PRODUÇÃO DE FERRO IMPURO (PIG IRON: GUSA) •PRODUÇÃO DE FERRO PURO •ADIÇÃO DE ELEMENTOS DE LIGA (ACERTO DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA) •SOLIDIFICAÇÃO •CONFORMAÇÃO E AJUSTE DE PROPRIEDADES PRODUTO: AÇO Propriedades mecânicas, químicas, elétricas (COMPOSIÇÃO QUIMICA + ESTRUTUTRA) + Forma (chapas, barras, perfís diversos) Minerio Ferro: Fe2O3 + Ganga (SiO2, Al2O3, MgO) +Impurezas ( P2O5) o Coque: C + cinza (SiO2+CaO+Al2O3)+ Impurezas ( S, P) Alto Forno: transforma Fe2O3 em Fe + Escoria Gases: CO, CO2, N2 Gusa (Ferro Porco) 95%Fe + 5%impurezas (4%C, 1%Si, Mn, P, S) Escória CaO, SiO2, Al2O3, MgO, MnO, S Gusa Ferro Puro Aço (Fe+elem liga: C,Mn,Ni,Cr,V,Mo,Nb) Purificação(Refino):eliminação de S, C, Si, Mn, P, O, N, H Adicionar e controlar os elementos de liga e inclusões para atender às especificações químicas para conferir propriedades mecânicas Conformação e tratamentos térmicos (estrutura) Chapas,tiras, barras, perfis Com propriedades (especificações químicas, mecânicas, metalúrgicas) Solidificação, Conformação e tratamentos térmicos (estrutura) Evolução dos processos siderúrgicos Evolução dos processos siderúrgicos Evolução dos processos siderúrgicos Evolução dos processos siderúrgicos Ferro-Gusa Fabricação de Aço Fabricação de Aço Fluxograma da Metalurgia Primária VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS FORA DA USINA: Operações básicas para bom funcionamento: Seleção, compra e transporte : matérias-primas: minério, carvão mineral ,fundentes insumos básicos: água, eletricidade,combustíveis,etc. refratários. VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS PILHAS para blendagem (mistura de minérios ou carvões em camadas horizontais ) ”stacker” - recuperação (cortes transversais) “reclaimer”. SINTERIZAÇÃO aglomeração de finos de minério -40% granulometria : -0,150 mm -camadas 700 mm altura X 1.500 a 2.000 mm COQUEIFICAÇÃO transformação do carvão mineral em coque VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS Redução de Minério de Ferro Alto Forno diâmetro= 10 a 14 m altura = 60 a 70 m Equipamentos Auxiliares: regeneradores turbo-soprador (aproximadamente 6 atm) sistema de limpeza dos gases Produtos: GUSA ( 1.500 C) - Escória - GAF VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS ACIARIA conversão de gusa em aço líquido Equipamento : - conversores LD - processos de dessulfuração, desfosforação e dessiliciação - metalurgia de panela - máquina de lingotamento contínuo Flexibilidade característica das aciarias modernas se revalizam com pequenos aciarias de sucata. Produto placa de aço (antigamente era o lingote) VISÃO GERAL DOS PROCESSOS SIDERÚRGICOS Transformação Mecânica (conformação) Placa produto semi-acabado, transformado em: CG chapa grossa TQ tiras a quente: - Decapagem L. Acabamento TFF tiras finas a frio: - Recozimento L. Encruamento Tarugos semi-acabado, para produtos longos. Fluxograma Transformação Mecânica Pilhas Mistura de Minério de Ferro Mistura de silagem de Carvões Minerais Silagem Sinterização Sinter Pelotas Coqueria Coque Carboquímicos Gás de coqueria Gasômetro ALTO FORNO Escória Atomização da Escória Gusa GAF Gás Misto Gás para fornos de reaquecimentoProduto para indústria cimenteira ou de pavimentação Pré-tratamento do Gusa: De – Si De – P De – S Regeneradores Aquecimento do ar para Alto Forno ACIARIA Lingotamento Clássico Forno Poço Laminação de desbaste Lingotamento Contínuo Placa Placa Forno de reaquecimento Laminação de chapas grossas Tratamentos térmicos C. G. Tratadas Forno de reaquecimento C. G. Laminação de tiras a quente decapagem Laminação de tiras a frio Recozimento Laminação de encruamento T. F. Laminação de acabamento T. Q. Outros Conversão Metalurgia de Panela Tratamento a vácuo Injeção pós - reativos Stacker Reclaimer Demanda Mundial de Aço . Mun do Brasil Africa China USA Produção (milhões t/ano) 963 31 13 220 91 Integradas (%) 65 78 55 85 53 Elétricas (%) 35 22 45 15 47 Usinas integradas (minério até tarugos/barras/placas/chapas) Aciarias elétricas (mini mills) a partir de sucatas Panorama mundial Aço 2003 2004 – China ~280 Brasil 33 2005 – China ~320 Brasil 33 In 2003, the top ten crude steel producers were: Position Total for Compared 2003 2002 Country 2003 (mmt) to 2002 1 1 China 220.1 21.2% 2 2 Japan 110.5 2.6% 3 3 US 91.4 -0.2% 4 4 Russia 61.3 2.6% 5 5 S. Korea 46.3 2.0% 6 6 Germany 44.8 -0.4% 7 7 Ukraine 36.7 9.9% 8 9 India 31.8 10.4% 9 8 Brazil 31.1 5.1% 10 10 Italy 26.7 2.3% SIDERURGIA BRASILEIRA PREVISÕES SINTESE Unid.: 103t ESPECIFICAÇÃO 2002 2003 03/02 (%) 2004 PREVISÃO 04/03 (%) PRODUÇÃO AÇO BRUTO 29.604 31.147 5,2 32.390 4,0 LAMINADOS 19.032 21.067 10,7 23.344 10,8 PLANOS 11.408 13.202 15,7 14.869 12,6 LONGOS 7.624 7.865 3,2 8.475 7,8 SEMI-ACABADOS P/VENDAS 8.841 8.029 (9,2) 7.579 (5,6) VENDAS INTERNAS (*) 15.826 15.408 (2,6) 16.777 8,9 PLANOS 9.090 9.476 4,2 10.300 8,7 LONGOS 6.736 5.932 (11,9) 6.477 9,2 COMÉRCIO EXTERIOR EXPORTAÇÕES (103t) 11.686 12.985 11,1 12.250 (5,7) (US$ Bilhões) 2,9 3,9 34,5 3,5 (10,3) IMPORTAÇÕES (103t) 672 550 (18,2) 800 45,5 (US$ Bilhões) 0,5 0,5 - 0,6 20,0 CONSUMO APARENTE (*) 16.484 15.955 (3,2)17.577 10,2 PLANOS 9.521 9.816 3,1 10.792 9,9 LONGOS 6.963 6.139 (11,8) 6.785 10,5 EXPORTAÇÕES INDIRETAS (103t de aço contido) (**) 1.762 2.340 32,8 2.600 11,1 FATURAMENTO (R$ Bilhões) 26,4 35,2 33,3 38,6 9,7 (*) Exclui as vendas para dentro do parque. (**) Quantidade de aço empregada na fabricação das mercadorias exportadas. Fonte: IBS/MDIC-SECEX Até 2008, siderurgia deverá ampliar em 30% a capacidade instalada •Dos US$ 7,4 bilhões a serem investidos, 50% virão de recursos próprios das usinas •As obras gerarão 50 mil empregos temporários Se considerados os projetos em estudo nas regiões Norte e Nordeste do país, o total investido na atividade se elevará para US$ 10,4 bilhões. Findo esse novo ciclo de expansão das atuais usinas, a capacidade instalada será de 44 milhões de toneladas/ano, o que representará um acréscimo de 30% em relação ao atual patamar, da ordem de 34 milhões de toneladas. Essa capacidade será suficiente não só para assegurar o pleno abastecimento interno, como também para consolidar a posição exportadora que hoje já situa a siderurgia brasileira entre as principais atividades geradoras de divisas e de saldo comercial no país. Básicos Semimaf. Manuf. Valor (*) Valor (*) Valor (*) Valor (*) Part. % sobre Total Geral EXPORTAÇÃO BRASILEIRA POR FATOR AGREGADO - 1964 a 2004 (Janeiro/Março) Valores em US$ milhões FOB BÁSICOS SEMIMANUFATURADOS MANUFATURADOS TOTAL GERAL (**) 1980 8.488 29,5 2.349 24,5 9.028 35,9 20.132 32,1 42,2 11,7 44,8 1970 2.049 14,1 249 18,0 416 46,5 2.738 18,5 74,8 9,1 15,2 MINÉRIO DE FERRO MINÉRIO DE FERRO reservas mundiais de minério de ferro (medidas + indicadas) 300 bilhões de toneladas. Brasil 6,5% (19,2 bilhões de toneladas) 6º lugar alto teor de ferro lugar de destaque Minas Gerais (72,2%), Pará (22,3%), Mato Grosso do Sul (4,3%), São Paulo (1,0%) reservas inferidas totalizando 54 bilhões de toneladas de minério de ferro. Brasil 2º lugar entre os maiores produtores, China produção sem tratamento, Brasil maior produtor de minério beneficiado Reserva e Produção Mundial Discriminação Reservas (1) (10 6 t) Produção (10 3 t) Países 2000 (p) % 1999 (r) 2000 (p) % Brasil 19.200 6,5 194.000 210.000 20,0 África do Sul 2.300 0,9 30.000 30.000 3,0 Austrália 40.000 13,2 155.000 158.000 15,4 Canadá 3.900 1,4 34.000 34.000 3,4 Cazaquistão 19.000 6,3 9.000 10.000 1,0 China 50.000 16,7 299.000 (*) 215.000 21,0 Estados Unidos 23.000 7,6 58.000 61.000 6,0 Índia 6.200 2,0 68.000 68.000 6,6 Mauritânia 1.500 0,5 12.000 12.000 1,2 Rússia 45.000 15,0 81.000 80.000 7,8 Suécia 7.800 2,5 19.000 19.000 1,9 Ucrânia 50.000 16,7 48.000 50.000 4,9 Outros Países 32.100 10,7 82.000 80.000 7,8 TOTAL 300.000 100,0 994.000 1.027.000 100,0 Fontes: DNPM/DIRIN; Mineral Commodity Summaries - 2001 (1) Reservas Medidas e Indicadas; (*) Produção da China de minério bruto de baixo teor não comercializado como tal. MINERIO DE FERRO MINÉRIO DE FERRO (2002) MILHÕES t Production -Export +Import Apar Consu European Union 22.2 14 126.4 134.6 Europe ( Nor, Pol 27.7 15 159.2 175.9 URSS 159 37.2 14.2 136 NAFTA (Ca, Me, USA) 100.7 34 22.2 88.5 USA 51.5 6.9 12.7 57.7 South,Central Am Brazil 239.4 170 0 69.4 Venezuela 20.9 6.7 - 14.2 Others 12 11 8.6 10 Africa 52.5 38.2 6.2 20 Midle east 11.3 2.1 12.8 22 China 231.4 0 111.7 343.2 India 86.6 46.6 0.3 40.1 Japan - 0.3 129.1 128.8 South Korea - - 42.2 42.2 Asia (others) 1.9 4 29 27 Australia 187.2 171 0.9 17.2 MINERIO E SUCATA : CHINA SUCATA: PAISES IMPORTADORES E EXPORTADORES (2002 : 380 Mt) FERRO ESPONJA (DRI e HBI) 2003 (Mt) India (7,1); Venezuela (6,6) México (5,5); Iran (5,0) Arabia Saudita (3,3); Egito (2,9) Trinidade e Tobago (2,2) Argentina (1,7) Brasil (0,4) Mundo (48Mt) GUSA Praticamente todo gusa produzido é consumido no próprio país Exceção: Exportaram em 2002 Brasil (4,5 Mt) e Russia (4,4Mt) Projeção da produção mundial por processo Complexidade do refino secundário Processo strip casting Custos de siderúrgica integrada x minimill A primeira fábrica de ferro, remonta a 1587, instalada por Afonso Sardinha no sítio de Ubatá, às margens do rio Jurubatuba ( afluente do Rio Pinheiros). Algumas datas importantes na história da Siderurgia brasileira: 1818 - Inicio da Fábrica Ipanema (alto-forno com corrida de gusa em escala industrial), fechada em 1860 •1865 – Reorganizada a Real Fábrica Ipanema, devido à Guerra do Paraguai. Histórico da Siderurgia Brasileira •1888 - Inaugurada a Usina Esperança, com produção de 6t/d de gusa (alto-torno de 9m de altura). •1895 - Fechada definitivamente a Real Fábrica Ipanema. •1896 - Fundada a Metalúrgica Abramo Eberle (RS). •1905 - Produção siderúrgica brasileira é de 2100 t/a de gusa, devido um alto-forno (existiam dois) e 2000 t/a, produzidos por 100 forjas catalãs (na forma de ferro em barra). •1914 – Inauguração da Industria N.S.Aparecida (Sorocaba). Histórico da Siderurgia Brasileira •1917 – Inauguração da Cia. Siderúrgica Mineira (Sabará) •1919 – Inauguração da Fábrica de Aços Paulista. •1924 – Inauguração da Siderúrgica J.L.Aliperti. •1930 – Produção siderúrgica brasileira: 21 000 t/a de aço em lingotes; 21 000 t/a aço laminado; 36 000 t/a gusa e 300 000 t/a de ferro e aço importado. •1936 – Inauguração da Cia. Siderúrgica Belgo- Mineira. •1942 – Inauguração da COFAVI. •1944 – Inauguração da ACESITA. Histórico da Siderurgia Brasileira •1946 – Inicio de funcionamento da CSN. •1962 – Inauguração da USIMINAS. •1963 – Inauguração da USIBA. •1963 – Inauguração da COSIPA. •1966 – Inauguração da Fábrica de Aços Anhangüera. •1983 – Inauguração da CST (inicio de construção 1976). •1985 – Inauguração da Açominas (constituição da Cia. 1966) •1989 – Fim da SIDERBRAS, com a privatização das empresas filiadas a mesma. Histórico da Siderurgia Brasileira •1990 – Privatização da CSN. •1991 – Privatização da USIMINAS. •1992 – Compra da COSIPA pela USIMINAS •Após 1995 houve uma série de “joint ventures” entre empresas nacionais e internacionais, resultando em empresas com maiores recursos tecnológicos e financeiros, visando com isso maior competitividade no mercado internacional. Histórico da Siderurgia Brasileira Produção por Estado
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