ESTRUTURAS DE AÇO. 2 Processo Metalúrgico Metalurgia designa um conjunto de procedimentos e técnicas para extração, fabricação, fundição e tratamento

ESTRUTURAS DE ESTRUTURAS DE AÇO AÇO

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Processo MetalúrgicoProcesso Metalúrgico

MetalurgiaMetalurgia designa um conjunto de designa um conjunto de procedimentos e técnicas para procedimentos e técnicas para extração, fabricação, fundição e extração, fabricação, fundição e tratamento dos metais e suas ligas.tratamento dos metais e suas ligas.


Os primeiros metais a serem Os primeiros metais a serem descobertos foram os metais nobres, descobertos foram os metais nobres, que por não reagirem com outros que por não reagirem com outros elementos podiam ser encontrados elementos podiam ser encontrados na sua forma bruta na natureza. na sua forma bruta na natureza.

Esses metais passaram a ser Esses metais passaram a ser trabalhados quando se descobriu trabalhados quando se descobriu que o calor poderia amolecê-los e que o calor poderia amolecê-los e trabalhá-los.trabalhá-los.

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SiderurgiaSiderurgia é o ramo da metalurgia é o ramo da metalurgia que se dedica à fabricação e que se dedica à fabricação e tratamento do aço. tratamento do aço.

As propriedades das ligas ferrosas As propriedades das ligas ferrosas dependem:dependem: Composição química (%C, %P, %Mn, etc.)Composição química (%C, %P, %Mn, etc.) MicroestruturaMicroestrutura Condições de processamentoCondições de processamento

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Processo SiderúrgicoProcesso Siderúrgico

Aço x Ferro FundidoAço x Ferro Fundido

Quanto menor a concentração de Quanto menor a concentração de carbono a liga se torna mais dúctil e carbono a liga se torna mais dúctil e tenaz, porém menos duro.tenaz, porém menos duro.

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0,008 2,1 6,67

Aços Ferros Fundidos

%C


6 6

00

300300

600600

900900

12001200

15001500

1950

1950

1960

1960

1970

1970

1980

1980

1985

1985

1990

1990

1994

1994

1999

1999

2001

2001

2003

2003

2005

2005

2010

P

2010

P

2015

P

2015

P

Fonte: IISI – World Steel in Figures / WSDFonte: IISI – World Steel in Figures / WSD

CrescimentoCrescimento““Boom”Boom”Pós-GuerraPós-Guerra1950 ~ 19741950 ~ 1974

EstagnaçãoEstagnaçãoChoques do PetróleoChoques do PetróleoRecessãoRecessão1974 ~ 19941974 ~ 1994

CrescimentoCrescimentoSustentadoSustentadoEfeito-China Efeito-China 1998 ~ 20051998 ~ 2005

Milhões de tMilhões de t

Previsão

Previsão

~ 4,0 %~ 4,0 %

200520051,130 1,130 bilhão tbilhão t

5,3% ao ano

5,3% ao ano

0,2 % ao ano0,2 % ao ano5,6 % ao ano5,6 % ao ano

2006e2006e

1,171,17

bilhão tbilhão t

2010: 1,55 Bilhão t2010: 1,55 Bilhão t


Classificação das usinas Classificação das usinas siderúrgicas:siderúrgicas: Integradas - Integradas - que operam as três fases que operam as três fases

básicas: redução, refino e laminação; básicas: redução, refino e laminação; Semi-integradas - Semi-integradas - que operam duas que operam duas

fases: refino e laminação. Estas usinas fases: refino e laminação. Estas usinas partem de ferro gusa, ferro esponja ou partem de ferro gusa, ferro esponja ou sucata metálica adquiridas de terceiros sucata metálica adquiridas de terceiros para transformá-los em aço em aciarias para transformá-los em aço em aciarias elétricas e sua posterior laminação. elétricas e sua posterior laminação.

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Sinterização

Alto Forno

Aciaria

Lingotamento

Laminação

Expedição

Utilidades

Manutenção

Meio Ambiente


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SinterizaçãoSinterização

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SinterizaçãoSinterização

Sinter Feed (Minério de menor granulometria)Fundentes (Ex.: calcário)Reagentes para controle químico (Ex.: Mn)Carepa de laminaçãoPó do sistema de desempoeiramento do AFMaterial coletado nos sistemas de desempoeiramentoMaterial de limpeza da Usina

Sinter (5mm a 50mm)

Alto Forno - AFAlto Forno - AF O alto-forno visa a produção de ferro-gusa a partir O alto-forno visa a produção de ferro-gusa a partir

de óxidos de ferro (sínter, pelota, minério) de óxidos de ferro (sínter, pelota, minério) utilizando como agente redutor e combustível, o utilizando como agente redutor e combustível, o carbono proveniente do coque e de injeções (carvão carbono proveniente do coque e de injeções (carvão pulverizado, GN, óleo combustível) e o ar como pulverizado, GN, óleo combustível) e o ar como comburente (enriquecido ou não de O2).comburente (enriquecido ou não de O2).

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AF

Gusa

Ar1000 m3

Escória

Alto Forno

Carga metálicaCoque Gas

1150 m3

Alto Forno - AFAlto Forno - AF

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Metálico

Coque

Zona coesiva

Raceway

Furo de gusa

Gás de topo

Homem morto

Cadinho

Principais ReaçõesC(coque) + O2 (ar) --> CO /

CO2

3 Fe2O3 + CO --> 2Fe3O4

+ CO2

Fe3O4 + CO --> 3FeO +

CO2

FeO + CO --> Fe +

CO2


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AciariaAciaria

O processo da aciaria tem como objetivo a O processo da aciaria tem como objetivo a transformação do ferro gusa em aço transformação do ferro gusa em aço através da injeção de oxigênio na carga através da injeção de oxigênio na carga metálica nos convertedores e fornos metálica nos convertedores e fornos panela.panela.

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AciariaAciaria

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•Ferro gusa•Sucata metálica•Elementos de liga (Al, Cr, Mo, Ti, Tg)•Briquetes•Oxigênio

•Aço com %C dentro do especificado•Elementos de liga

•Aço conforme especificação

•Tarugos•Carepa (resíduo)

Aciaria – Lingotamento Aciaria – Lingotamento ContínuoContínuo

Principal resíduo:Principal resíduo: Carepa: produto da oxidação, é uma Carepa: produto da oxidação, é uma

camada de óxidos que ocorre na camada de óxidos que ocorre na superfície do aço durante o processo de superfície do aço durante o processo de fabricação a quente e através de uma fabricação a quente e através de uma reação com o meio externo. reação com o meio externo.

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LaminaçãoLaminação A laminação é um processo de conformação que A laminação é um processo de conformação que

consiste na passagem de um corpo sólido (peça) consiste na passagem de um corpo sólido (peça) entre dois cilindros que gira à uma mesa entre dois cilindros que gira à uma mesa velocidade periférica em sentidos contrários. velocidade periférica em sentidos contrários. Dessa maneira, a peça inicial com maior Dessa maneira, a peça inicial com maior dimensão sofre uma deformação plástica o que dimensão sofre uma deformação plástica o que resulta numa diminuição da secção transversal e resulta numa diminuição da secção transversal e aumento do comprimento. Barras de seção aumento do comprimento. Barras de seção circular e hexagonal e perfis estruturais como: circular e hexagonal e perfis estruturais como: vigas em I, calhas e trilhos são produzidos em vigas em I, calhas e trilhos são produzidos em grande quantidade por laminação a quente com grande quantidade por laminação a quente com cilindros ranhuradoscilindros ranhurados

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Descrição do Processo Descrição do Processo SiderúrgicoSiderúrgico

Transformação minério de ferro em açoTransformação minério de ferro em aço Minério de ferro + carvão = ferro gusa Minério de ferro + carvão = ferro gusa Após refino Após refino açoaço

Subprodutos para cada tonelada de aço:Subprodutos para cada tonelada de aço: 1,6 t de CO21,6 t de CO2 (dióxido de carbono) – (dióxido de carbono) – efeito estufaefeito estufa 4,43 kg de NOx (Óxidos de nitrogênio) – chuva ácida·4,43 kg de NOx (Óxidos de nitrogênio) – chuva ácida·1,6 kg de SO2(Dióxido de enxofre) – chuva ácida1,6 kg de SO2(Dióxido de enxofre) – chuva ácida150 kg de escória de alto forno – matéria-prima para cimento ?150 kg de escória de alto forno – matéria-prima para cimento ?100 kg de escória de aciaria – será utilizado na construção de 100 kg de escória de aciaria – será utilizado na construção de estradas ?estradas ?

Em resumo: Em resumo: para cada tonelada de aço teremos 1,9 tonelada de para cada tonelada de aço teremos 1,9 tonelada de poluição e rejeitospoluição e rejeitos. .

No geral: 2.400 litros por segundo de consumo de águaNo geral: 2.400 litros por segundo de consumo de água

Fontes: CVRD, MCT, CETESBFontes: CVRD, MCT, CETESB

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