Ferro e Ao

Anna Lou Camila Flvia

Rafael Varistelo

Introduo

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Minrio de Ferro

Processos

Histrico Idade do Ferro

2500 a.C.

Povos

Ferramentas e utenslios

Tcnicas de tratamento

Armas Ferro e Ao 3

Minrios de Ferro

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Hematita - Fe2O3 69,96% de Fe

Magnetita - Fe3O4 72,4 % de Fe

Minrios de Ferro

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Goethita - Fe2O3H2O 62,9% de Fe

Limonita - Fe2O33H2O 60% de Fe

Extrao do Metal

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Purificao do metal

Reduo do minrio

Purificao do minrio

Extrao do minrio

O Ferro Pureza do minrio

Partes do minrio: - til: parte que contm o ferro - Ganga: impurezas sem valor direto - Estril: substncias no aproveitveis economicamente

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TIPO TEOR DE FERRO (%)

Rico 60-70 Mdio 50-60 Pobre

O Ferro Obtido principalmente da Hematita; Brasil: - detentor de 8,3% das reservas mundiais de melhor qualidade - 2 maior produtor do minrio;

Minerao mais importante no Brasil;

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Beneficiamento do Ferro Operaes que tm como objetivo tornar o minrio

mais adequado para a utilizao nos altos-fornos:

Britamento, peneiramento, mistura, moagem, concentrao, classificao e aglomerao (principal).

Aglomerao: melhorar a permeabilidade da carga do alto-forno, reduzir o consumo de carvo e acelerar o processo de reduo. Os processos mais importantes de aglomerao so a sinterizao e a pelotizao. Ferro e Ao 9

Beneficiamento do Ferro Sinterizao: Aglomerar-se finos de minrio de ferro numa mistura

com aproximadamente 5% de um carvo finamente dividido ou coque.

Aquecimento: queimadores e com o auxlio de fluxo de ar

1.300 a 1500oC (promover a ligao das partculas finas do minrio, resultando num produto uniforme e poroso chamado snter)

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Beneficiamento do Ferro Pelotizao: Novo processo: produo de bolas ou pelotas

cruas de finos de minrio de alto teor ou de minrio concentrado

Adio de ~ 10% de gua + aglomerante de natureza inorgnica. Uma vez obtidas as pelotas cruas, estas so secas, pr-aquecidas e ento queimadas.

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Beneficiamento do Ferro

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5mm < Pelotas < 18mm 5mm < Snter < 50mm 6mm< Minrio granulado

MPs da Produo do Ferro Combustvel: utilizado no alto-forno o carvo,

coque ou de madeira, cuja ao se faz sentir em trs sentidos:

- fornecedor de calor para a combusto; - fornecedor do carbono para a reduo de xido de ferro; - indiretamente, fornecedor de carbono como principal elemento de liga do ferro gusa.

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MPs da Produo do Ferro Carvo coque: Coqueificao: aquecimento a altas temperaturas, em cmaras

hermeticamente (exceto para sada de gases) fechadas, do carvo mineral

Altas temperaturas e ausncia de ar molculas orgnicas complexas que constituem o carvo mineral se dividem, produzindo gases e compostos orgnicos slidos e lquidos de baixo peso molecular e um resduo carbonceo relativamente no voltil (coque);

Substncia porosa, celular, heterognea, sob os pontos de vista qumico e fsico.

A qualidade depende muito do carvo mineral e o teor de impurezas.

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MPs da Produo do Ferro Carvo vegetal:

Pirlise: quebra das molculas complexas que constituem a madeira, em molculas mais simples Fornos rudimentares: perda de produtos O calor aplicado madeira, com ausncia de oxignio, resultando em gases (CO2, CO, H2, etc...), lquidos (alcatres, cido actico, lcool metlico) e o resduo slido que o carvo vegetal.

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MPs da Produo do Ferro Fundente

Fundente + impurezas + cinzas do carvo = escrias O principal fundente o calcrio, de frmula CaCO3.

Outras matrias-primas da indstria siderrgica Minrio de mangans ferro-ligas de silcio, cromo, vandio, molibdnio,

nquel, tungstnio, titnio, etc sucata de ao (subprodutos da fabricao de ao e

itens ou componentes de ao desgastados, quebrados ou descartados).

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Produtos do Ferro Ferro Gusa (ferro bruto ou ferro de 1 fuso)

Ferro Fundido (Fofo)

Ao Comum( Ao Carbono)

Aos especiais(Ao-liga)

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Ferro Gusa um produto de primeira fuso obtido a

partir da reduo do minrio em alto-forno.

Caractersticas: Duro Quebradio Baixa resistncia mecnica

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Alto Forno Topo do forno: coque, calcrio, e o material

portador de ferro (snter, pelotas e minrio granulado).

A carga slida, desce por gravidade, reagindo com o gs que sobe.

Na parte inferior do forno ar quente injetado.

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Alto Forno A matria-prima requer de 6 a 8 horas para

alcanar o fundo do forno na forma do produto final de metal fundido (gusa) e escria lquida (mistura de xidos no reduzidos).

Os produtos do alto forno so o gusa (que

segue para o processo de refino do ao), a escria (matria-prima para a indstria de cimento).

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Reaes Qumicas C + O2 CO2 CO2 + C 2 CO 2 Fe2O3 + CO 3 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2 2 MnO2 + C 2 MnO + CO2 2 MnO + C 2 Mn + CO2 SiO2 + 2 C Si + 2 CO P2O5 + 5 C 2 P + 5 CO CaCO3 CaO + CO2 CaO + SiO2 CaSiO3

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Queima do carvo

Reduo do Ferro

Reduo do Mn, Si e P

Escoriamento

Ferro Fundido uma liga de ferro carbono cujo teor de

carbono se situa acima de 2% aproximadamente.

Tipos de ferros fundidos: cinzento branco mesclado malevel modular

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Refino O refino do ao normalmente realizado em batelada pelos seguintes processos: - Processo Pneumtico Conversor LD, Bessemer, Siemens-Martin (carga predominantemente lquida). - Processo eltrico Forno eltrico a arco FEA (carga predominantemente slida). Ambos tem como objetivo a remoo das impurezas do Ferro Gusa atravs da oxidao dos elementos Remoo de Silicio, O, Mn, S, Al e at mesmo FexOy

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Refino - Processo Pneumtico Ocorre em fornos: Gusa lquido + 10 30% de sucata ou gusa slido Utiliza calor provindo das prprias reaes

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Refino - Processo Eltrico Gusa slido ou sucata de ao Fuso ocorre devido ao calor gerado no arco voltaico Fuso da carga ocorre devido a injeo de O2 no banho lquido) Migrao das impurezas do Ferro para a escria Nem toda impureza removida; incluses no metlicas (em geral xidos) 2 etapa: adio de metais Aos especiais

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Refino - Vantagens Fornos Eltricos - Menor agresso ao meio ambiente - Menor investimento de instalao - Flexibilidade na utilizao das MPs - Indstrias compactas - Produo de aos planos

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Refino - Processo de reduo direta Substncias redutoras; 950 a 1050C Produto: massa escura e porosa Ferro Esponja Ao produzido diretamente do minrio (a) Redutores slidos ou (b) gasosos Minrio + coque + calcrio (modos) Forno rotativo (1000 1076C) Fe separado Separador magntico Coque no utilizado (volta para o processo) 0,02 -0,05% de S

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Produo de Ao Ao uma liga ferrosa com teor de carbono at

2,0%. Para se obter o ao partir do ferro gusa

necessrio: Tirar o carbono do gusa; Tirar as impurezas do gusa; Aumentar a temperatura do metal lquido.

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Lingotamento O ao lquido transferido para moldes onde

se solidificar. Aps resfriado transformado em placas

rsticas atravs do corte com maarico.

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Laminao

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Extruso Aps o ao ser

aquecido e estar em estado pastoso, ele colocado em uma prensa que o pressiona por uma matriz, dando forma ao ao.

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Forjamento Processo de

transformao de metais por prensagem ou martelamento ( a mais antiga forma de conformao existente).

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Ao especial So aos que contm outros metais que lhe

foram adicionados intencionalmente com a finalidade de dar certas propriedades aos aos.

Co, Cr, Ni, Mn, Mo, Vn, W... As propriedades dos aos dependem,

basicamente, de dois fatores: Composio qumica Estrutura.

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Ao especial Quanto a estrutura, por sua vez, influenciada pelos seguintes fatores:

Tratamento mecnico Tratamento trmico

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Ao inox Resistem corroso atmosfrica.

Os mais importantes so o cromo e o nquel e,

em menor grau, cobre, silcio, molibdnio e alumnio.

Aplicaes: Cutelaria, indstria de bebidas e alimentos, arquitetura e construo civil, indstria qumica, hospitais, mveis, etc.

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Reciclagem Aumento da reciclagem Recicladoras = antigos sucateiros As empresas de sucata surgiram na dc. de 40 Especialmente na regio Sudeste (49% em SP)

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Reciclagem carcaas de eletrodomsticos, chassis de

automveis, autopeas, latinhas de produtos alimentcios (latas de ao), latas de outros produtos como tintas, grades, esquadrias, vigas de alicerces de construes

Elevado lucro; elevado grau de informalidade Instalaes precrias. Baixo nvel de

capacitao. Ferro e Ao 40

Reciclagem Sucata: mais de 25% da produo total das

siderrgicas

2006: sucata = 26,7% do novo ao produzido

1t de ao reciclado = economia de 1140 kg de minrio/ 154 kg de carvo e 18 kg de cal

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Reciclagem Dois processos de reciclagem:

1. Reaproveitamento das latas de ao 2. Utilizao em siderrgicas

Catadores recebem menos pelo kg de ao do

que de alumnio

Processo de beneficiamento semelhante ao do alumnio

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Reciclagem

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Catadores de lixo Empresas

recicladoras de sucata

Verificar se no h Material Radioativo

Separao de partes com muita

sujeira (tintas, colas, plstico)

Material pode ser cortado,

prensado ou at mesmo refundido

Prensagem em fardos/ transporte

as usinas (Fundio)

Reciclagem

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Vdeo: O Segredo das Coisas Ao. Disponvel em: https://www.youtube.com/watch?v=H_fx91cFFEE

Obrigado.

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Ferro e AoIntroduoHistricoMinrios de FerroMinrios de FerroExtrao do MetalO FerroO FerroBeneficiamento do FerroBeneficiamento do FerroBeneficiamento do FerroBeneficiamento do FerroMPs da Produo do FerroMPs da Produo do FerroMPs da Produo do FerroMPs da Produo do FerroProdutos do FerroFerro GusaAlto FornoAlto FornoNmero do slide 21Nmero do slide 22Nmero do slide 23Reaes QumicasFerro FundidoRefinoRefinoRefinoRefinoRefinoProduo de AoLingotamentoLaminaoExtrusoForjamentoAo especialAo especialAo inoxReciclagemReciclagemReciclagemReciclagemReciclagemReciclagemNmero do slide 45