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CAP 1 - AULA 2 - PROCESSO DE PRODUÇÃO DO AÇO

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ESTRUTURAS DE AÇO
PROCESSO DE PRODUÇÃO DO AÇO
PROF. DR. ANDERSON H. BARBOSA
Sumário
Considerações Gerais.
Processo de Produção.
Classificação dos Aços.
Aços Patináveis.
Aços Galvanizados.
Aços Inox.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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CONSIDERAÇÕES GERAIS
Aço: liga de ferro e carbono, geralmente contendo manganês, silício e fósforo, entre outros elementos, que conferem ao material certas propriedades. 
	
Quantidade de carbono: confere diferentes níveis de resistência e dureza. 
Teores de carbono: Podem variar de 0,003 % (extra baixo carbono) até 2,0 % (alto carbono).
Níveis de resistência: Adequação às mais variadas aplicações. 
Usinas siderúrgicas: Atenção especial aos aços para a construção civil – mercado promissor e com grande potencial de crescimento.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Altos-fornos: Junção do minério de ferro, o sínter e o coque, gerando o ferro-gusa.
Coque: é um tipo de combustível derivado do carvão betuminoso.
Sínter: é um aglomerado de partículas finas de minério de ferro.
Aciaria: Unidade que converte o ferro-gusa em aço. 
Nesta etapa os teores de Carbono existentes no gusa são reduzidos em conversores a oxigênio, gerando então o aço.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
O processo de formação do aço se compõem das etapas:
Preparo da matéria-prima: SINTERIZAÇÃO E COQUERIA.
Produção do ferro-gusa: ALTO-FORNO.
Produção e lingotamento do aço: ACIARIA.
Conformação mecânica: LAMINAÇÃO.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Detalhes do processo:
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Detalhes do processo:
Ver vídeo do processo de produção do aço produzido pela GERDAU.
Link: http://www.youtube.com/watch?v=egTzLGb-ECg
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Laminados a Quente:
Produção de bobinas ou chapas de aço laminadas a quente, largamente empregadas na construção civil para fabricação de estruturas metálicas e tubos.
Laminados a Frio:
Produção de chapas com espessura inferior a 1,0 mm, emprega-se o processo de Laminação a Frio das bobinas laminadas a quente. 
Os laminadores a frio funcionam como os laminadores a quente, exceto pelo fato de que o processo é feito à temperatura ambiente.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Perfis Laminados:
O processo é igual até o estágio do lingotamento contínuo, apenas gerando tarugos em vez de placas, que após serem reaquecidos, entram na linha de laminação de perfis para serem conformados a quente nas diversas bitolas padronizadas. 
	
Na unidade de Lingotamento Contínuo, o aço líquido é transformado em placas de aço. 
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Perfis Laminados:
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Processo de produção de perfis:
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
O aço é o material mais reciclado no mundo.
	
Devido às suas propriedades magnéticas, que não são encontradas em nenhum outro material, o aço é facilmente separado de detritos e refugos domésticos.
40% da produção mundial de aço é obtida de aço reciclado. E este índice vem aumentando ano após ano, preservando recursos e o meio-ambiente.
	
A sucata de hoje é o depósito de matéria-prima de amanhã.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
Capacidade de produção nacional:
A indústria nacional está capacitada a produzir vários tipos de aços estruturais em diversas espessuras conforme definidos por normas nacionais e internacionais, como o ASTM A36.
A produção mundial de aço, no ano de 2012, foi superior a 34,5 milhões de toneladas (Instituto Aço Brasil). 
Cerca de 100 países produzem aço, e o Brasil é considerado o 9º produtor mundial.
O aço é produzido em uma grande variedade de tipos e formas, cada qual atendendo eficientemente a uma ou mais aplicações.
	
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Processo de produção
	
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Existem mais de 3500 tipos diferentes de aços e cerca de 75% deles foram desenvolvidos nos últimos 20 anos. 
	
Aços-carbono: Quantidades limitadas dos elementos químicos: carbono, silício, manganês, enxofre e fósforo. Outros elementos químicos existem apenas em quantidades residuais.
Podem ser classificados em:
Aços de baixo carbono: < 0,3% - apresentam grande ductilidade, são bons para o trabalho mecânico e soldagem, utilizados na construção de edifícios, pontes, navios, automóveis, dentre outros usos.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Podem ser classificados em:
Aços de médio carbono: 0,3% a 0,6% - são utilizados em engrenagens, bielas e outros componentes mecânicos, são aços que quando temperados atingem boa tenacidade e resistência. 
Aços de alto carbono: > 0,6% - apresentam elevada dureza e resistência após têmpera, são comumente utilizados em trilhos, molas, engrenagens, componentes agrícolas sujeitos ao desgaste, pequenas ferramentas etc.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Construção civil – Interesse maior nos aços estruturais de média e alta resistência mecânica (resistência e ductilidade, além de outras propriedades). 
Principais requisitos para aços estruturais:
Elevada tensão de escoamento.
Elevada tenacidade.
Boa soldabilidade.
Homogeneidade microestrutural.
Susceptibilidade de corte por chama sem endurecimento.
Boa trabalhabilidade em operações tais como corte, furação e dobramento, sem que se originem fissuras ou outros defeitos.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Por exemplo:
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Aços estruturais existentes: ASTM A36 (MR 250) – classificado como um aço carbono de média resistência mecânica – mais utilizado. 
	
Tendência de uso: Aços de alta resistência e baixa liga – evitar estruturas cada vez mais pesadas. 
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Classificação dos aços
Usos dos aços de alta resistência e baixa liga: 
Aumentar a resistência mecânica permitindo um acréscimo da carga unitária da estrutura ou tornando possível uma diminuição proporcional da seção, ou seja, o emprego de seções mais leves. 
Melhorar a resistência à corrosão atmosférica. 
Melhorar a resistência ao choque e o limite de fadiga. 
Elevar a relação do limite de escoamento para o limite de resistência à tração, sem perda apreciável da ductilidade.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Aços patináveis
Aços Patínaveis ou Aclimáveis: Aços estruturais de maior resistência à corrosão atmosférica.
	
São assim chamados porque, quando expostos sem nenhuma proteção ao ambiente, formam uma camada de óxido protetora, aderente e impermeável na sua superfície, conhecida como pátina.
Vantagens da pátina: Dispensa operações de jateamento e pintura da superfície que fica exposta ao meio ambiente. 
Estas vantagens resultam em redução do custo da obra. 
Aços patináveis: aliam a resistência à corrosão atmosférica à elevada resistência mecânica, boa conformabilidade e boa soldabilidade.
ENGENHARIA CIVIL - ESTRUTURAS DE AÇO
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Aços patináveis
Esta camada de pátina apresenta um efeito protetor da superfície do aço contra a continuidade do processo de oxidação. 
Só acontece após sucessivos ciclos de molhamento e secagem da superfície metálica e é condição obrigatória para a formação da pátina, que de outra maneira não se formará.
Pode levar de 1 a 3 anos para se formar totalmente. 
	
A resistência à corrosão atmosférica deste tipo de aço é no mínimo 3 vezes maior que dos aços estruturais tradicionais.
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Aços patináveis
Uso em atmosferas muito agressivas: 
Locais muito próximos ao mar ou atmosferas industriais com elevada concentração de poluentes atmosféricos, deve-se utilizar a proteção adicional da superfície com camadade pintura. 
Independentemente da agressividade no local, pode-se também utilizar a pintura da estrutura metálica com o objetivo de aumentar sua vida útil ou mesmo apenas para fins estéticos.
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Aços galvanizados
Galvanização: processo de revestimento das chapas de aço.
	
Aplicação: Sobre chapas laminadas a frio, podendo ser realizado por imersão a quente em zinco líquido puro ou com outros metais ou ainda por processo eletrolítico. 
	
Este zinco adere à superfície do aço, formando uma camada contínua e com espessuras variáveis de acordo com sua futura aplicação. 
	
Produção das Usinas Siderúrgicas – Bobinas e chapas revestidas, conferindo ao aço maior resistência à oxidação ou corrosão.
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Aços galvanizados
As chapas de aço zincadas utilizadas na construção civil podem ser classificadas: 
chapas de uso geral (para telhas, componentes e acessórios).
chapas de uso estrutural (para perfis estruturais).
Podem ser usadas em locais com atmosferas mais agressivas, como regiões marinhas e industriais. 
Aplicações: 
Coberturas e tapamentos laterais. 
Estrutura de paredes tipo dry wall. 
Sistema construtivo Light Steel Framing. 
Lajes metálicas do tipo Steel-deck. 
Portas, janelas, caixilhos e esquadrias em geral.
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Aços galvanizados
Um outro tipo de revestimento galvanizado é a associação de alumínio e zinco. 
O aço 55% Al-Zn é o produto de chapas de aço revestidas com liga de 55% Alumínio e 45% de Zinco, que é perfeitamente adequado para a maioria dos tipos de cobertura. 
Nomes comerciais: Galvalume ou Zincalume, dependendo do fabricante. 
Características: 
Alta resistência à corrosão atmosférica. 
Excelente performance em atmosferas agressivas, como industrial e marinha. 
Maior conforto térmico devido à elevada refletividade. 
Beleza estética devido a sua aparência.
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Aços inox
Aço inox: termo empregado para identificar uma família de aços contendo no mínimo 10,5% de cromo, elemento químico que garante ao material elevada resistência à corrosão.
	
Distribuído de forma homogênea por todo o inox, o cromo, ao entrar em contato com o oxigênio do ar, forma uma camada fina, contínua e resistente de óxido sobre a superfície do aço, protegendo-o contra ataques corrosivos do meio ambiente. 
Apesar de invisível, estável e com espessura finíssima, essa película é muito aderente ao inox e tem sua resistência aumentada à medida que se adiciona mais cromo à mistura. 
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Aços inox
Os seguintes elementos de liga são adicionados para proporcionar características específicas:
	
Cromo: A resistência à corrosão dos aços inoxidáveis depende do teor de cromo contido. Quanto maior o cromo contido maior a resistência à corrosão.
Níquel:
Torna o aço mais dúctil.
Pequeno efeito na resistência à corrosão.
Torna o aço não magnético.
Titânio e Nióbio
Evita a combinação do carbono com o cromo evitando perda de resistência à corrosão e melhora a soldabilidade.
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