Estudo Dirigido sobre a Indústria Siderúrgica (parte 2)

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CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
Turma: TQVV4.N 2014 S2					Data: 12/11/2014
Disciplina: Processos Industriais Inorgânicos
Nome: Leonardo Majevski
Estudo Dirigido 1: Indústria Siderúrgica (parte 2)
1) Qual é a composição de uma carga sólida típica que alimenta o alto forno?
Minério (pelotas, sínter e pellets), carvão, fundentes e aglomerantes.
2) Descreva o tratamento dado aos gases que saem no topo do alto forno.
No alto-forno, há o coletor de poeiras, que recolhe boa parte das poeiras contidas nos gases. O gás penetra no coletor e a poeira é retirada com carrinhos e, depois, é direcionado para os lavadores. 
3) Como é feita a retirada de gusa do cadinho do alto forno?
Por gravidade e diferença de densidades, gusa e escória se separam no cadinho de alto forno, facilitando o despejo de ambos. Depois, o gusa é vertido diretamente do cadinho para contentores para formar lingotes, ou usado diretamente no estado líquido em aciarias ou fundições. Os lingotes são então usados para produzir ferro fundido e aço, ao extrair-se o carbono em excesso. 
4) Mostre com equações químicas a ação redutora sobre o minério no alto forno.
Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3CO2
Al2O3 → Al
5) Qual é a composição típica do gusa?
A composição geral do gusa é a seguinte:
Carbono - 3 a 4,5%
Silício - 0,5 a 4,0%
Manganês - 0,5 a 2,5%
Fósforo - 0,05 a 2,0%
Enxofre - 0,20% max.
6) Qual é o destino dado à escória de alto forno?
A escória também pode ser considerada como um produto do alto-forno, e após o processo pode ser empregada como lastro de ferrovias, material isolante, fabricação do “cimento metalúrgico”.
7) Onde e como é feita a dessulfuração do gusa?
A dessulfuração do ferro-gusa é feita através da utilização de materiais como a barrilha (Na2CO3), o carbureto de cálcio (CaC2) e a cal (CaO). Quando este processo acontece com o uso da cal, a reação de dessulfuração ocorre de acordo com a Reação global (1).Esta reação ocorre quando o oxigênio liberado pelo CaO, através da Reação (2) reage com o carbono dissolvido no gusa, de acordo com a Reação (3):
A premissa básica da dessulfuração do gusa é criar condições para que ocorra a formação do sulfeto em detrimento à formação de óxido. Um ambiente redutor favorece a formação do sulfeto e, por isso, as misturas dessulfurantes geralmente são constituídas do agente dessulfurante, um desoxidante e um fundente
8) Descreva o refino primário do aço que emprega o convertedor LD.
No conversor LD, aproximadamente 15% de sucata e 85% de gusa dessulfurado, este com cerca de 4,5%C, sofre refino oxidante, ao final do qual o teor de C é diminuído para valores em torno de 0,05%. Este processo é acompanhado pela oxidação de outros elementos, sendo especialmente importante a formação de FeO, SiO2 e P2O5. A cal é adicionada no processo LD com a finalidade de absorver estes produtos da oxidação e outras impurezas de origem exógena, dando origem à escória que é separada do aço refinado durante o vazamento. A Tabela a seguir apresenta uma composição típica da escória de LD:
***9) Descreva o refino secundário do aço que emprega o convertedor LD.
Após o refino primário, o refino secundário atua corrigindo a composição química do aço adicionando ferro-ligas (o mais comum é o Forno-Panela).
10) Qual é o destino dado à escória de aciaria?
A escória para ser beneficiada precisa ser resfriada. Ao ser resfriada, por choque térmico com jatos de água, ocorre uma fragmentação em blocos de escória, gerando um material denominado Escória Bruta de Aciaria. Parte desse material é comercializado e recebe o nome de Escória de Aciaria LD NP, cuja granulometria varia entre 0 e 500 mm.
Após o resfriamento, parte da Escória Bruta de Aciaria LD é processada em uma planta de britagem e peneiramento, onde são separadas e classificadas tanto a fração metálica quanto a escória. Essa escória britada e separada quanto sua granulometria é comercializada para diversas aplicações – A Escória de Aciaria In Natura é aquela proveniente da Aciaria e que foi britada e peneirada, mas não foi submetida a tratamento para redução da expansão. Este material em suas aplicações não pode ser confinado devido a sua expansibilidade volumétrica.
11) Descreva o processo de lingotamento contínuo.
	No Lingotamento a massa de aço líquido é resfriada ao passar por um molde de cobre refrigerado a água, onde se forma uma casca sólida de espessura suficiente para suportar a pressão ferrostática presente no aço. Em seguida a massa é extraída em um sistema de rolos até deixar o molde, onde segue para a segunda etapa de resfriamento que é feita por aspersão de água em sprays e pela perda de calor por radiação, até que toda a massa se solidifique. A figura a seguir demonstra o processo descrito: 
12) O que é aço inox? Em que difere em termos de composição do aço carbono?
O aço inoxidável é uma liga de ferro e crómio, podendo conter também níquel, molibdénio e outros elementos, que apresenta propriedades físico-químicas superiores aos aços comuns, sendo a alta resistência à oxidação atmosférica a sua principal característica. As principais famílias dos aços inoxidáveis, classificados segundo a sua microestrutura, são: ferríticos, austeníticos, martensíticos, endurecíveis por precipitação e Duplex. O Aço é uma liga metálica formada essencialmente por ferro e carbono, com percentagens deste último variáveis entre 0,008 e 2,11% 
13) Qual é o teor de carbono num aço SAE 1045?
O teor de carbono num aço SAE 1045 é de 0,45%.
14) Descreva o efeito indesejável decorrente da presença dos elementos hidrogênio, oxigênio, fósforo e enxofre no aço.
O Hidrogênio causa fragilidade. Este efeito ocorre devido a alteração do retículo, ou reticulado cristalino ou, ainda o
rearranjo atômico o oxigênio endurece o aço tornando-o frágil e menos tenaz.
O Fósforo é responsável pela fragilidade a frio, isto é, baixa resistência ao choque à temperatura ambiente, devido ao fato
de dissolver-se na ferrita, endurecê-la e aumentar o tamanho do grão. Entretanto esta influência do fósforo não é séria,
exceto nos aços de alto teor de carbono.
O Enxofre forma com o ferro um sulfeto (FeS) e se localiza no contorno dos grãos. Devido ao baixo ponto de fusão do
FeS, este irá fundir-se nas temperaturas correspondentes às operações de forjamento e laminação, diminuindo a tenacidade
do aço, chegando às vezes a causar sua desintegração pela formação de fissuras durante a ação do martelo de forja ou
cilíndros laminadores.
15) Afinal, qual é a influência da presença de carbono no aço?
O Carbono fornece durabilidade ao aço, exigindo ferramentas de corte e máquinas com melhor rendimento p/ sua usinabilidade. 
16) Apresente e descreva o diagrama de equilíbrio ferro-carbono.
Os diagramas de fase ou diagramas de equilíbrio como também são denominados têm como finalidade mostrar alterações
de estado físico e de estrutura que sofrem as ligas metálicas, em decorrência de aquecimentos ou resfriamentos lentos. O
estudo do diagrama de fases permite-nos compreender porque variações do teor de carbono nos aços resultam na obtenção
de diferentes propriedades, e dessa maneira, possibilitam a fabricação de aços de acordo com propriedades desejadas. 
17) Dê o significado dos seguintes termos/siglas:
Gasômetro: é uma estrutura utilizada para a geração ou armazenagem de gás natural ou gás de cidade. É usado também para se referir ao aparelho empregado para medir o volume de gás gasto por edifícios residenciais, comerciais ou industriais 
Cascão: Resíduo encrustado nas paredes do alto forno.
Refratário: ermo atribuido a um grupo de materiais, em sua maioria cerâmicas, capazes de suportar altas temperaturas sem perde suas propriedades físico-químicas, entre elas, resistência, baixas condutividades e condutividade elétrica.
LD: Linz e Donawitz
IR-UT: Injection Refining-up Temperature
RH-KTB: Ruhstall Heraeus -Kawasaki Top Blowing
PCI: Pulverized Coal Injection
Carro torpedo: Meio mais utilizado para transporte de ferro gusado alto forno para aciaria, tambem pode ser usado para pré-tratamentos coomo dessiliciação, desfosforalção e dessulfuralção, sua capacidade varia de 80t a 600t de ferro gusa transportado.
Metalurgia de panela: Fornos de Panela agem como um intermediário entre os processos de fusão e de fundição, auxiliando no aumento da produtividade e qualidade do aço.