Post on 16-Apr-2017
Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc.Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.Eng. Civil e Eng. Seg. Trab.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINSCURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
MINÉRIO DE FERRO CARVÃO MINERAL
Energia térmica e química para redução do minério de ferro
Matéria-prima fundamental
2. Produção do Ferro-gusa
3. Produção do aço
4. Refinamentolingotamento
5. Conformaçãomecânica
1. Preparo das matérias primas
Etapas na Produção do
AÇO
1. PREPARO INICIAL DAS MATÉRIAS-PRIMAS
CARVÃO MINERAL
COQUEIFICAÇÃO
Eliminação de impurezas.Destilação do carvão (ausência de ar).Liberação de substâncias voláteis1300ºC
COQUE METALÚRGICO
MINÉRIO DE FERRO
SINTERIZAÇÃO
Aglutinação de finos de minério.Elevados teores de finos dificultam a entrada de ar.Adição de um fundente (finos de calcário ou areia silicosa e os finos de coque).
SÍNTER
2. PRODUÇÃO DO FERRO-GUSA
REDUÇÃO INICIAL DO MINÉRIO DE FERRO EM UM ALTO FORNO.
CARBONO + OXIGÊNIO (COQUE) (MINÉRIO)
REAÇÃO EXOTÉRMICA
SÍNTER + COQUE + FUNDENTE (Calcário)
2. PRODUÇÃO DO FERRO-GUSA
CALOR E ÓXIDO DE CARBONO VÃO REDUZINDO O MINÉRIO DE FERRO, SENDO QUE O EXCESSO DE CARBONO CARBONATA O FERRO RESULTANTE.
GOTEJAMENTO DO FERRO NO CADINHO.
A ESCÓRIA (MAIS LEVE QUE O FERRO-GUSA) FLUTUA NO MATERIAL LÍQUIDO, SENDO FACILMENTE SEPARÁVEL.
1. FERRO-GUSA2. ESCÓRIA DE ALTO FORNO3. GASE
ESCÓRIA DE ALTO-FORNO
FORMADO PRINCIPALMENTE POR ALUMINOSSILICATOS DE CÁLCIO
ESTRUTURA VÍTREA E ALTA REATIVIDADE
RESFRIAMENTO RÁPIDO - TANQUES DE GRANULAÇÃO
ESCÓRIA GRANULADA DE ALTO-FORNO
3. PRODUÇÃO DO AÇO - ACIARIA
FERRO GUSA + SUCATAS DE AÇO OU FERRO FUNDIDO
ADIÇÃO DE FERRO-LIGAS PARA AJUSTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA
DESCARGA DA MATÉRIA-PRIMA PARA QUEIMA OU CALCINAÇÃO
FERRO GUSA AÇO
FORNOS
1. CONVERSOR BESSEMERRefinamento de ferro-gusa (somente).Passagem de oxigênio ou ar comprimido através
da massa líquida
OxidaçãoEliminação das impurezas e o carbono~ 1700º C
FORNOS
2. FORNO SIEMENS-MARTINForno horizontal longo com várias aberturas lateraisObtenção de calor através da queima de combustível
gasoso ou óleo.Os gases são exalados por uma das extremidades e
não são transportados para as chaminés antes de passarem por um recuperador.
FORNOS
3. FORNO ELÉTRICO
O forno elétrico é uma espécie de grande recipiente basculante, com duas aberturas diametralmente opostas; sendo uma para carga do material sólido e outra por onde é vertida a massa líquida.
Calor fornecido pelos três eletrodos verticais, geralmente de grafite.
1590 a 1700º C
FORNOS
3. FORNO ELÉTRICO
Durante a queima do material é comum a injeção de oxigênio, que acelera a fundição do material sólido e a queima do carbono.
Nessa fase nota-se nitidamente a separação da escória do aço líquido.
Grande variação no tamanho dos fornos elétricos com uma produção “por corrida” variando de ½ até 100 toneladas.
4. REFINAMENTO E LINGOTAMENTO
REFINAMENTO
Refinamento e ajuste de sua composição final aço é levado a fornos menores.
Fornos elétricos fornos panela
1600ºC
Ao final do período de refino amostras são enviadas para controle laboratorial.
Ferros-liga podem ser adicionados para enquadramento do produto final nos limites requeridos.
4. REFINAMENTO E LINGOTAMENTO
LINGOTAMENTO
O aço líquido é despejado em moldes de seção quadrada, definindo sua forma.
O molde tem o nome de lingoteira, a qual, por ser refrigerada com água é conhecida como lingoteira refrigerada.
1200º C
As barras são cortadas em comprimentos de aproximadamente 15 metros.
5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA
LAMINAÇÃO A QUENTE
REAQUECIMENTO DAS BARRAS
SUBMISSÃO A UM ESFORÇO DE COMPRESSÃO LATERAL E POSTERIORMENTE DIAMETRAL
REDUÇÃO DE SEÇÃO TRANSVERSAL (TRANSFORMADA EM SEÇÃO CILÍNDRICA)
5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA
LAMINAÇÃO A QUENTE
CONTATO DO METAL QUENTE COM O MEIO AMBIENTE PROVOCA UMA OXIDAÇÃO SUPERFICIAL NA BARRA.
FORMAÇÃO DA CAMADA SUPERFICIAL DE ÓXIDOS – “CAREPA DE LAMINAÇÃO”
A ESPESSURA DA CAREPA É PROPORCIONAL À VELOCIDADE DO RESFRIAMENTO.
NO CASO DO CA-50 O RESFRIAMENTO RECEBE AINDA A PRESENCA DE ÁGUA COM A CONSEQUENTE FORMAÇÃO DE UMA CAREPA DE ÓXIDOS DE COLORAÇÃO CINZA OU AZULADA.
5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA
TREFILAÇÃO (AÇO CA-60)
DEFORMAÇÃO A FRIO – “ESTIRAMENTO” DO AÇO.
OS FIOS DE AÇO SÃO FORÇADOS A PASSAR ATRAVÉS DE VÁRIOS ANÉIS OU FIEIRAS.
DEFORMAÇÃO MICROESTRUTURAL, COM ALONGAMENTO DOS GRÃOS PARALELAMENTE AO ESFORÇO DE TRAÇÃO.
É NECESSÁRIO QUE SE REMOVA A CAREPA DE LAMINAÇÃO (BANHO DE AÇO CLORÍDRICO) BANHOS DE ÁGUA BANHOS COM CAL.
5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA
TREFILAÇÃO (AÇO CA-60)
ESTRUTURA ENCRUADA APRESENTA GRÃOS SEVERAMENTE DISTORCIDOS (INSTABILIDADE).
COM “ESTÍMULO” OS CRISTAIS TENDERÃO A SE REACOMODAR (TRATAMENTOS TÉRMICOS, COMO POR EXEMPLO RECOZIMENTO).
CARACTERÍSTICAS DA TREFILAÇÃO:
AUMENTO DO LIMITE DE ESCOAMENTO E RESISTÊNCIA À TRAÇÃOREDUÇÃO DA DUCTILIDADE
CORROSÃO DAS ARMADURAS
A corrosão da armadura é um problema crítico, que pode comprometer severamente a segurança e a capacidade de serviço das estruturas.
Os principais fatores que provocam a corrosão são o meio ambiente e o cobrimento inadequado (proteção física e química).
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
Na corrosão eletroquímica, os elétrons movimentam-se no aço, partindo das regiões anódicas para as catódicas, completando-se o circuito elétrico através do eletrólito que é uma solução iônica (HELENE, 1993).
Este tipo de corrosão é resultado da falta de uniformidade do aço, contato com metais menos ativos, assim como também, das heterogeneidades do meio químico ou físico que rodeia o aço.
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
O dano ao concreto provocado pela corrosão da armadura, pode se dar na forma de expansão, fissuração, destacamento do cobrimento de concerto e redução da seção transversal da armadura, podendo ocorrer o colapso estrutural.
PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS