SIDERURGIA_da_Mat_Prima_ao_Lam
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Gerência de Ensino
Coordenadoria de Recursos Didáticos

Apostila de

SIDERURGIA
da matéria prima ao

aço laminado

Vitória - Janeiro - 2006

COORDENADORIA DE ENGENHARIA METALÚRGICA

Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo 2

SIDERURGIA
da matéria prima ao

aço laminado

Autor:

Marcelo Lucas Pereira Machado
Engenheiro Metalurgista \u2013 UFF \u2013 RJ

Doutor em Engenharia Elétrica/Automação \u2013 UFES
Mestre em Engenharia Metalúrgica \u2013 PUC-RJ

Pós-Graduado em Educação / Aperfeiçoamento em Conteúdos Pedagógicos - UFES
Professor e Coordenador do Curso de Engenharia Metalúrgica do Centro Federal

de Educação Tecnológica do Estado do Espírito Santo \u2013 CEFET-ES

Vitória -ES
2006

Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo 3

APRESENTAÇÃO
Este curso siderurgia, objetiva, portanto, apresentar de uma maneira global todos os
processos que se desenvolve em uma siderúrgica, desde as matérias primas como
minéio de ferro, carvão, coque e fundentes, passando pelo processos de preparação
das matérias primas, tais como, sinterização, coqueria, calcinação e pelotizacao.
Dos processos de extração do ferro metálico, consta neste trabalho, alguns processos
de redução direta, tais como, o Midéx e o HyL e processos de redução indireta, tais
como, os fornos elétricos de redução e o alto forno.
Alguns processos de refino primário e secundário são apresentados, entre eles
destaca-se o processo LD e o RH, respectivamente.
A laminação apresentada neste trabalho está voltada para a laminação a quente,
mostrando inclusive os aspéctos metalúrgicos durante a laminação.
Em todos estes processos procura-se utilizar os conceitos de termodinâmica e físico-
química para explicar as razões do funcionamento de muitos processos e confrontar
resultados teóricos com os práticos.
Finalmente, tem-se uma parte deste trabalho que trata da siderurgia e o meio ambiente
onde procura-se relatar os efeito dos gases , resíduos, sucatas, etc gerados por uma
siderúrgica, ao meio ambiente, e o que tem sido feito para minimizar ou até mesmo
eliminar os efeitos nocivos dos mesmos.

Centro Federal de Educação Tecnológica do Espírito Santo 4

SUMÁRIO
01 - CONSIDERAÇÕES GERAIS..................................................................................07
01.1 -Histórico da Siderurgia..........................................................................................07
01.2 - Conceitos Básicos................................................................................................09
01.3 - Principais produtos siderúrgicos...........................................................................09
01.3.1 - Diagrama de equilíbrio Ferro \u2013 Carbono...........................................................10
01.4 - Classificação dos Aços.........................................................................................12
01.5 - Importância dos produtos siderúrgicos.................................................................13
01.6 - Fluxogramas de usinas siderúrgicas....................................................................14
01.6.1 - Fluxograma reduzido de usinas integradas.......................................................14
01.6.2 - Fluxograma da CBF..........................................................................................15
01.6.3 - Fluxograma da Siderúrgica Belgo Mineirade Jardim América..........................16
01.6.4 - Ciclo Operacional da CST.................................................................................16
01.7 - Fluxograma da CST.............................................................................................18
02 - VISÃO GERAL DAS MATÉRIAS PRIMAS..............................................................19
2.1 - Introdução...............................................................................................................19
2.2 - Classificação das matérias primas.........................................................................19
2.2.1 - Minérios de Ferro................................................................................................19
2.2.1.1 - Características dos Minérios de Ferro para Sinterização.................................20
2.2.1.1.1 - Características Físicas.............................................................................. ...20
2.2.1.1.2 - Características Químicas......................................................................... ....21
2.2.1.2 - Características dos Minérios de Ferro para Alto Forno................................ ...21
2.2.1.2.1 - Características Físicas dos Minérios de Ferro para Alto Forno................ ...22
2.2.3 - Fundentes....................................................................................................... ....22
2.2.4 - Matérias primas de Geração Interna............................................................... ...23
2.3 - Adições............................................................................................................. .....23
2.4 \u2013 Pelotas de minério de ferro............................................................................... ....23
2.5 - Carvão Mineral e Vegetal................................................................................... ...24
2.5.1 - Origens e Geologia............................. .............................. ............................ ....24
2.5.2 - Variedades de Carvões................................................................................... ...25
03 - PREPARAÇÃO DAS MATÉRIAS PRIMAS............................... ........................ ....29
03.1 - Recebimento das matérias primas................................................ .................. ...29
03.2 - Calcinação.............................. ......................................................................... ...30
03.3 - Coqueria.............................. ........................................... ................................ ...31
03.3.1- Fluxograma da Coqueria da CST........................... .................................. ... ....31
03.3.2 - Preparação da mistura de carvões........................... ................................... ....32
03.3.3 - Enfornamento.................................. .......................... .................................. ...32
03.3.4 - Aquecimento/Coqueificação............................ .................................. ......... ....35
03.3.5 - Desenfornamento............................ .................................. .......................... ...37
03.3.6 - Apagamento................................................................................................. ....37
03.3.6.1 - Apagamento a úmido........................... .................................. ................. ....37
03.3.6.2 - Apagamento a seco.............................. .................................. ................. ....38
03.3.7 - Preparação do coque..................................................................... .............. ...40
03.3.8 - Tratamento das matérias voláteis.............................. .................................. ...40
03.4 \u2013 Pelotização..........................................................................................................42
03.4.1 \u2013 Descrição do processo.....................................................................................42
03.4.2 \u2013 Pátio de matéria-prima.....................................................................................43