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ENG06638-Introdução à engenharia metalúrgica 
Nestor Cezar Heck / UFRGS – DEMET 
 
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3 - A Metalurgia Extrativa 
3-1. Principais metais 
 
A metalurgia extrativa estuda a obtenção dos metais a partir de fontes minerais da natureza e 
da sucata. 
Uma comparação entre os principais metais produzidos pelo Homem em escala mundial revela 
que o ferro é, de longe, o metal mais produzido atualmente, Figura 3-1. 
 
 
Figura 3-1: Comparação entre a produção de diversos metais em escala global, % em 
massa 
3-2. A siderurgia ou metalurgia extrativa do ferro 
 
O metal ferro é extraído de um óxido, o mineral hematita (Figura 6-2), simbolizado por: Fe2O3. 
Mas outras substâncias químicas minerais podem ser fontes de metais, dentre elas, os sulfetos: Cu2S e 
os carbonatos: MgCO3. 
 
 
 a 
 b 
c 
Figura 3-2: Mina de minério de ferro hematítico em Minas Gerais (a); minério beneficiado 
na forma de pelotas e bitolado (b); pedaço do mineral hematita bruto (c) 
Vigas, chapas, arames – os produtos da siderurgia, – são obtidos numa seqüência de reatores 
que se inicia com o alto-forno (alimentado com minério bitolado1 ou pelotas 2) e termina na fabricação 
de produtos siderúrgicos por meio de diversos processos industriais. 
 
1 Dentro de uma granulometria limitada por um valor máximo e um mínimo. 
2 Pelotas são ‘bolinhas’ (com ~11 [mm] de diâmetro) de Fe2O3, produzidas a partir do pó do minério. 
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a 
 
 
b 
Figura 3-3: Diagrama esquemático de um alto-forno (a) e fotografia da parte superior de 
um deles (b) 
Um alto-forno, Figura-3-3, é um equipamento muito grande que, para ser economicamente 
viável, deve produzir, no mínimo, por volta de 1 000 000 de toneladas de ferro por ano! Outros tipos de 
reatores existem, com capacidades menores, mas a sua importância relativa é menor. 
 
Figura 3-4: Diagrama esquemático de um forno elétrico a arco, FEA, contendo aço líquido (em 
vermelho) obtido pela fusão da sucata: A transformador; B cabos condutores (1 para cada fase); 
C sistema hidráulico de posicionamento dos eletrodos (1 para cada eletrodo); D eletrodos (1 para 
cada fase); E arco, em amarelo (fonte de calor); F bica de vazamento (normalmente o forno 
bascula para vazar – descarregar o aço líquido –, porém hoje o vazamento pode ser por baixo, 
por um furo especial); H queimadores auxiliares de combustível para aquecimento (nem sempre 
são usados); G porta de serviço mostrando um tubo para a injeção de oxigênio; o carregamento 
do FEA é feito pelo basculamento do teto3 
O alto forno não produz aço, mas um produto intermediário líquido chamado ferro-gusa. O 
ferro-gusa pode conter até 4,5%C, 1,7%Mn, 0,3%P, 0,04%S e 1,5%Si. Usa-se o conversor (outro 
equipamento) para reduzir os teores de carbono e silício e para remover as impurezas não metálicas P 
 
3 Na metalurgia o chão de um forno denomina-se soleira e o teto abóbada. 
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e S. Os produtos ou saem na forma de gases, ou se incorporam à escória reagindo com a CaO 
introduzida com esse propósito. O produto final é o aço, que tem um teor de carbono normalmente 
entre 0,45% e 1,3%. 
 
 
Figura 3-5: Equipamento shredder 
No Rio Grande do Sul os metais não são obtidos a partir de minérios: nossa produção de aço 
(ferro), alumínio e chumbo, por exemplo, vem da fusão da sucata. 40% do aço produzido no mundo é 
feito dessa maneira. 
Para a fusão da sucata de aço empregamos o forno elétrico a arco, FEA, Figura 3-4. Ele tem 
esse nome por causa do emprego de arcos elétricos como fonte de calor. Os arcos elétricos se 
estabelecem entre cada um dos três eletrodos e a sucata a ser fundida. 
 
Figura 3-6: Equipamento para lingotar o aço de forma contínua: 1 panela, 2 aço líquido, 3 aço 
saindo da panela, entrando e saindo do distribuidor, 4 distribuidor (panela intermediária, que 
atua como reservatório na troca da panela), 5 rolete guia, 6 refriamento secundário, 
executado com jatos de água, 7 coquilha (molde de aço, resfriada com grande vazão de 
água, onde se dá o resfriamento primário e acontece a solidificação de uma casca de aço 
do futuro tarugo), 8 rolos endireitadores, 9 painel de controle (em vermelho: tarugo de aço) 
http://www.schoolscience.co.uk/content/4/chemistry/steel/ 
Para poder carregar a sucata no forno elétrico a arco, a sucata deve ter o seu tamanho 
reduzido: usa-se para isso desde o corte, com um maçarico, até um equipamento chamado shredder, 
que é um grande picotador de aço, Figura 3-5. 
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O aço líquido, depois de ser refinado – ou seja, ter as suas impurezas removidas – e desde 
que a sua composição esteja correta, é vazado e transportado em um grande recipiente com formato 
de balde – denominado panela –, que contém de 50 a 150 toneladas (ou mais!) de aço, até o local 
onde se dará a sua solidificação. 
A solidificação, que antigamente se dava exclusivamente em grandes recipientes – as 
lingoteiras – agora é feita na maioria dos casos no equipamento de ‘lingotamento contínuo’. Trata-se de 
uma grande máquina, capaz de converter o aço líquido em tarugos (de diversas seções) e, mais 
modernamente, também em placas, Figura 3-6. 
Os inúmeros produtos siderúrgicos são fabricados tipicamente por laminação (ver Figura 3-7) e 
trefilação a partir de formas iniciais, chamadas de semi-acabados, ver Figura 3-8. Além dos tarugos, 
placas e blocos há, também, o chamado fio-máquina, que é um semi-acabado muito longo, de seção 
redonda, ideal para ser transformado em arames, pregos, correntes, etc. 
 
a 
 b 
Figura 3-7: Diagrama esquemático de um laminador (a) e bobinas de aço produzidas por 
laminação (b) Fonte: Voest-Alpine 
Os produtos siderúrgicos são classificados, quanto a forma, genericamente, em longos e 
planos. Exemplos de longos são: vergalhões, vigas, trilhos e barras. Entre os produtos planos temos: 
chapas tiras e bobinas. 
 
 Figura 3-8: Nomenclatura de alguns produtos siderúrgicos semi-acabados 
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A Figura 3-9 mostra esquematicamente o diagrama de fluxo de materiais em uma usina 
siderúrgica produtora de produtos planos. 
 
 
 
 
Figura 3-9: Fluxograma de produção de produtos siderúrgicos planos