Aço: Composição e Classificação

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Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variando entre 0,008 e 2,11%. Distingue-se do ferro fundido, que também é uma liga de ferro e carbono, mas com teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. O carbono é um material muito usado nas ligas de ferro, porém varia com o uso de outros elementos como: magnésio,cromo, vanádio e tungstênio.[1] O carbono e outros elementos químicos agem com o agente de resistência, prevenindo odeslocamento em que um átomo de ferro em uma estrutura cristalina para passa para outro. A diferença fundamental entre ambos é que o aço, pela sua ductibilidade, é facilmente deformável por forja, laminação e extrusão, enquanto que uma peça em ferro fundido é muito frágil.
O aço pode ser classificado da seguinte maneira:
Quantidade de carbono em porcentagem
Composição química
Quanto à constituição microestrutura
Quanto à sua aplicação
A classificação mais comum é de acordo com a composição química, dentre os sistemas de classificação química o SAE é o mais utilizado, e adota a notação ABXX, em que AB se refere a elementos de liga adicionados intencionalmente, e XX ao percentual em peso de carbono multiplicado por cem.[2]
Além dos componentes principais indicados, o aço incorpora outros elementos químicos, alguns prejudiciais, provenientes dasucata, do mineral ou do combustível empregue no processo de fabricação, como o enxofre e o fósforo. Outros são adicionados intencionalmente para melhorar algumas características do aço para aumentar a sua resistência, ductibilidade,dureza ou outra, ou para facilitar algum processo de fabrico, como usinabilidade, é o caso de elementos de liga como o níquel, o cromo, o molibdênio e outros.
No aço comum o teor de impurezas (elementos além do ferro e do carbono) estará sempre abaixo dos 2%. Acima dos 2 até 5% de outros elementos já pode considerado aço de baixa-liga, acima de 5% é considerado de alta-liga. O enxofre e o fósforo são elementos prejudicais ao aço pois acabam por intervir nas suas propriedades físicas, deixando-o quebradiço. Dependendo das exigências cobradas, o controle sobre as impurezas pode ser menos rigoroso ou então podem pedir o uso de um anti-sulfurante como o magnésio e outros elementos de liga benéficos. Existe uma classe de aços carbono, conhecida como aços de fácil usinabilidade, que contém teores mínimos de fósforo e enxofre. Estes dois elementos proporcionam um melhor corte das ferramentas de usinagem, promovendo a quebra do cavaco e evitando a aderência do mesmo na ferramenta. estes aços são utilizados quando as propriedades de usinabilidade são prioritárias, em relação as propriedades mecânicas e microestruturais, (peças de baixa responsabilidade).
O aço inoxidável é um aço de alta-liga com teores de cromo e de níquel em altas doses (que ultrapassam 20%). Os aços inoxidáveis podem ser divididos em três categorias principais: aços inoxidáveis austeníticos, os quais contém elevados teores de cromo e níquel, os aços inoxidáveis martensíticos, que contém elevado teor de cromo, com baixo teor de níquel e teor de carbono suficiente para se alcançar durezas médias ou altas no tratamento térmico de têmpera, e os aços inoxidáveis ferríticos, que contém elevado teor de cromo e baixos teores de níquel e carbono. Este último e o tipo austenítico não podem ser temperados.
O aço é atualmente a mais importante liga metálica, sendo empregue de forma intensiva em numerosas aplicações tais como máquinas, ferramentas, em construção, etc. Entretanto, a sua utilização está condicionada a determinadas aplicações devido a vantagens técnicas que oferecem outros materiais como o alumínio no transporte por sua maior leveza e na construção por sua maior resistência a corrosão, o cimento (mesmo combinado com o aço) pela sua maior resistência ao fogo e a cerâmica em aplicações que necessitem de elevadas temperaturas.
Ainda assim, atualmente emprega-se o aço devido a sua nítida superioridade frente às demais ligas considerando-se o seu preço. Já que:
Existem numerosas jazidas de minerais de ferro suficientemente ricas, puras e fáceis de explorar, além da possibilidade de reciclar a sucata.
Os procedimentos de fabricação são relativamente simples e económicos, e são chamados de aciaria. Os aços podem ser fabricados por processo de aciaria eléctrica, onde se utiliza eléctrodos e processo de aciaria LD, onde se utiliza sopro de oxigénio no metal líquido por meio de uma lança.
Apresentam uma interessante combinação de propriedades mecânicas que podem ser modificados dentro de uma ampla faixa variando-se os componentes da liga e as suas quantidades, mediante a aplicação de tratamentos.
A sua plasticidade permite obter peças de formas geométricas complexas com relativa facilidade.
A experiência acumulada na sua utilização permite realizar previsões de seu comportamento, reduzindo custos de projetos e prazos de colocação no mercado.
Tal é a importância industrial deste material que a sua metalurgia recebe a denominação especial de siderurgia, e a sua influência no desenvolvimento humano foi tão importante que uma parte da história da humanidade foi denominada Idade do Ferro, que se iniciou em 3500 a.C., e que, de certa forma, ainda perdura.
História
Trilhos de trem produzidos porlaminação do aço
A fabricação de ferro teve início na Anatólia, cerca de 2000 a.C. tendo sido a Idade do Ferro plenamente estabelecida por volta de 1000 a.C.. Neste período a tecnologia da fabricação do ferro espalhou-se pelo mundo. Em, aproximadamente, 500 a.C., chegou às fronteiras orientais daEuropa e por volta de 400 a.C. chegou à China. Os minérios de ferro eram encontrados em abundância na natureza, assim como o carvão. Atualmente a maior quantidade de matéria prima para produção de aço é a sucata proveniente dos resíduos de fabricação industrial.
A forma de produção era em pequenos fornos na forma de torrões ou pedaços sólidos, denominados tarugos. Estes, em seguida, eram forjados a quente na forma de barras de ferro trabalhando, possuindo maleabilidade, contendo, entretanto pedaços de escória e carvão. O teor de carbono dos primeiros aços fabricados variava de 0,07% até 0,8% sendo este último considerado um aço de verdade. Os egípcios por volta de900 a.C. já dominavam processos relativos a tratamentos térmicos nos aços para fabricação de espadas e facas. Como quando o teor decarbono supera 0,3% o material torna-se muito duro e frágil caso seja temperado (resfriado bruscamente em água) de uma temperatura acima de 850 °C a 900 °C, eles utilizavam o tratamento denominado revenido que consiste em diminuir a fragilidade minimizando-a por reaquecimento do aço a uma temperatura entre 350 °C e 500 °C.
[editar]Indústria siderúrgica
Ver artigo principal: Siderurgia
Hoje é comum falar sobre "o ferro e o aço", como se fossem uma coisa só, mas historicamente eles são produtos diferentes. A indústria siderúrgica é frequentemente considerada como um indicador de progresso econômico, devido ao papel crucial desempenhado pelo aço nainfra-estrutura e no desenvolvimento econômico global.[3]
O boom econômico na China e na Índia causou um grande aumento na demanda por aço nos últimos anos. Entre 2000 e 2005, a demanda mundial por aço aumentou 6%. Desde 2000, vários empresas de aço, indianas[4] e chinesas, ganharam notoriedade como a Tata Steel (que comprou a Corus em 2007), a Shanghai Baosteel Group Corporation e a Shagang Group. ArcelorMittal é, no entanto, a maior produtora de aço do mundo.
Siderurgia é o ramo da metalurgia que se dedica à fabricação e tratamento de aços e ferros fundidos. Antes de qualquer coisa, porém, é de suma importância definir o que é a metalurgia. A metalurgia é o conjunto de técnicas que o homem desenvolveu com o decorrer do tempo que lhe permitiu extrair e manipular metais e gerar ligas metálicas. Os primeiros metais a serem descobertos foram os metais nobres, que por não reagirem com outros elementos podiam ser encontrados na sua forma bruta na natureza. Esses metais passaram aser trabalhados quando se descobriu que o calor poderia amolecê-los e trabalhá-los. Acredita-se que, por volta de 2500 a.C., surgiram as primeiras ligas metálicas, com a adição de estanho ao cobre, gerando obronze - uma liga metálica que tinha propriedades superiores às do cobre. O ferro demorou um pouco mais para começar a ser trabalhado, pois não se acha ferro bruto na natureza. O aço é uma variante do ferro que tem em sua composição uma concentração levemente menor de carbono. A concentração de carbono gera uma liga de ferro com uma maleabilidade e durezamaiores do que o ferro puro. O ferro-gusa possui teores de carbono que variam entre 1,7% em peso a 6,67%. Abaixo de 1,7% de carbono, é conhecido como aço. O ferro é achado na natureza sob a forma de vários compostos, como a hematita (Fe2O3),magnetita (Fe3O4), limonita (FeO[OH]), siderita (FeCO3), pirita (FeS2) e ilmenita (FeTiO3). Dentre todos esses compostos, a CSN(Companhia Siderúrgica Nacional) utiliza principalmente a hematita, por ser o mais abundante na natureza. O processo de produção do aço envolve um outro composto chamado coque. O coque é um combustível com altos teores de carbono. Ele chega à usina siderúrgica ainda com algumas impurezas e com uma concentração de carbono inferior à desejada. Portanto, faz-se na CSN uma purificação do coque para aumentar a concentração de carbono. Essa purificação é como destilar as impurezas do coque: ele é aquecido a 1300°C por 16 horas, removendo assim as impurezas, como alcatrão e outros, por volatilização e vaporização O coque é usado como combustível e agente redutor nos altos-fornos e é dele que provém o carbono adicionado ao ferro, gerando o aço.
O aço é produzido,a partir da "purificação" do ferro gusa, sendo que este ferro gura é constituido de minério de ferro, coque e cal. A fabricação do aço pode ser dividida em quatro etapas: preparação da carga, redução, refino e laminação.
1. Preparação da carga ou sinterização: grande parte do minério de ferro (finos) é aglomerada utilizando-se cal e finos de coque. O produto resultante é chamado de sinter.
2. Redução: essas matérias-primas, agora preparadas, são carregadas no alto forno. O ar pré-aquecido a uma temperatura de 1000°C é soprado pela parte de baixo do alto forno. O coque, em contato com o oxigênio, produz calor que funde a carga metálica e dá início ao processo de redução do minério de ferro, transformando-o em um metal líquido: o ferro-gusa. O gusa é uma liga de ferro e carbono com um teor de carbono elevado.
Caldeira com aço derretido
3. Refino: aciarias a oxigênio ou elétricas são utilizadas para transformar o gusa líquido ou sólido e sucata de ferro e aço em aço líquido. Nesta etapa, parte do carbono contido no gusa é removida juntamente com impurezas. A maior parte do aço líquido é solidificada em equipamentos de lingotamento contínuo ou convencional (em desuso) para produzir semi-acabados, lingotes e blocos.
4. Laminação: os semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos chamados laminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderúrgicos cuja nomenclatura depende de sua forma e/ou composição química.
A fronteira entre o ferro e o aço foi definida na Revolução Industrial, com a invenção de fornos que permitiam não só corrigir as impurezas do ferro, como adicionar-lhes propriedades como resistência ao desgaste, ao impacto, à corrosão, etc. Por causa dessas propriedades e do seu baixo custo o aço passou a representar cerca de 90% de todos os metais consumidos pela civilização industrial.
Basicamente, o aço é uma liga de ferro e carbono. O ferro é encontrado em toda crosta terrestre, fortemente associado ao oxigênio e à sílica. O minério de ferro é um óxido de ferro, misturado com areia fina.
O carbono é também relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado sob diversas formas. Na siderurgia, usa-se carvão mineral, e em alguns casos, o carvão vegetal.
O carvão exerce duplo papel na fabricação do aço. Como combustível, permite alcançar altas temperaturas (cerca de 1.500º Celsius) necessárias à fusão do minério. Como redutor, associa-se ao oxigênio que se desprende do minério com a alta temperatura, deixando livre o ferro. O processo de remoção do oxigênio do ferro para ligar-se ao carbono chama-se redução e ocorre dentro de um equipamento chamado alto forno.
Antes de serem levados ao alto forno, o minério e o carvão são previamente preparados para melhoria do rendimento e economia do processo. O minério é transformado em pelotas e o carvão é destilado, para obtenção do coque, dele se obtendo ainda subprodutos carboquímicos.
No processo de redução, o ferro se liquefaz e é chamado de ferro gusa ou ferro de primeira fusão. Impurezas como calcário, sílica etc. formam a escória, que é matéria-prima para a fabricação de cimento.
A etapa seguinte do processo é o refino. O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos.
Finalmente, a terceira fase clássica do processo de fabricação do aço é a laminação. O aço, em processo de solidificação, é deformado mecanicamente e transformado em produtos siderúrgicos utilizados pela indústria de transformação, como chapas grossas e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados, barras etc.
Com a evolução da tecnologia, as fases de redução, refino e laminação estão sendo reduzidas no tempo, assegurando maior velocidade na produção.
Alto-forno é como se chama a construção, na siderurgia, de tamanho variável, externamente revestido por metal e internamente com material refratário, onde é fundido o minério de ferro, a fim de transformá-lo em ferro-gusa.
Antiguidade
Os alto-fornos mais antigos conhecidos foram construídos no China da dinastia Han, no Século I a.C., embora os artefatos férreos encontrados neste país datem do Século V a.C. - o que torna possível acreditar-se que a história dos altos-fornos na China seja mais antigo do que atualmente se supõe. Estes fornos primitivos possuíam paredes de barro com grande quantidade de minerais fosfóricos[1]
Enquanto se acreditava por muito tempo que os chineses haviam desenvolvido o método de derretimento do ferro, Donald Wagner (mesmo autor da referência anterior), publicou novo trabalho,[2] o que substitui algumas de suas afirmações de seu trabalho anterior. Nesta pesquisa mais recente o autor coloca a data dos primeiros artefatos de fundição entre os séculos IV e V a.C., mas também cogita de evidências de que o uso dos fornos de fundição tenha se difundido para o ocidente. Ele sugere, também, que os alto-fornos primitivos teriam se evoluído a partir dos fornos para derretimento do bronze.
[editar]Europa Antiga
O ferro foi fundido pelos gregos, celtas, romanos e cartagineses da Antiguidade. Foram encontrados vestígios variados na França (antiga Gália). Materiais encontrados na atual Tunísiasugerem seu uso por ali, como também na Antioquia durante o período helenístico. Embora seja pouco conhecido o seu uso durante a Idade Média, o processo provavelmente continuou em uso. A fundição aperfeiçoada recebeu o nome de forja catalã, e foi inventada na Catalunha, na atual Espanha, durante o século VIII. Em vez de usar a estrutura de ventilação natural, adicionou o sistema de foles para bombear o ar no interior. Isso permitiu a um tempo produzir um ferro de melhor qualidade, como aumentou-lhe a capacidade. É reconhecido que os monges cistercianos, que eram bons engenheiros e qualificados metalúrgicos, tinham conseguido produzir um verdadeiro aço, sendo considerados os inventores do alto-forno na Europa.
[editar]Idade Média
Os alto-fornos mais antigos conhecidos foram construídos na Suécia ocidental, em Lapphyttan, e o complexo esteve ativo entre os anos de 1150 a 1350. Em Noraskog, no município sueco de Järnboås foram encontrados restos de alto-fornos datados de antes desse período, provavelmente por volta de 1100.[3] Isso constitui um fato obscuro, e serápossivelmente impossível determinar se o alto-forno foi desenvolvido indepentemente na Suécia medieval, ou se este conhecimento foi-lhes transmitido de alguma forma, da Ásia. Estes primitivos fornos, a exemplo dos chineses, eram extremamente ineficientes, se comparados com os atuais. Era utilizado o ferro das minas de Lapphyttan para a produção de bolas de ferro forjado, conhecidas como osmonds, e que eram internacionalmente comercializadas - uma possível referência disso encontra-se em um tratado com Novgorod, de 1203, além de várias referências certas nas contas alfandegárias inglesas entre os anos de 1250 a 1320. Foram também identificados fornos dos séculos XIII a XV na Westphalia.[4]
Podem ter sido também transmitidos os conhecimentos dos avanços teconológicos promovidos pela Ordem de Cister, inclusive do forno de produção do aço. Um alto-forno medieval (e o único identificado fora da Inglaterra, e que se acreditou conter avanços semelhantes aos alto-fornos modernos) foi identificado por Gerry McDonnell, arqueometalúrgico da University of Bradford. Ela localizava-se em Laskill, uma estação externa da Abadia de Rievalux, produtora de aço. Sua data, entretanto, não é precisa; ela certamente não sobreviveu à dissolução dos monastérios, promovida na década de 1530 por Henrique VIII - razão pela qual esse conhecimento não se espalhou para além de Rievaulx.[5]
A data de operação do forno não apenas não está clara, como também é possível não haver sobrevivido por muito tempo, de acordo com registros do Conde de Rutland, 
Funcionamento
	
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1.VENTANEIRAS
2.zona de fusão
3. ZONA DE REDUÇÃO dos óxidos de ferro
4.ZONA DE REDUÇÃO dos óxidos de ferro
5.GOELA
6. alimentação de CARGA METÁLICA(minerio de ferro,pelotas, sinter), FUNDENTES (calcário,quartzo e dolomita), e COMBUSTÍVEL REDUTOR (coque siderúrgico ou carvão vegetal)
7. escapamento de gases
8. camadas de carga metálica e combustível(coque ou carvão vegetal)
9. Não é mais utilizado um canal específico para remoçao de escória. Atualmente a escória que é mais leve que o ferro gusa, é removida junto com este pelo FURO DE VAZAMENTO e separada por um sifão no CANAL DE CORRIDA que fica na ÁREA DE VAZAMENTO fora do forno. Altos fornos de grande porte que obrigatóriamente usam COQUE como combustível, utilizam duas ou três áreas de corrida
10.CANAL PRINCIPAL para vazamento de FERRO GUSA e ESCÓRIA
11. Chaminé para escoamento dos gases liberados
O ALTO FORNO é um reator metalurgico de contra corrente, com a carga descendo e os gases (CO e CO2)subindo oriundos da queima do combustível nas VENTANEIRAS que sopram AR aquecido a 1000 ° centígrados ou mais.
O ALTO FORNO é tecnicamente dividido em REGIÕES OU ZONAS. Na região das VENTANEIRAS o OXIGÊNIO (O2)que corresponde a 21% do AR QUENTE que é soprado no interior da ZONA DE COMBUSTÃO, queima o CARBONO do coque ou carvão vegetal, gerando CO2. Este gás CO2 reagirá com mais CARBONO enquanto a temperatura for superior a 900 ° centígrados na chamada ZONA DE RESERVA TÉRMICA gerando CO (monóxido de carbono) Essa reação que é uma das mais importantes do ALTO FORNO é chamada de REGENERAÇÃO DO CO2 pode ser assim representada: CO2 + C = 2CO Esse CO é um GÁS REDUTOR capaz de reagir com o OXIGÊNIO dos óxidos de ferro presentes, gerando CO2 (dióxido de carbono) e liberando o Ferro que é depositado no CADINHO na forma líquida e é chamado de FERRO GUSA.
A ESCÓRIA,que é oriunda das chamadas IMPUREZAS que estão presentes na carga, tais como os óxidos de Silício (SiO2), óxido de Alumínio (Al2O3), óxido de cálcio (Cao)e óxido de magnésio (MgO), são derretidas na região inferior do ALTO FORNO (RAMPA) devido a altas temperaturas reinantes, e quimicamente combinadas em quantidades dosadas através das correções feitas com os FUNDENTES. Isso confere à ESCÓRIA a necessária FLUIDEZ para permitir seu escoamento para fora do CADINHO do ALTO FORNO. É importante ressaltar que no CADINHO do ALTO FORNO, GUSA e ESCÓRIA ocupam os VAZIOS deixados pelo COQUE ou CARVÃO VEGETAL.A ESCÓRIA por ser mais leve fica por cima do GUSA que é mais denso.
As reações de REDUÇÃO DOS OXIDOS DE FERRO podem ser resumidas assim:
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3CO2
A sinterização é um processo no qual pós com preparação cristalina ou não, uma vez compactados, recebem tratamento térmico, no qual a temperatura de processamento é sempre menor que a sua temperatura de fusão. Este processo cria uma alteração na estrutura microscópica do elemento base. Isto ocorre devido a um ou mais métodos chamados"mecanismos de transporte": estes podem ser consecutivos ou concorrentes. Sua finalidade é obter uma peça sólida coerente.
Durante o processo ocorrem várias reações no estado sólido do elemento que são ativadas termicamente. Algumas podem ocorrer espontaneamente quando a base atinge uma temperatura determinada. Um fator determinante nessas reações é a quantidade de fundentes a qual é usada no processo. O fenômeno da sinterização, diz respeito às inúmeras teorias existentes, e pode ser explicado da seguinte maneira:
Adesão inicial das partículas metálicas, cujos pontos de contato aumentam com a temperatura sem que, nessa fase inicial, ocorra qualquer contração de volume e apenas com pequena influência na difusão superficial: à medida que aumenta a temperatura, ocorre um aumento da densidade, acompanhado de esferoidização e progressivo fechamento dos vazios; finalmente, mediante uma difusão nos contornos dos grãos, desaparecem os últimos vazios arredondados e isolados.
Na realidade, o processo de sinterização se baseia na ligação atômica entre a superfície de partículas vizinhas. :
Utilização de materiais sinterizados
Muitos materiais sinterizados são desenvolvidos para sua utilização em dispositivos eletroeletrônicos. As válvulas termiônicas modernas utilizam em suas placas materiais cerâmicos sinterizados. Isto ocorre devida particular resistência à altas temperaturas destes materiais associada à alta resistência mecânica, além da excelente condutividade destes a qualquer temperatura e dissipação de potência.
Outra utilização de materiais sinterizados é a chamada formação de insertos, ou ferramentas, utilizadas em máquinas ferramenta, que podem ser de estamparia ou de corte para de metais e materiais sintéticoss.
O coque é um tipo de combustível derivado do carvão betuminoso. Começou a ser utilizado na Inglaterra do século XVII. O coque obtém-se do aquecimento da hulha (ou carvão betuminoso), sem combustão, num recipiente fechado. Pode ser utilizado na produção de ferro gusa (alto forno), sendo adicionado junto com a carga metallica.
Coque no alto forno:
o carvão coque (carbono quase puro) dentro do alto-forno entra em combustão, produzindo calor que ajuda na fusão do minério
além disso o C se oxida reduzindo o minério (óxido de ferro) a ferro (as reações aqui não são diretas, mas envolvem o CO2, e o CO que são produzidos no alto-forno
então ele serve como combustível e produz calor no alto-forno
e serve como redutor, reduzindo o ferro da forma de óxido a ferro
Após a coqueificação, o coque bruto é desenfornado e sua combustão é 
extinta a úmido ou a seco, dependendo do processo siderúrgico, seguindo então 
para o beneficiamento, onde é peneirado e britado, atingindo assim a 
granulometria adequada para a sua utilização no processo siderúrgico, mais 
especificamente, no alto-forno, onde exerce um papel térmico, suprindo a maior 
parte da energia térmica requerido pelo processo (cerca de 20% do calor são 
introduzidos pelo sopro quente); um papel químico, fornecendo o carbono 
necessário à produção do gás redutor (monóxido de carbono) do minério de 
ferro, à regeneração parcial do dióxido de carbono, à redução direta do óxido de 
ferro presente na escória líquida e dos elementos de liga como silício e 
manganês, e à carburização do gusa como elemento deliga; e um papel físico, 
fornecendo um meio permeável para a ascensão dos gases e descida do metal e 
escória para o cadinho do forno (Carneiro, 2003). "
Midrex® – o líder mundial em processo de produção DRI
Midrex é um processo de fabricação de ferro inovador desenvolvido para a produção de ferro direto-reduzido (DRI) a partir de minérios de ferro e principalmente gás natural.
Midrex® é um processo de alto forno de cuba baseado em gás natural que converte os óxidos de ferro na forma de pelotas ou granulados de minério em ferro direto-reduzido (DRI).
O processo Midrex® é altamente adaptável às necessidades de nossos clientes, o que se reflete em uma ampla variedade de aplicações. O desempenho das usinas Midrex® normalmente excede as classificações de capacidade nominal. Esta tendência continuará com a implementação de novas tecnologias, tais como óxido de revestimento, injeção de oxigênio, OXY+, compressores de gás de processo centrífugo e SIMPAX.
Como licenciada da Midrex® tecnologia, a Siemens VAI foi bem sucedida na construção das usinas de redução direta Midrex ® e pode fornecer todos os tamanhos de pacotes diretamente para as soluções de pronto uso. Um terço de todas as usinas Midrex® do mundo foram construídas com uma participação significativa (por exemplo, liderança de consórcio) da Siemens VAI.
Fabricação de ferro rentável e amigável ao meio ambiente
Corex® é um processo de fusão redutora comprovado na indústria e comércio desenvolvido pela Siemens VAI para a produção com baixo custo e amigável ao meio ambiente de metal líquido de minério de ferro e carvão.
No processo Corex®, todo o trabalho metalúrgico é realizado em dois reatores de processo separados - o eixo de redução e o gaseificador do fundidor. Como as plantas de coqueificação e sinterização não são necessárias para o processo Corex®, economias de custo substanciais de até 20% podem ser obtidas na produção de metal líquido. No que se refere às preocupações ambientais, as emissões da planta Corex® contém apenas quantidades insignificantes de NOx, SO2, poeira, fenóis, sulfetos e amônio. Os valores de emissão já estão muito abaixo dos valores máximos permitidos pelas futuras normas européias. Adicionalmente, as emissões de águas servidas do processo Corex® são muito mais baixas do que aquelas na rota convencional de alto-forno.
Principais benefícios do processo Corex®
Custos de investimento e custos operacionais muito mais baixos em comparação com aqueles do alto-forno
Excelente compatibilidade ambiental
Maior flexibilidade operacional, i.e. rendimento da produção
Uso do gás de exportação Corex® para muitas aplicações
Economia do processo
Já que as usinas de coque e sinterização não são necessárias ao processo Corex®, pode ser realizada uma economia significativa na produção de metal quente. O tamanho da economia depende, obviamente, das condições locais, mas poderá ser de até 20%, conforme ilustrado em condições reais de operação.
Uso do gás de exportação
Uma vez que o gás expelido do eixo de redução tiver sido limpo e resfriado, fica disponível para uso em diversas aplicações industriais. As aplicações incluem geração de energia, produção de DRI (ferro diretamente reduzido) e, para fins de aquecimento em trabalhos com ferro e aço. Na indústria de substâncias químicas, o gás de exportação da Corex® também pode servir como estoque para muitas outras aplicações.
Características ambientais
As emissões da planta Corex® contém apenas quantidades insignificantes de NOx, SO2, poeira, fenóis, sulfetos e amônio. Os valores de emissão já estão muito abaixo dos valores máximos permitidos pelas futuras normas europeias. Adicionalmente, as emissões de águas servidas do processo Corex® são muito mais baixas do que aquelas na rota convencional de alto-forno. Estas características ambientais são as principais razões da atratividade do processo Corex®.
Considerações Adicionais
A última geração de usinas Corex, C-3000, é adequada principalmente para a integração de projetos de aço sustentáveis ou em brownfields. Pode substituir o alto forno ou pode ser utilizada como fonte de ferro bruto para usinas pequenas. A economia da usina Corex oferece uma resposta para a futura escassez de aparas e coque, e o aumento contínuo da demanda de qualidade do aço. Outra alternativa é 
a instalação de uma usina Corex C-3000 como usina de comercialização autônoma para a produção de metal fundido e/ou gusa.
Processo de Linz-Donawitz
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
O Conversor a Oxigênio ou Processo Linz-Donawitz ou LD o processo mais comum para a produção de aço.
Nos conversores a oxigênio são fabricados mais de 50% da produção mundial de aço. No Brasil eles também são amplamente utilizados.
A carga desse conversor é constituída de ferro gusa líquido, sucata de ferro, minério de ferro e aditivos (fundentes). Com uma lança refrigerada com água, injeta-se oxigênio puro a uma pressão de 4 a 12bar no conversor.
Para se oxidar o carbono presente no metal liquido que é carregado dentro do conversor LD é necessário grande quantidade de energia, pois essa reação é extremamente endotérmica (consome calor) e para compensar isso um dos principais elementos presentes no ferro gusa que também é oxidado é o Sílicio formando uma reação extremamente exotermica (Si + O2 = SiO2). Para neutralizar essa elevada temperatura que prejudicaria o refratário, adiciona-se sucata ou minério de ferro.
[[Pela adição de fundentes como a cal, os acompanhantes do ferro como o manganês, silício, fósforo e enxofre unem-se formando a escória.
Para aumentar a qualidade do aço, adicionam-se os elementos de liga no final do processo ou quando o aço está sendo vertido na panela, já pronto.
Os aços produzidos no LD não contém nitrogênio pois não se injeta ar, daí a alta qualidade obtida. Esse conversor oferece vantagens econômicas sobre os conversores do processo de Bessemer e Siemens Martin.
Fonte: Apostila do Senai, curso de Mecânica Industrial.
O gusa é o produto imediato da redução do minério de ferro pelo coque ou carvão e calcário num alto forno. O gusa normalmente contém até 5% de carbono, o que faz com que seja 
um material quebradiço e sem grande uso direto.
Geralmente nos processos industriais, o ferro gusa é considerado como uma liga de ferro e carbono, contendo de 2,11 a 5,00 % de carbono e outros elementos ditos residuais, comosilício, manganês, fósforo e enxofre.
O gusa é vertido diretamente a partir do cadinho do alto forno para contentores para formar lingotes, ou usado diretamente no estado líquido em aciarias. Os lingotes são então usados para produzir ferro fundido e aço, ao extrair-se o carbono em excesso.
Na Europa, o processo só se tornou comum a partir do século XIV.
O Brasil se destaca como o maior produtor mundial de ferro gusa a partir de carvão vegetal. Minas Gerais é o Estado com maior número de produtores, destacando as cidades deIpatinga, Itaúna, Sete Lagoas, Pitangui, Bom Despacho e Divinópolis como principais polos produtores.
[editar]Produção
Normalmente, o aço é fabricado a partir de carbono e óxido de ferro, no alto forno. Nesta fase se produz o chamado ferro gusa, que contém um excesso de carbono e impurezas como silício (que torna o aço quebradiço), fósforo e enxôfre (que facilitam a oxidação). Retirado o excesso de carbono, silício e fósforo, através de processos relativamente fáceis, resta a retirada do enxofre (dessulfuração), que é mais complicada [1]. o aço carbono é formado por uma pequena percentagem de ligas de carbono, e tem uma estrutura molecular cfc.
[editar]Inovações
A busca de eficiência no processo de dessulfuração do ferro gusa resultou em novos procedimentos e inovações em equipamentos, que aumentaram significativamente a qualidade final do aço e reduziram o consumo de energia, além de transformar um resíduo tóxico em material inerte. As conquistas são da equipe de pesquisa do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica da Universidade Federal de São Carlos(LIEC-UFSCar), em parceria com a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). A CSN atualmente produz 4,5 milhões de toneladas anuais de aço e já está operacionalizando as inovações.
Os processos atuais usam óxido de cálcio e carbonato de cálcio que reagem com o enxôfre, formando sulfeto de cálcio. Como a retirada do enxôfre não é muito eficiente, o aço chega a um padrão de qualidade 4 ou 5, numa escala de um a dez. "Acrescentamos carbeto de cálcio (conhecido como carbureto) e borra de alumínio (alumínio metálico), um resíduo da fabricação de alumínio, tóxico para as plantas", conta Elson Longo, da UFSCar, coordenador da pesquisa. "O alumínio eleva a temperatura do banho e melhora a dessulfuração, convertendo-se, ainda, de alumínio metálico em óxido de alumínio, que deixa de ser tóxico". Em seguida, é adicionada uma liga de magnésio e alumínio, ambos metálicos, e o resultado é um aço que chega a 10, na escala de qualidade.
As injeções dos elementos dessulfurizadores são feitas no carro torpedo — espécie de "esteira" na qual se faz o transporte do ferro gusa do alto forno para o conversor — de modo que não foi necessário fazer grande reformas na siderúrgica. O custo deste aço nobre, mesmo assim, é mais alto, porém a equipe também pensou num sistema de silos, que permite fabricar aço "a la carte", com o padrão de qualidade (e preço) definido pelos compradores.
À adaptação no sistema de fabricação, eles acrescentaram também uma modificação no revestimento do carro torpedo, que ganhou uma camada interna de cerâmica altamente refratária e uma tampa, com as quais deixou de perder calor — cerca de 40°C — em seu curto trajeto. Tais medidas, em conjunto, resultaram numa economia de energia de 18%. Para os altos fornos, que usam carvão coque ou mesmo carvão vegetal, isso também significa uma redução nas emissões de gases do efeito estufa.