1 - Noções de Siderurgia

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NOÇÕES DE 
SIDERURGIA
Felipe Nylo de Aguiar, 
MSc.
METALURGIA
• Arte de extrair dos minérios os metais, 
elaborá-los e conformá-los com o fim de 
produzir os objetos necessários à 
humanidade.
– Siderurgia metalurgia do ferro e suas ligas
– Metalurgia dos não ferrosos metalurgia dos 
outros metais, como do alumínio e suas ligas, do 
cobre e suas ligas, do ouro, etc.
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HISTÓRICO
• Logo após a descoberta do Brasil pelos portugueses,
ocorreu por aqui enorme procura pelos metais. Em 1554
o Padre Anchieta relatou à Corte Portuguesa a existência
de ferro e em 1587 Afonso Sardinha iniciou a produção
de ferro na Freguesia de Santo Amaro, São Paulo.
• Mais tarde foram descobertas as grandes jazidas de ferro
das Minas Gerais, pensando-se, na ocasião, que eram
reservas inesgotáveis, a ponto de uma pessoa ilustre
denominar Minas Gerais de peito de ferro das Américas.
• Apesar de tão grande potencial, Portugal impediu o
desenvolvimento da siderurgia brasileira durante o
período colonial.
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HISTÓRICO
• Um fato histórico notável foi a entrada do Brasil na 2ª
Guerra Mundial, no bloco dos Aliados, quando
recebemos assessoria americana para a implantação da
CSN, empresa que consolidou nosso país como produtor
de aço.
• A consolidação do parque siderúrgico nacional foi
liderado pela SIDERBRÁS durante o governo militar, que
construiu e ampliou as grandes usinas siderúrgicas
estatais para darem sustentação a todo o parque
industrial brasileiro. Entre elas destaca-se a CSN, COSIPA,
USIMINAS, Cia. Ferro e Aço de Vitória, CST e AÇOMINAS.
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PRODUÇÃO MUNDIAL
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PRODUÇÃO MUNDIAL
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MAIORES PRODUTORES
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Companhia 2007 (Mt)
1 ArcelorMittal 117,2
2 Nippon Steel Corporation – NSC 34,7
3 JFE 32,0
4 Posco 30,1
5 Baosteel 22,5
6 US Steel 21,2
7 Nucor 20,3
8 Tangshen 19,1
9 Corus 18,3
10 Riva 18,2
15 Grupo Gerdau 15,6
• Mesmo sendo o maior grupo 
de aço do mundo, a 
ArcelorMittal responde a 
apenas cerca de 10% da 
produção. 
AÇO PER CAPITA
• Fator que ajuda a explicar a relativa baixa produção 
brasileira (kg/habitante).
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PRODUÇÃO BRASILEIRA
• O parque produtor de aço é composto por 25 usinas, sendo 11 
integradas e 14 semi-integradas, administradas por 9 grupos 
empresariais: ArcelorMittal, Sistema Usiminas, Grupo Gerdau, CSN, 
V&M, Barra Mansa, Aços Villares, Villares Metals e (desde 2009) CSA.
• No Brasil, 76% da produção de aço provém de aciarias com fornos 
básicos a oxigênio e os 5 maiores produtores, Açominas, Cosipa, CSN, 
ArcelorMittal Tubarão e Usiminas, são responsáveis por 2/3 da 
produção brasileira.
• Investimentos na expansão do parque siderúrgico nacional:
– V&M: 2ª usina em Minas Gerais (1,0 Mt);
– Projeto Ceará (CSP): 2,5 Mt;
– Expansões Usiminas e Gerdau Açominas.
• Com os investimentos, projeta-se para 2012 uma produção acima de 
50 Mt.
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ETAPAS DE PRODUÇÃO
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1 2 3
PRINCIPAIS ROTAS
11
PRINCIPAIS ROTAS
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63,6%
33,1%
Outros: 3,3%
PRINCIPAIS ROTAS
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ETAPAS DE PRODUÇÃO
Mineração Redução Refino Conformação
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• Mineração Extração econômica dos minérios, através de 
pesquisa geológica, desmonte e transporte.
• Nesta etapa as matérias-primas são extraídas, britadas, moídas, 
classificadas (granulometria e CQ) e aglomeradas com adição ou 
não de outras matérias-primas de forma a facilitar ou otimizar a 
etapa posterior de redução.
ETAPAS DE PRODUÇÃO
Mineração Redução Refino Conformação
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• Minério  Agregado de ocorrência natural, do qual retiram-se 
metais ou ligas, sendo sua exploração economicamente viável.
• Ganga Parte “não útil” do minério, considerada impurezas 
(sílica, enxofre, fósforo).
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Ferro é extraído do seu óxido, passando neste 
processo a ser ligado a um elevado teor de carbono e 
se liquefaz, passando a ser chamado de FERRO-GUSA 
ou ferro de 1ª fusão ou ainda ferro fundido 
(geralmente com alteração adicional de sua CQ).
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Redução Refino Conformação
REDUÇÃO
• Gusa líquido:
– %C: 4,2 a 4,4
– %Si: 0,4 a 0,7
– %Mn: 0,6 a 0,8
– %P < 0,15
– %S < 0,04
– Temperatura: 1300 a 1400ºC
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ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Ferro-gusa é levado para a ACIARIA, ainda em estado 
líquido, para ser transformado em aço, mediante 
redução do teor de carbono e de impurezas.
• Também nesta etapa são feitas adições de elementos 
químicos para alterar diversas propriedades do aço.
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Redução Refino Conformação
REFINO
• Aço é uma liga de ferro contendo carbono
entre 0,008 e 2%, além de pequenas
quantidades de outros elementos, para fazê-lo
resistente e maleável.
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Composição química típica (%)
Tipo de Aço C Mn P S Al
0,06 0,15 0,030 0,015 0,050SAE 1008
0,11 1,35 0,020 0,004 0,030API X60
Nb V
0,025 0,050
4,7 0,6-0,8 <0,15 <0,04 Si: 0,4 a 0,7Gusa
FLUXO PRODUTIVO
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ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Aço solidificado é deformado mecanicamente e 
transformado em produtos siderúrgicos utilizados 
pela indústria de transformação (chapas, bobinas, 
vergalhões, arames, perfis, barras, etc).
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Redução Refino Conformação
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Com a evolução da tecnologia, as fases de redução, 
refino e conformação estão sendo integradas, 
visando atingir maior velocidade, maior rendimento 
do processo através da redução de descarte de 
material e menores custos de produção.
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Redução Refino Conformação
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Com base nestas etapas de produção, podemos 3 
tipos de usinas siderúrgicas:
1. Integradas
2. Semi-integradas
3. Não integradas
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Redução Refino Conformação
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Usinas integradas
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Redução Refino Conformação
Redução Refino -
Ferro-gusa Aço
Produtos
Acabados
FLUXOGRAMA 
AMT
FLUXOGRAMA SIDERAR
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PROCESSO INTEGRADO DE FABRICAÇÃO DE AÇO 
 
 
 
PROCESSO INTEGRADO DE FABRICAÇÃO DE AÇO 
 
 
 
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Usinas semi-integradas (mini-mills)
• O processo pela operação de AF`s a coque impõe às usinas 
integradas clássicas uma capacidade mínima de 3Mt/ano.
• Mini-mills 250 mt/ano (aços não-planos)
 1 Mt/ano (aços planos)
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- Refino Conformação
Ferro-gusa
Sucata
Aço
Produtos
Acabados
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Usinas não integradas
• Redução  Siderúrgica Ibiraçu e CBF (guseiros)
• Conformação relaminadores
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Redução - Conformação
Ferro-gusa
Sucata
Aço
Produtos
Acabados
ETAPAS DE PRODUÇÃO
• Usinas integradas
• Combina características das plantas tradicionais e mini-mills.
• Ponto de partida Minério de ferro
• Pelo fato de apresentar menos impurezas que a sucata, o DRI 
possibilita a fabricação de aços mais nobres.
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Redução Direta Refino (EAF) Conformação
DRI Aço
Produtos
Acabados
FLUXOGRAMA DA SIDERÚRGICA BELGO MINEIRA ACIARIA ELÉTRICA
ETAPAS DE PRODUÇÃO
Redução Refino Conformação
Centros de 
Serviço
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• Processam os produtos siderúrgicos através de operações de 
decapagem, laminação a frio, tratamentos térmicos, aplicação de 
revestimentos, corte e serviços de soldagem, disponibilizando os 
produtos numa forma, dimensões, acabamento e quantidade mais 
apropriado para aplicação em outras indústrias como, por exemplo, 
montadoras do segmento automobilístico, construção civil, 
estaleiros, etc.
PRODUTOS SIDERÚRGICOS
• Grau de acabamento
– Semi-acabados
– Acabados
• ComposiçãoQuímica
– Ferros Fundidos
– Aços
– Fe-ligas
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Planos
Longos
GRAU DE ACABAMENTO
• Semi-acabados ou intermediarios
– Em virtude de praticamente não existir aplicação direta 
para os mesmos, salvo para posterior processamento por 
laminação, extrusão, forjamento, etc. que os 
transformarão em produtos finais, ou seja, ACABADOS.
– ABNT (NBR 6215:86)  área de seção transversal e forma:
• Bloco  (A > 22.500mm2) + (Altura/Espessura =< 2)
• Tarugo  (A =< 22.500mm2) + (Largura/Espessura=<2)
• Placa  seção transversal retangular com Esp > 80 mm 
e (Largura/Espessura > 4)
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GRAU DE ACABAMENTO
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• Acabados Planos
GRAU DE ACABAMENTO
• Acabados Planos
– Obtidos por laminação a quente e/ou a frio em cilindros 
lisos. Dividem-se em:
• Bobina  Larg >= 500mm enrolado forma cilíndrica
• Bobina  BQ (1,2<Esp<5,0), BF (0,38<Esp<3,0), BZ
• Chapa  (Esp >= 0,38 mm) + (Larg >= 500 mm)
• Chapa  Chapa Grossa = (Esp < 5,0 mm)
• Folha  (Esp =< 0,38 mm) + (Larg >= 500 mm)
• Fita  (Esp =< 1,27 mm) + (Larg =< 32 mm)
• Tira  (Larg < 500 mm)
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GRAU DE ACABAMENTO
• Acabados Planos
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GRAU DE ACABAMENTO
• Acabados Longos (Não-planos)
– Barras
– Fios (fio-máquina  5 a 13 mm)
– Tubos
– Perfis Comuns
– Perfis Especiais
– Trilhos
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA
• Fe-ligas
– Ligas de ferro com outros metais ou metalóides, 
exceto o carbono, quase sempre produzidas em 
fornos elétricos, que se destinam principalmente a 
servir de adição em outros processos siderúrgicos 
como fundição e aciaria.
– FeSi, FeMn, FeMo, FeCr
– FeSiMn, FeP, FeV, FeW, FeTi
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA
• Ferros Fundidos
– FF Comuns  Ligas Fe-C com 2 < %C < 6,7, contendo 
pequenas porcentagens de outros elementos, como 
Mn, Si, P e S.
– Baixa resistência ao choque, tração, deformação, 
sendo por isso geralmente usados na forma em que 
são fundidos.
– FF Especiais  Adições de Ni, Cr, Mo. Melhores 
propriedades podem ser obtidas através de 
adequadas condições de solidifcação e/ou 
tratamentos térmicos.
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felipenylo@ucl.br
OBRIGADO
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