Aula 4_ Metais_aço para concreto armado_fabricação

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Aço para concreto armado 
Fabricação 
Universidade de Pernambuco 
Escola Politécnica 
Curso: Engenharia Civil 
Disciplina: Materiais de Construção II 
Profa. Dra. Yêda Vieira Póvoas 
Normas aplicáveis 
 ABNT NBR 7480 
 Aço destinado a armaduras para estruturas 
de concreto armado — Especificação 
 
 ABNT NBR 6118 
 Projeto e execução de obras de concreto 
armado – Procedimento 
Definições 
 Aço 
 “Liga ferrosa passível de deformação plástica que 
em geral apresenta teor de carbono entre 0,008 e 
2% na sua forma combinada e/ou dissolvida e que 
pode conter elementos de liga adicionados ou 
residuais” 
NBR 6215/1986 
Aços para concreto armado 
fabricados no Brasil têm teor médio 
de carbono entre 0,4 e 0,6% 
Definições 
 Barras 
 “produtos de diâmetro nominal 6,3 mm ou superior, 
obtidos exclusivamente por laminação a quente sem 
processo posterior de deformação mecânica” (CA-50 e 
CA-25) 
 
 Fios 
 “produtos de diâmetro nominal 10,0 mm ou inferior, 
obtidos a partir de fio-máquina por trefilação ou 
laminação a frio” (CA-60) 
NBR 7480/2007 
Processo de fabricação 
Fronteira FERRO X AÇO Revolução Industrial 
 Houve a invenção do Alto-Forno que corrigia as impurezas do 
ferro e permitiam adicionar propriedades como resistência ao 
desgaste, ao impacto, à corrosão, etc. 
 Para a retirada das impurezas do minério de ferro a cal foi 
inserida ao processo, formando como produto final, a escória. 
 O carbono foi inserido ao ferro sendo utilizado na siderurgia na 
forma de carvão mineral, e em alguns casos, carvão vegetal. 
 O aço é uma liga de ferro e carbono. 
Processo de fabricação 
 Integradas 
 Redução 
 Refino 
 Laminação 
 
 Semi-integradas 
 Refino 
 Laminação 
 
Classificação das usinas siderúrgicas 
segundo seu processo produtivo 
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Processo de fabricação 
Redução 
 Para retirada do oxigênio e outras impurezas, o 
processo de redução é realizado em um Alto-Forno 
utilizando o coque como combustível (forma especial 
de carvão mineral) ou mesmo o carvão vegetal 
 1. Ventaneiras 
 2. Zona de fusão 
 3. Zona de redução dos óxidos de ferro 
 4. Zona de redução dos óxidos de ferro 
 5. Goela 
 6. Alimentação de CARGA METÁLICA (minério de 
ferro, pelotas, sinter), FUNDENTES (calcário, 
quartzo e dolomita), e COMBUSTÍVEL REDUTOR 
(coque siderúrgico ou carvão vegetal) 
 7. Escapamento de gases 
 8. Camadas de carga metálica e combustível 
(coque ou carvão vegetal) 
 9. Não é mais utilizado um canal específico para 
remoção de escória. Atualmente a escória que é 
mais leve que o ferro gusa, é removida junto com 
este pelo FURO DE VAZAMENTO e separada por 
um sifão no CANAL DE CORRIDA que fica na ÁREA 
DE VAZAMENTO fora do forno. Altos fornos de 
grande porte que obrigatoriamente usam COQUE 
como combustível, utilizam duas ou três áreas de 
corrida 
 10.CANAL PRINCIPAL para vazamento de FERRO 
GUSA e ESCÓRIA 
 11. Chaminé para escoamento dos gases 
liberados Wikipedia 
Alto-forno 
O minério entra e perde sua umidade 
 
Zona de redução – o óxido de carbono da 
combustão do coque reduz o minério a metal 
 Fe2O3 + CO  2FeO + CO2 
GOELA 
No início da rampa completa-se a reação 
 FeO + CO  Fe + CO2 
O metal puro goteja através da escória e fica 
armazenado no cadinho até sua extração 
Sub-produto do Alto-Forno gerado durante a remoção de impurezas 
do minério no processo de fundição dos metais. Durante a fundição, 
quando o minério é exposto a temperaturas elevadas, estas 
impurezas são separadas do metal fundido e podem ser removidas. 
Escória 
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Devido à sua constituição, também pode cumprir outras funções tais 
como assistir no controle de temperaturas de fusão e na minimização 
da re-oxidação do produto final. 
Wikipedia 
A escória possui várias aplicações comerciais e só raramente é 
desprezada. É frequentemente reprocessada para separar quaisquer 
metais que possa conter. Os subprodutos deste processo podem ser 
usados em cimento, lastro para linhas de caminho de ferro e para 
fertilizante. 
Wikipedia 
http://www.ferroeste.com.br/ 
A escória resultante da produção de aço é desenhada para minimizar a 
perda de ferro e por consequência é constituida principalmente por 
cálcio, magnésio e alumínio. 
 
http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/aco/processo--etapas.asp
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&ved=0CAYQjB0&url=http%3A%2F%2Fwww.alunosonline.com.br%2Fquimica%2Fproducao-ferro.html&ei=TAEOVf78E5HIsASyooAg&bvm=bv.88528373,d.cWc&psig=AFQjCNH3qgibb4qPqZAlx2FTHM5FlQjzMQ&ust=1427066230077837
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Resultado do processo de refino do 
minério de ferro que contém pequenas 
porcentagens de carbono (cerca de 5%) 
e, por isso, é quebradiço. 
 
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Ferro-Gusa 
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Processo de fabricação 
Refino 
 Processo onde o ferro-gusa recebe a adição de ligas 
metálicas específicas e oxigênio na aciaria para 
transformá-lo em aço. 
Uma lança sopra oxigênio em alta pressão para o interior do forno, 
produzindo reações químicas que separam as impurezas, como os 
gases e a escória. 
Aciaria LD 
Wikipedia 
www.ebah.com.br 
A principal reação química no convertedor ocorre entre o oxigênio 
injetado e o carbono presente no ferro gusa, gerando gases que são 
eliminados no convertedor. Estes gases se combinam e retiram o carbono 
do gusa, dando origem ao aço. Wikipedia 
Aula UFPR 
Aciaria elétrica 
slideplayer.com.br 
http://www.alunosonline.com.br/quimica/producao-ferro.html
http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/aco/processo--etapas.asp
http://pt.wikipedia.org/wiki/Oxig%C3%AAnio
http://pt.wikipedia.org/wiki/Rea%C3%A7%C3%A3o_qu%C3%ADmica
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfHKcAD/conversor-oxigenio
http://slideplayer.com.br/slide/345911/
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 Refino primário 
 Acontece no 
convertedor. O ferro-
gusa adicionado a 
sucata de aço é 
transformado em aço. 
Nesta fase são 
removidos o silício, o 
manganês, e 
principalmente o 
carbono 
 Refino secundário 
 São feitas correções 
mais específicas e 
controladas. A 
composição é corrigida 
com adição de ferro-
ligas. Geralmente utiliza-
se Forno-Panela para 
este acerto de 
composição química 
O processamento na aciaria divide-se 
em refino primário e refino secundário 
Forno Panela 
www.scielo.br 
www.infoescola.com 
https://www.youtube.com/
watch?v=CrqfRuACeqE 
www.acobrasil.org.br 
Processo de fabricação 
Lingotamento 
 Processo onde ocorre a solidificação do aço líquido 
Lingotamento contínuo 
 Forno panela 
 
Distribuidor 
 
Caçamba de 
 Emergência 
 
Câmara de 
refrigeração 
 
Lingoteira 
 Rolo extrator 
 
Tesoura 
 
Tarugos 
 
Leito de resfriamento 
 
www.ebah.com.br 
 É aberta uma válvula na parte inferior do Forno Panela para transferir o 
material para o distribuidor, e deste para as lingoteiras de seção quadrada 
que são de cobre e refrigeradas externamente com água. Dá-se início ao 
processo de solidificação do aço através da formação de uma fina casca 
sólida na superfície do material. 
O aço normalmente é solidificado 
na forma de Placas, Blocos ou 
Tarugos 
www.carneirocarbon.com.br 
Após a passagem pela lingoteira 
existe a câmara de refrigeração, 
onde é feita a aspersão de água 
diretamente sobre a superfície 
sólida e ainda rubra do material, 
auxiliando a solidificação do 
mesmo até o núcleo. 
portuguese.alibaba.com 
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0366-69132014000100018&script=sci_arttext
http://www.infoescola.com/industria/fabricacao-de-aco/
http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/aco/processo--etapas.asp
http://www.ebah.com.br/content/ABAAABLR4AC/belgo50-60
http://www.carneirocarbon.com.br/inftecnicas/aco.php
http://portuguese.alibaba.com/product-gs/steel-billet-continuous-casting-machine-511999253.html
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Processo de fabricação 
Laminação 
 Processo de deformação mecânica onde haverá a 
redução da seção do tarugo através da passagempor 
dois cilindros paralelos em rotação. 
Pode haver laminação a quente ou a frio. 
Laminação a quente 
O aço é conformado entre 
dois cilindros 
Laminação a quente 
Aula UFPR 
Laminação a quente Laminação a quente 
http://www.acobrasil.org.br/site/portugues/aco/processo--etapas.asp
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Laminação a quente 
Aula UFPR 
Laminação a quente 
Aula UFPR 
Laminação a frio 
Aula UFPR 
Encruamento 
Quando o aço é submetido a 
esforços que tendem a deformá-lo a 
frio, os grãos tendem a se orientar 
no sentido da deformação 
Encruamento 
As propriedades mecânicas são 
alteradas: 
 
 
 resistência à tração 
 dureza 
 limite de escoamento 
 
 
 deformação até a ruptura 
 ductilidade 
 alongamento 
O encruamento pode ser superficial e a camada encruada facilmente se oxida. 
 
Se o aço encruado for aquecido (40% da temperatura de fusão), os cristais 
tenderão a se reagrupar e o encruamento, a desaparecer. 
Trefilação a frio 
Aula UFPR Aula UFPR 
Tratamento térmico