CEMS em Siderurgia

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O Processo de Produção

Não existem jazidas de ferro nativo, em estado de metal puro, ele é extraído de minérios, como a hematita, a magnetita, a limonita, a pirita. O que comumente chamamos popularmente de ferro, na realidade é uma liga de ferro carbono, denominada de aço (carbono menor de 1,9%) e ferro gusa (carbono acima de 2%).

As matérias primas, denominadas de carga do processo, utilizadas na fabricação do aço são: minério de ferro, carvão, fundentes (cal, calcário) e ar.

 

Fonte: Sinobras

Na coqueria o carvão mineral é transformado em coque, com alto teor de carbono. A coqueria é formada por baterias de fornos de carvão. Recebe uma mistura de carvão mineral que passa por um processo de destilação a seca (na ausência de oxigênio).

O resultado deste processo denominado de coqueificação, é a retirada da matéria volátil (gás) do carvão, que após a condensação resulta num subproduto, o alcatrão, cuja destilação fracionada resultará em outros produtos aplicados na indústria química.

     

Sol

 Monedero

Usiminas

As imagens acima mostram as baterias de fornos de uma coqueria.

O principal objetivo desse processo de coqueificação é o resíduo sólido que resulta ao final do processo, que é o coque (carvão coque), um produto com alto teor de carbono (> 85%), matéria prima fundamental no processo de produção do aço.

Vídeo:

A química do fazer, Metais, Siderurgia (parte 1)

“Produção audiovisual produzida pela PUC Rio em parceria com o Ministério da Educação, o Ministério da Ciência e Tecnologia e o Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação.”

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=O4rJEyF9Ka8&list=PL1906A7AE1BFEE87B&index=8&feature=plpp_video]

No alto forno o minério é transformado em ferro gusa. As matérias-primas são introduzidas no alto-forno, através de uma tremonha rotativa, pela parte superior em camadas e aí transformadas em gusa. Um alto forno é uma torre revestida com tijolo refratário de até 40 por 10 metros de largura, projetada para operar de forma ininterrupta por muitos anos.

Fonte: http://www.sucatas.com/metal.html

No alto forno a carga é aquecida à alta temperatura. O ar aquecido entre os100 a1350 ºC nos regeneradores de calor é injetado através de tubos situados na parte superior do cadinho e tem como funções permitir a combustão do coque e provocar o aquecimento das matérias-primas.

Com a combustão do carvão, o gás CO produzido, reage com o ferro na forma de minério fundido, provocando sua redução. Os gases redutores atravessam totalmente as matérias-primas no sentido ascendente e reduzem o mineral, que se encontra em diferentes graus de oxidação.

À medida que vai descendo, a gusa, por contacto com o coque, vai-se enriquecendo em carbono. O gusa (ferro fundido misturado ao carbono) é recolhido no cadinho que se localiza na parte inferior do alto-forno. A escória (impurezas) é recolhida, sobrenadante ao metal por seu menos densa que a gusa liquefeito.

     

As figuras acima mostram detalhes de um alto forno.

 Vídeo:

Alto Forno

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=9zDa_mEI0N0&list=PL1906A7AE1BFEE87B&index=1&feature=plpp_video]

Na Aciaria o gusa é misturado à: sucata de aço e outros metais, transformando-o em aço liga com teor de carbono menor que 1,9%. Da aciaria, o aço é enviado para a fundição, forja ou para laminação.

O principal equipamentos da aciaria é o convertedor, um tipo de forno, revestido com tijolos refratários que transforma o ferro gusa e a sucata 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. 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.

     

usiminas

Cosipa

CSN

Vídeo:

CST Aciaria

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=CrqfRuACeqE&feature=related]

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Para saber mais sobre Emissões e Siderurgia, veja também:

Ianalitica: Emissões Atmosféricas:  Aquecimento  –  Carbono  –  Monitoramento 

Ianalitica: A Utilização de Sistema de Monitoramento Contínuo de Emissões

Fundentes: Preparação de carga para o alto forno

Infopedia: Alto Forno

Sribd: Processo Siderurgico: Aciaria

CST: Escoria de Aciaria LD

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www.ianalilita.wordpress.com

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