Apostila de Mecatrônica   Qualificação Profissional

Apostila de Mecatrônica Qualificação Profissional


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se aplica para materiais como o aço, o alumínio e o latão. A
plasticidade pode-se apresentar no material como maleabilidade e como ductilidade.
A dureza é a resistência do material à penetração, à deformação plástica permanente, ao
desgaste. Fragilidade também é uma propriedade segundo a qual o material apresenta baixa resis-
tência aos choques. O vidro, por exemplo, é duro e bastante frágil.
Propriedades elétricas
A condutividade elétrica é uma das propriedades que os metais têm. O cobre, por exemplo,
é um excelente condutor de eletricidade. É por isso que os fios elétricos usados em sua casa são
fabricados com cobre.
A resistividade é a resistência que o material oferece à passagem da corrente elétrica. Essa
propriedade está presente nos matérias que são maus condutores de eletricidade.
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PROPRIEDADES QUÍMICAS
As propriedades químicas se manifestam quando o material entra em contato com outros
materiais ou com o ambiente. Elas surgem na forma de presença ou ausência de resistência à
corrosão, aos ácidos, às soluções salinas. O alumínio, por exemplo, é um material que, em contato
com o ambiente, resiste bem à corrosão.
FUNDINDO METAIS
Na indústria, os metais são utilizados de diversas formas, de acordo com as suas respectivas
propriedades. Em muitos casos, é necessário preparar o metal para que ele seja aplicado em
diferentes situações. É o caso do ferro fundido e do aço. Esses metais não são encontrados na
natureza. Na verdade, para que eles existam é necessário que o homem os fabrique.
Os metais podem estar puros na natureza, como o ouro, por exemplo, ou sob a forma de
minerais, que são combinações de metais com outros elementos formando óxidos, sulfetos, hidratos,
carbonos. Quando o mineral contém uma quantidade de metal e de impurezas que compensa a
exploração econômica, ela recebe o nome de minério. O lugar onde esses minérios aparecem em
maior quantidade é chamado de jazida.
Mas a gente não usa o minério do jeito que ele sai da jazida. É o caso do ferro: é preciso
prepará-lo para que ele fique adequado para ser empregado como matéria-prima. A principal fun-
ção da preparação do minério de ferro é torná-lo adequado ao uso do alto-forno. O que a gente faz
durante esse processo depende da qualidade do minério de que se dispõe. Por exemplo, nas jazidas
do Brasil há grande quantidade de minério de ferro em pó. Isso significa que cerca de 55 % do
minério é encontrado em pedaços que medem menos de 10 mm. Como o alto-forno, equipamento
onde se produz o ferro-gusa, só trabalha com pedaços entre 10 e 30 mm, isso se tornou um
problema. Porém, o aumento das necessidades mundiais de aço trouxe condições econômicas para
se desenvolver processos que permitem a utilização desse tipo de minério: esses processos são a
sinterização e a pelotização.
Sinterização: primeiro são obtidos blocos feitos com partículas de minério de ferro, carvão
moído, calcário e água. Esses materiais são misturados até se obter um aglomerado. Depois, essa
mistura é colocada sobre
uma grelha e levada a um
tipo especial de equipamen-
to que, com a queima de car-
vão, atinge uma temperatu-
ra entre 1.000°C e 1.300°C.
A partir disso, as partículas
de ferro derretem superfici-
almente, unem-se umas às
outras e acabam formando
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um só bloco poroso. Enquanto ainda está quente, esse bloco é quebrado em pedaços menores
chamados sínter.
Pelotização: o minério de ferro é moído bem fino e depois umedecido para formar um
aglomerado. Em seguida, o aglomerado é colocado em um tipo de moinho em forma de tam-
bor. Conforme esse tambor gira, os aglomerados vão sendo unidos até se transformarem em
pelotas. Depois disso, essas pelotas são submetidas à secagem e queima para endurecimento.
OBTENÇÃO DO FERRO GUSA
Depois que o minério de ferro é beneficiado, ele vai para o alto-forno para se transformar em
ferro-gusa. O ferro-gusa é a matéria-prima para a fabricação do aço e do ferro fundido. O ferro-
gusa é um material duro e quebradiço, formado por uma liga de ferro e carbono, com alto teor de
carbono e um pouco de silício, manganês, fósforo e enxofre.
Para obtê-lo, são necessários alguns materiais, como os fundentes, os desoxidantes, os
desfosforizantes (materiais que ajudam a eliminar as impurezas) e os combustíveis.
O fundente é o material que ajuda o minério de ferro a se fundir. O calcário é io material
utilizado para esse processo. Esse material é uma rocha constituída por carbonato de cálcio que,
por sua vez, é uma combinação de cálcio com carbono e oxigênio.
É preciso, também, eliminar as impurezas que os minérios contêm. Para isso, existem mate-
riais que ajudam a eliminá-las. Assim, por exemplo, a cal é usada como fundente, ou seja, torna
líquida a escória (impurezas) do ferro-gusa. O minério de manganês ajuda a diminuir os efeitos
nocivos do enxofre, que é uma impureza que torna o aço mais frágil. Esse minério é também um
desoxidante, isto é, elimina o oxigênio que contamina o aço.
Os combustíveis são muito importantes na fabricação do ferro-gusa, pois precisam ter um
alto poder calórico. Isso quer dizer que têm de gerar muito calor e não podem contaminar o metal
obtido. Dois tipos de combustíveis são usados: o carvão vegetal e o carvão mineral.
O carvão vegetal é considerado um combustível de alta qualidade, em função de suas propri-
edades e seu elevado grau de pureza. Suas duas grandes desvantagens são o prejuízo ao ambiente
(desflorestamento) e a baixa resistência mecânica, muito importante no alto-forno, porque o com-
bustível fica embaixo da carga e tem que agüentar todo o seu peso.
O carvão mineral gera o coque, que é outro tipo de combustível usado no alto-forno. Para
que ele tenha bom rendimento, deve apresentar um elevado teor calórico e alto teor de carbono,
além de apresentar grande resistência ao esmagamento para resistir ao peso da coluna de carga.
O coque e o carvão vegetal têm mais duas funções: gerar gás redutor ou agir diretamente na
redução, e assegurar a permeabilidade à coluna de carga. Isto quer dizer que eles permitem que o
calor circule com facilidade através da carga.
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Juntando-se essas matérias-primas dentro do alto-forno, obtém-se o ferro-gusa, a partir do
qual se fabrica o aço e o ferro fundido.
USANDO O FORNO
Uma grande dificuldade para a fabricação do ferro-gusa é a necessidade de obter altas
temperaturas para permitir a absorção adequada do carbono. O homem levou muitos anos para
desenvolver uma técnica adequada para esse processo. O desenvolvimento de fornos cada vez
mais adequados permitiu um aumento na produção do aço, introduziu novos processos de fabrica-
ção (trefilação e laminação), criou novos produtos e novas necessidades.
Hoje, um alto-forno pode ter até 35 metros de altura. Fica dentro de um complexo industrial
chamado usina siderúrgica e é o principal equipamento utilizado na metalurgia do ferro. Sua produ-
tividade diária gira em torno de 8.000 toneladas.
O alto-forno é construído de tijolos e envolvido por uma carcaça protetora de aço. Todas as
suas partes internas são revestidas com tijolos chamados \u201crefratários\u201d, para suportar grandes
temperaturas sem derreter. Três zonas fundamentais caracterizam o alto-forno:
\u2022 o fundo, chamado cadinho
\u2022 a rampa
\u2022 a seção superior, chamada cuba
O cadinho é o lugar onde o gusa líquido é depositado. A escória, que se forma durante o
processo, flutua sobre o ferro que é mais pesado. No cadinho há dois furos: o furo de corrida, aberto
de tempos em tempos para que o ferro líquido escoe, e o furo para o escoamento da escória. Como
a escória flutua, o furo para seu escoamento fica acima do furo de corrida. Assim, sobra espaço para
que uma quantidade razoável de ferro seja acumulada entre as corridas.