Resumo do processo FABRICAO DE AO MINRIO CARVO

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Resumo do processo - FABRICAÇÃO DE AÇO • MINÉRIO + CARVÃO (Coque ou carvão

Resumo do processo - FABRICAÇÃO DE AÇO • MINÉRIO + CARVÃO (Coque ou carvão vegetal) + FUNDENTE (calcário) são adicionados ao ALTO FORNO que produz o FERRO GUSA. Este é levado para a ACIARIA (processo pode iniciar aqui com SUCATA) onde é colocado em CONVERSORES OU FORNOS ELÉTRICOS (nesse caso em geral a partir de SUCATA) ONDE É FABRICADO O AÇO. Ainda líquido ele é vazado em grandes lingotes – LINGOTAMENTO CONVENCIONAL, ou na forma de barras de maneira contínua LINGOTAMENTO CONTÍNUO. Sendo após CONFORMADO (laminação, trefilação, forjamento, extrusão) • O FERRO GUSA também é entregue às FUNDIÇÕES, onde é fundido em fornos CUBILÔ para fabricar os FERROS FUNDIDOS. O metal líquido é vazado em moldes de areia com resina com uma cavidade equivalente à forma definitiva da peça a produzir.

Produção do Aço

Produção do Aço

Coqueria Típica Bateria de coqueificação Coque incandescente pronto para ser descarregado

Coqueria Típica Bateria de coqueificação Coque incandescente pronto para ser descarregado

Alto forno • Serve para produzir o ferro gusa, que é uma forma intermediária

Alto forno • Serve para produzir o ferro gusa, que é uma forma intermediária na produção dos aços. • Entra na parte superior do forno minério de ferro, coque (ou carvão vegetal) e fundente (calcáreo). • É insuflado ar pelas ventaneiras, queima o coque gerando CO, que faz a redução do minério de ferro a ferro elementar. Contudo esse ferro incorpora um percentual de carbono (ferro gusa). • Ex. de reação de redução: ½ Fe 2 O 3 + 3/2 CO → Fe + 3/2 CO 2

 • O alto forno é um forno de cuba que opera em regime

• O alto forno é um forno de cuba que opera em regime de contra corrente. • A carga sólida, alimentada pelo topo, desce por gravidade reagindo com o gás que sobe. ½ Fe 2 O 3 + 3/2 CO → Fe + 3/2 CO 2

 • Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o

• Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o processo de refino do aço), a escória (matéria-prima para a indústria de cimento), gases de topo e material particulado. • Uma vez iniciada a campanha de um alto forno ele será operado continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções planejadas.

Produção do Aço Líquido-métodos mais usados atualmente A produção do aço líquido se dá

Produção do Aço Líquido-métodos mais usados atualmente A produção do aço líquido se dá através da oxidação controlada das impurezas presentes no gusa líquido e na sucata. Este processo é denominado refino do aço e é realizado em uma instalação conhecida como aciaria. O refino do aço normalmente é realizado em batelada pelos seguintes processos: - Aciaria a oxigênio – Conversor LD (carga predominantemente líquida). - Aciaria elétrica – Forno elétrico a arco – FEA (carga predominantemente sólida).

Aciaria • A composição do gusa está longe da composição típica dos aços, devendo

Aciaria • A composição do gusa está longe da composição típica dos aços, devendo ser reduzido os teores de carbono, enxofre, fósforo, manganês, entre outros. • O princípio químico é a oxidação dos elementos envolvendo a injeção controlada de O 2 ou de ar saindo na forma de gases ou passando para a escória. • Conversores: ar ou O 2 é soprado durante 15 a 20 min. através ou sobre 100 a 150 ton. de carga, sendo a fonte de calor a própria oxidação dos elementos (reações são exotérmicas) • Tipos de conversores: Thomas, ar insuflado por baixo. Bessemer, ar insuflado por baixo, e LD O 2 insuflado (MAIS USADO) • Fornos elétricos: Utiliza arco elétrico entre 3 eletrodos de grafite e a carga. Em geral utiliza sucata como carga, tempo de corrida 2 horas (em geral usado para aços especiais).

Conversor LD Responsável por cerca 60% (540 milhões ton/ano) da produção de aço líquido

Conversor LD Responsável por cerca 60% (540 milhões ton/ano) da produção de aço líquido mundial, a tecnologia continua a ser a mais importante rota para a produção de aço, particularmente, chapas de aço de alta qualidade. Processo industrial teve início em 1952, quando o oxigênio tornou-se industrialmente barato. A partir daí o crescimento foi explosivo. Permite elaborar uma enorme gama de tipos de aços, desde o baixo carbono aos média-liga.

Conversor

Conversor

TRATAMENTO DO AÇO NA PANELA – Metalurgia de Panela O aço líquido superaquecido absorve

TRATAMENTO DO AÇO NA PANELA – Metalurgia de Panela O aço líquido superaquecido absorve gases da atmosfera e oxigênio da escória. O gás é expelido lentamente com o resfriamento da massa líquida, porém, ao se aproximar da temperatura de solidificação, o aço ferve e os gases escapam rapidamente, formando grandes vazios no aço.

Para evitar grandes vazios no aço, adiciona-se elementos como alumínio e silício na panela.

Para evitar grandes vazios no aço, adiciona-se elementos como alumínio e silício na panela. desgaseificação

Forno de Panela Forno na metalurgia de panela

Forno de Panela Forno na metalurgia de panela

Lingotamento Toda a etapa de refino do aço se dá no estado líquido. É

Lingotamento Toda a etapa de refino do aço se dá no estado líquido. É necessário, pois, solidificá-lo de forma adequada em função da sua utilização posterior. O lingotamento do aço pode ser realizado de três maneiras distintas: - DIRETO: o aço é vazado diretamente na lingoteira; - INDIRETO: o aço é vazado num conduto vertical penetrando na lingoteira pela sua base; - CONTÍNUO: o aço é vazado continuamente para um molde de cobre refrigerado à água.

Lingotamento Contínuo

Lingotamento Contínuo

Lingotamento Contínuo O lingotamento contínuo é um processo pelo qual o aço fundido é

Lingotamento Contínuo O lingotamento contínuo é um processo pelo qual o aço fundido é solidificado em um produto semi-acabado, tarugo, perfis ou placas para subseqüente laminação. Antes da introdução do lingotamento contínuo, nos anos 50, o aço era vazado em moldes estacionário (lingoteiras). Seções possíveis no lingotamento contínuo (mm)

Conformação A grande importância dos metais na tecnologia moderna deve-se, em grande parte, à

Conformação A grande importância dos metais na tecnologia moderna deve-se, em grande parte, à facilidade com que eles podem ser produzidos nas mais variadas formas, para atender a diferentes usos. Os processos de fabricação de peças a partir dos metais no estado sólido podem ser classificados em: - Conformação Mecânica: volume e massa são conservados; - Remoção Metálica ou Usinagem: retira-se para se obter a forma desejada; material

Conformação Os processos de conformação mecânica podem ser classificados de acordo com o tipo

Conformação Os processos de conformação mecânica podem ser classificados de acordo com o tipo de força aplicada ao material: - Compressão direta: Forjamento, Laminação; - Compressão indireta: Embutimento; Trefilação, Extrusão, - Trativo: Estiramento; - Dobramento: Dobramento; - Cisalhamento: Corte.

LAMINAÇÃO Os semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos chamados laminadores e transformados

LAMINAÇÃO Os semi-acabados, lingotes e blocos são processados por equipamentos chamados laminadores e transformados em uma grande variedade de produtos siderúrgicos, cuja nomenclatura depende de sua forma e/ou composição química.

Produtos Siderúrgicos: 1) FERRO GUSA ( ferro bruto ou ferro de 1 a fusão)

Produtos Siderúrgicos: 1) FERRO GUSA ( ferro bruto ou ferro de 1 a fusão) Ø Ferro gusa é uma forma intermediária pela qual passa praticamente todo o ferro utilizado na produção do aço. É um produto de primeira fusão obtido a partir da redução do minério em alto-forno.

Alto Forno

Alto Forno

Composição Química: contém em torno 4 % de carbono sob forma de cementita (Fe

Composição Química: contém em torno 4 % de carbono sob forma de cementita (Fe 3 C). Possui como principais impurezas: silício → 0, 3 a 2% enxofre → 0, 01 a 1% fósforo → 0, 05 a 2% manganês → 0, 5 a 2%

Características: o ferro gusa, também chamado de ferro bruto é duro e quebradiço, com

Características: o ferro gusa, também chamado de ferro bruto é duro e quebradiço, com baixa resistência mecânica, devido ao excesso de carbono. Utilização: confecções de peças submetidas a pequenos esforços. que são

2) FERRO FUNDIDO Ø Liga ternária (Fe, C, Si) cujo teor de carbono se

2) FERRO FUNDIDO Ø Liga ternária (Fe, C, Si) cujo teor de carbono se situa aproximadamente. acima de 2% Ø Silício está freqüentemente presente em teores superiores ao próprio carbono. Ø O carbono está geralmente presente em grande parcela, na forma “livre”.

Composição química: Os elementos mais influentes são o carbono e o silício. O manganês

Composição química: Os elementos mais influentes são o carbono e o silício. O manganês está sempre presente. As outras impurezas normais são o fósforo e o enxofre. Composição Química Percentual: carbono → 2 a 4% manganês → 0, 3 a 1% silício → 1 a 3% fósforo → 0, 1 a 1% enxofre → 0, 05 a 0, 25% ferro → restante

Obtenção de Ferro Fundido: O material da primeira fusão (ferrogusa) obtido em alto forno

Obtenção de Ferro Fundido: O material da primeira fusão (ferrogusa) obtido em alto forno é levado a uma fundição e refundido junto com sucata de ferro fundido e aços em forno cubilô, dando origem ao ferro fundido de segunda fusão com 2, 3 a 3, 5 % de carbono. Forno cubilô

Utilização: peças geralmente, chamadas peças de ferro-fundido. Exemplos: carcaça de motor, panelas (caçarolas), fogão

Utilização: peças geralmente, chamadas peças de ferro-fundido. Exemplos: carcaça de motor, panelas (caçarolas), fogão à lenha, lareiras, etc. 3) AÇO COMUM ( Aço - Carbono) Liga de ferro carbono (Fe-C) contendo geralmente de 0, 008 a 2% de carbono, além de certos elementos resultantes do processo de fabricação.

Composição química: os elementos resultantes do processo de fabricação são: manganês → 0, 3

Composição química: os elementos resultantes do processo de fabricação são: manganês → 0, 3 a 0, 6% silício → 0, 1 a 0, 3% fósforo → máximo de 0, 04% enxofre → máximo de 0, 05% carbono → 0, 08 a 2% ferro → restante

Efeito dos elementos: os aços comuns, além do carbono que é o seu principal

Efeito dos elementos: os aços comuns, além do carbono que é o seu principal elemento de liga, apresentam manganês (Mn), silício (Si), fósforo (P) e enxofre como elementos sempre presentes, em função das matérias primas que foram utilizadas na fabricação de ferro gusa e do aço. Por essa razão, esses elementos são normalmente especificados.

Composição química de aços comuns especificação

Composição química de aços comuns especificação

4) AÇOS ESPECIAIS (Aço-liga) Ø São aços que contém outros metais que lhe foram

4) AÇOS ESPECIAIS (Aço-liga) Ø São aços que contém outros metais que lhe foram adicionados intencionalmente com a finalidade de dar certas propriedades aos aços

§ AÇOS-MANGANÊS, no estado fundido ou laminado, contêm carbonetos que conferem grande fragilidade ao

§ AÇOS-MANGANÊS, no estado fundido ou laminado, contêm carbonetos que conferem grande fragilidade ao material: alongamento e estrição às vezes inferiores a 1%. Sua resistência à tração, nesses estados, varia de 42 a 49 kgf/mm². § AÇOS CARBONO-CROMO, são aços empregados em esferas e roletes para mancais, pertencentes às classes SAE 50100, com 0, 40 a 0, 60% de cromo, SAE 51100, com 0, 90 a 1, 15% de cromo e SAE 52100 com cromo entre 1, 30 a 1, 60%. São temperados em óleo, podendo atingir durezas de 65 a 67 Rockwell C.

AÇO INOXIDÁVEL (AÇO INOX) CARACTERÍSTICAS: Ø Resistem à corrosão atmosférica, resistindo à ação de

AÇO INOXIDÁVEL (AÇO INOX) CARACTERÍSTICAS: Ø Resistem à corrosão atmosférica, resistindo à ação de meios gasosos ou líquidos. Ø Os aços inoxidáveis mais importantes são os que contêm cromo e níquel e, em menor grau, cobre, silício, molibdênio e alumínio.

Quanto à composição química, o cromo é o elemento principal; 10% de Cr no

Quanto à composição química, o cromo é o elemento principal; 10% de Cr no mínimo são necessários e com 20%, 30%, se atinge a passividade completa, em segundo lugar está o níquel, que em teores acima de 7%, melhora a resistência à corrosão pelo ataque de soluções de cloreto neutras, como também as propriedades mecânicas. O carbono pouco difere no aço inox, além do mais quando em forma de carbonetos, o prejudica afetando suas propriedades mecânicas.

Dada a grande variedade de aços, procura-se constantemente criar sistemas para classificação. A classificação

Dada a grande variedade de aços, procura-se constantemente criar sistemas para classificação. A classificação mais comum é a que considera a composição química do aço. Dentre os sistemas mais conhecidos, os mais usados são: - SAE: Society of Automotive Engeneers (Sociedade de Engenharia Automotiva) -AISI: American Iron and Steel Institute (Instituto Americano de Ferro e aço) - ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas

Composição química de aço inox mais importantes

Composição química de aço inox mais importantes