Produção de Aços

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Produção de Aços
Produção do Gusa
� Sinterização.
� São obtidos blocos feitos com partículas de minério de 
ferro, carvão moído, calcário e água. 
� tudo é misturado até se obter um aglomerado. A mistura 
é colocada sobre uma grelha e aquecido com a queima de 
carvão, atinge-se uma temperatura entre 1.000°C e 
1.300°C. Com esse aquecimento, as partículas de ferro 
derretem superficialmente, unem-se umas às outras e 
acabam formando um só bloco poroso.
� Enquanto ainda está quente esse bloco é quebrado em 
pedaços menores chamados sínter.
Sinterização
Produção do Gusa
� Pelotização.
� O minério de ferro é moído bem fino e depois misturado 
com água e algum ligante, formar um aglomerado. 
� O aglomerado é colocado em um tipo de moinho em 
forma de tambor. Conforme esse tambor gira, os 
aglomerados vão sendo unidos até se transformarem em 
pelotas (daí o nome: pelotização), com tamanho médio 
de 15mm. 
� Depois disso, essas pelotas são submetidas à secagem e 
queima para endurecimento, numa temperatura próxima 
de 1200°C, para adquirir resistência mecânica superior à 
do sinter. 
Pelotização
Produção do 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 também tem sua “receita” com “ingredientes” 
especiais. Esses ingredientes são os fundentes, os 
desoxidantes, desfosforizantes (materiais que ajudam a 
eliminar as impurezas) e os combustíveis.
� O fundente, isto é, o material que ajuda o minério de ferro a 
se fundir, é o calcário. Esse material é uma rocha constituída 
por carbonato de cálcio que, por sua vez, é uma combinação 
de cálcio com carbono e oxigênio.
Produção do Gusa
� Os combustíveis são muito importantes na 
fabricação do ferro-gusa, pois precisam ter 
um alto poder calorífico.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
� o carvão mineral.
Produção de Gusa
� O alto-forno é construído de tijolos 
e envolvido por uma carcaça 
protetora de aço. Todas as suas 
partes internas, sujeitas a altas 
temperaturas, são revestidas com 
tijolos chamados “refratários” 
porque suportam essas temperaturas 
sem derreter.
� Três zonas fundamentais 
caracterizam o alto-forno: o fundo 
chamado cadinho; a segunda seção 
chamada rampa; e a seção superior 
chamada cuba.
Produção de Gusa
� O cadinho é o lugar onde o ferro 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 escoa mento fica acima do furo 
de corrida. Assim, sobra espaço para que urna quantidade razoável de 
ferro seja acumulada entre as corridas.
� Na rampa, acontecem a combustão e a fusão. 
� Para facilitar esses processos, entre o cadinho e a rampa ficam as 
ventaneiras, que são furos distribuídos uniformemente por onde o ar pré-
aquecido é soprado sob pressão.
Produção de aços
� Processo produtivo
Produção de aços
� Auto forno na indústria siderúrgica
Produção de aços
� Forno
� Siemens-Martins
Producao de aços 
Conversores.
� Conversor Bessemer
Produção de aços 
Conversores.
� Conversor Bessemer.
� Combustível: Injeção de ar.
Calor obtido pela reação do oxigênio do ar injetado, com o 
carbono do gusa líquido.
� Tipo de Carga: Gusa líquido
� Capacidade de carga: 10 a 40 toneladas.
Producao de aços 
Conversores.
� Conversor Bessemer.
� Vantagens: Ciclo curto de processamento. (10 a 20 min)
� Desvantagem:
� Impossibilidade de controle do teor de carbono.
� Elevado teor de óxido de ferro e nitrogênio no aço.
� Gera poeira composta de óxido de ferro, escoria e gases.
� Situação atual: Em desuso
Producao de aços 
Conversores.
� Conversor Thomas
� Fisicamente semelhante ao Bessemer - Difere no 
revestimento refratário à base de dolomita (Resiste ao 
ataque da escoria à base de cal.
� Combustível: Injeção de ar.
� Calor obtido pela reação do oxigênio do ar injetado, com 
o carbono do gusa líquido.
� Tipo de Carga: Gusa líquido, cal
� Capacidade de carga: Em torno de 50 toneladas.
Produção de aços 
Conversores.
� Conversor Thomas
� Vantagens:
� Alta capacidade de produção
� Permite usar gusa com alto teor de fósforo.
� Desvantagem:
� O gusa deve ter baixo teor de silício e enxofre.
� Elevado teor de oxido de ferro e nitrogênio no aço.
� Gera poeira composta de óxido de ferro, escoria e gases.
Produção de aços 
Conversores.
� Conversor LD
� (Linz Donawitz)
Produção de aços 
Conversores.
� Conversor LD (Linz Donawitz)
� Características:
� Carcaça de aço, revestido internamente com dolomita ou 
magnesita.
� Injeção de oxigênio através de lança metálica com vários 
tubos de aço.
� Jato de oxigênio direcionada para a superfície da gusa 
líquida – Zona de impacto. Intensa reação com 
temperaturas entre 2500 e 3000ºC
Produção de aços 
Conversores.
� Conversor LD (Linz Donawitz)
� Características:
� Aceleração da reação de oxidação devido às elevadas 
temperaturas.
� Contaminação do aço por nitrogênio é muito pequena por 
se usar oxigênio puro.
� Este fator é bastante importante, principalmente para 
os aços que passarão por processo de soldagem, já que 
este tipo de contaminação causa defeitos na solda.
Produção de aços - Conversores.
� Conversor LD (Linz Donawitz)
� Características:
� Combustível.
� Injeção de oxigênio puro sob alta pressão.
� Tipo de carga.
�Gusa líquida, cal
� Capacidade de carga
� 100 toneladas.
Produção de aços - Conversores.
�Conversor LD (Linz Donawitz)
� Vantagens:
�Mínima contaminação por nitrogênio.
�Dimensões relativamente pequenas.
�Simplicidade de operação.
Produção de aços - Conversores..
� Conversor LD (Linz Donawitz)
� Desvantagem:
� Impossibilidade de trabalhar com sucatas.
�Difícil controle quanto à quantidade de 
carbono.
�Presença considerável de óxido de ferro e 
gases, que devem ser retirados no 
vazamento.
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a arco elétrico
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a arco elétrico.
� Características:
� Constituído de carcaça de aço rebitada ou soldada, 
revestida com dolomita ou magnetita na soleira e tijolo 
refratário no restante do forno.
� O eletrodo e a carga metálica, responsável pela formação 
do arco elétrico são colocados na parte superior do forno.
� Tipo de carga.
� Revestimento ácido – Carga com mínimas quantidade de fósforo 
e enxofre
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a arco elétrico.
� Características:
� Combustível.
� Calor gerado por energia elétrica.
� Tipo de carga.
� Sucata de aço + gusa, minério de ferro, cal
� Capacidade de carga
� 40 a 70 ton.
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a arco elétrico.
� Vantagens:
� Temperaturas mais altas.
� Rigoroso controle da composição química.
� Bom aproveitamento térmico.
� Desvantagem:
� Pequena capacidade dos fornos.
� Custo operacional.
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a Indução.
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a Indução.
� Características:
� Conjunto formado por gerador com motor de 
acionamento, bateria de condensadores, bobina de 
indução e câmera de aquecimento.
� Carregamento.
� Pedaços de sucatas são colocadas no forno, e após a 
completa fusão desta, deixa-se até atingir a 
temperatura desejada, quando são adicionados cálcio, 
silícioou alumínio, os desoxidastes (retiram óxidos)
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a Indução.
� Características:
� Combustível.
� Calor gerado por corrente induzida dentro da própria 
carga.
� Tipo de carga.
� Sucata de aço
� Capacidade de carga
� Em torno de 8 toneladas.
Produção de aços 
Fornos Elétricos.
� Forno a Indução.
� Vantagens:
� Fusão rápida.
� Exclusão de gases.
� Alta eficiência.
� Desvantagem:
� Pequena capacidade dos fornos.
� Custo operacional.
Produção de aços
� Após a fusão, o metal líquido está pronto para 
trabalhado, seja na forma de fundido ou na forma 
de lingotamento.
� A destinação do produto depende das características do 
processo de produção adotado.
� Industrias de fundição usam o metal líquido para obtenção de 
peças fundidas em moldes cerâmicos ou metálicos.
� Industria de fabricação de produtos não fundidos usam o metal 
líquido para obtenção de lingotes, que serão posteriormente 
conformados para obtenção dos produtos finais, como tiras, 
chapas, tarugos, arames, pregos, telas, e outros.
Produção de aços
� Quaisquer que sejam os produtos obtidos à 
partir do metal líquido, existe sempre as 
etapas do processo de solidificação e a 
conseqüente formação de macro e micro 
estruturas, com marcante influencia sobre o 
comportamento mecânico futuro do produto 
obtido, além de influir nas características 
físicas deste produto.
Diagrama Ferro- Cementita