PROCESSOS DE FABRICAÇÃO I

• Professor: Carlos Alexandre de Araújo• Graduação:

– Bacharelado em Ciências Náuticas – EN / 1994• Administração de Sistemas

– Engenharia Naval e Oceânica – USP / 1998

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– Engenharia Naval e Oceânica – USP / 1998• Estruturas, Máquinas e Sistemas de Controle

• Pós-graduação– M.Sc. Engenharia de Produção – UFF / 2005

• Engenharia de Sistemas

– M.Sc. Engenharia Naval e Oceânica – UFRJ / 2007• Estruturas Navais e Oceânicos

Bibliografia Básica

• MICHELON, Marcelo Dall’ Onder. Estudo paraobtenção de fios de NiTi através dametalurgia do pó . São Paulo: Edgard Blucher,2008.

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• MOURÃO, Marcelo B.; GENTILE, Erberto F.Introdução à siderurgia .São Paulo: ABM,2007.

• SOARES, Glória Almeida. Fundição –mercado, processos e metalurgia. Rio deJaneiro: COPPE, 2000.

Bibliografia Complementar

• WAINER, Emilio. Soldagem, processos emetalurgia . São Paulo: Edgard Blucher, 2000.

• ARAUJO, Luiz Antonio. Manual de siderurgiatransformação . São Paulo: Arte e ciência,1997.

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transformação . São Paulo: Arte e ciência,1997.

• CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica –Processos de Fabricação.

PRINCÍPIOS BÁSICOS DE SIDERURGIA

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Introdução

Introdução

• Ferro é o metal mais utilizado pelo homem. • A abundância dos minerais, o custo relativamente baixo

de produção e as múltiplas propriedades físico-químicas que podem ser obtidas com adição de outros elementos de liga são fatores que dão ao metal uma extensa variedade de aplicações.

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variedade de aplicações. • Alguns metais (cobre, por exemplo) podem ser

empregados no estado quimicamente quase puro.• Entretanto, isso não ocorre com o ferro. No uso prático,

está sempre ligado ao carbono e a outros elementos e, assim, no âmbito da ciência dos materiais e também na linguagem do dia-a-dia, a palavra ferro pode ser entendida como uma liga dos elementos químicos ferro, carbono e outros.

Definições Básicas

• Ferro Gusa – é o produto da 1ª fusão do minério de ferro e contém cerca de 3,5% a 4,0% de carbono.

• Aço : denominação genérica para ligas de ferro-carbono com teores de carbono de 0,008 a 2,11%, contendo outros elementos residuais do processo de produção e podendo conter outros propositalmente adicionados

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podendo conter outros propositalmente adicionados (elementos de liga).– Aço-carbono : aço sem adição de elementos de liga.– Aço-liga : aço com adição de elementos de liga.– Ferro fundido : designação genérica para ligas de ferro-carbono

com teores de carbono acima de 2,11%.

Definições Básicas

• METALURGIA: é a arte de extrair do(s) minério(s) o(s) metal(is),elaborá-lo(s) e conformá-lo(s) com o fim de produzir os objetos necessários à humanidade.

• DIVISÃO DA METALURGIA: A metalurgia pode ser

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• DIVISÃO DA METALURGIA: A metalurgia pode ser dividida em siderurgia e metalurgia dos não ferrosos.

– SIDERURGIA: • É a metalurgia do ferro e suas ligas.

– METALURGIA DOS NÃO FERROSOS:• É a metalurgia dos outros metais, como do alumínio e

suas ligas, do cobre e suas ligas, do ouro, etc.

PRINCÍPIOS BÁSICOS DE SIDERURGIA

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Matérias-Primas

Ferro

• Não há um registro preciso de quando o homem começou a produzir ferro pela redução de seus minérios.

• De fato, diversos povos em diferentes localidades dominavam estas técnicas, sendo que alguns não registravam isso por meio da escrita.

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registravam isso por meio da escrita. • As referencias escritas mais antigas, sugerem que o

ferro foi empregado na Índia e na China por volta de 2000 AC. Entretanto, não foi possível determinar se o ferro foi reduzido pelo homem.

• A redução deliberada dos óxidos de ferro entre 1350 AC e 1100 AC é citada em regiões geograficamente extensas no mundo antigo.

Ferro meteorítico

• É evidente que os primeiros metais ferrosos usados pelo homem foram obtidos de fragmentos de meteoritos.

• Três fatos corroboram com esta evidência:– a maioria dos nomes antigos do ferro, quando

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– a maioria dos nomes antigos do ferro, quando traduzidos significam: “pedra (ou substância dura ou metal) do céu”, “metal das estrelas”, ou significados similares que indicam que o metal veio do espaço;

– as análises químicas de amostras arqueológicas demonstram que estas apresentam quantidades consideráveis de Ni (entre 7 e 15%, mas em alguns casos 30%) que é a composição típica de meteoritos de ferro.

Ferro nativo ou telúrico

• O ferro encontrado na forma nativa (metálico) é muito raro. Uma dos poucas ocorrências conhecidas é no nordeste da Groenlândia, onde nódulos ou grãos de ferro ocorrem em basalto (uma rocha vulcânica que contem ferro) que

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(uma rocha vulcânica que contem ferro) que passou por veios de carvão mineral.

• Adicionalmente, existem duas formas minerais de Fe e Ni, a awaruita(FeNi2) e a josephinita (Fe3Ni5). É improvável, porém, que os povos antigos tenham feito uso destas fontes para produzir artefatos.

Minérios ferrosos reduzidos pelo homem

• É um fato conhecido por muitos séculos que os minérios de ferro misturados com carvão sob temperaturas elevadas são reduzidos para ferro metálico.

• Os processos mais antigos

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• Os processos mais antigos eram conduzidos em diversas variedades de fornos, alguns deixados para receber um suprimento natural de ar e outros equipados com sopradores para a obtenção de temperaturas maiores.

• Algumas representações destes fornos e apresentada na figura a seguir.

Óxidos de Ferro

• Um grande número de minerais contêm ferro, entretanto somente alguns são empregados comercialmente como fontes de ferro.

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• Os óxidos de ferro são as fontes minerais mais importantes de ferro, entre eles destacam-se:– Magnetita (Fe3O4) – Hematita (Fe2O3)

Óxidos de Ferro

• Magnetita (Fe3O4) – Estequiometricamente possui 72,36% de Fe e

27,64% de oxigênio. – A coloração varia de cinza escura para a negra e a

densidade de 5,16 a 5,18 g/cm3.

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densidade de 5,16 a 5,18 g/cm3.– É fortemente magnética que é importante nos

processos de beneficiamento, pois possibilita sua separação da ganga.

• Hematita (Fe2O3) – Estequiometricamente possui 69,94 % de Fe e 30,06

de O.– A hematita é o óxido de ferro de maior importância

comercial.

PRINCÍPIOS BÁSICOS DE SIDERURGIA

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O Processo Siderúrgico

Processo Siderúrgico• Ao lado estão representados,

esquematicamente, todos os setores de uma usina siderúrgica integrada: – A coqueria, onde se produz

o coque a partir do carvão mineral;

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mineral; – O alto-forno, onde se

produz o gusa; – A aciaria, onde se produz o

aço; e os setores de laminação, forjamento e fundição, locais onde se fabricam os produtos semi-acabados (chapas, perfis, tubos).

Fluxogramas de Processos

• Fluxograma é uma representação gráfica que indica o caminho percorrido pelas matérias primas, suas transformações e, finalmente, a entrega dos produtos que se finalmente, a entrega dos produtos que se propõe produzir.

• As usinas siderúrgicas podem ser:– Integradas

– Semi-integradas

– Não-integradas. 17

Fluxogramas de Processos

• As usinas siderúrgicas integradas adquirem as matérias primas no estado bruto, executam todas as fases do processo industrial e vendem os produtos acabados.

• Em princípio, quanto maior for o grau de integração de uma usina, mais competitivo se tomam seus produtos no uma usina, mais competitivo se tomam seus produtos no mercado.

• Geralmente, são usinas de grande porte, que exigem investimento muito elevado antes de entrarem em operação.

• Quando não há capital suficiente, uma usina pode iniciar sua produção como usina não integrada e, à medida que vai aumentando seu capital, pode passar a semi-integrada e, finalmente, totalmente integrada. 18

Fluxograma reduzido de usinas integradas

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Fluxograma da CBF Indústria de Gusa

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Fluxograma da siderúrgica Belgo Mineira de Jardim América

Trata-se de uma usina siderúrgica não integrada que produz perfiz de aço, usando oaço obtido em aciaria

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aço obtido em aciaria a arco elétrico, que utiliza como matérias primas principaissucatas ferrosa, além de ferro gusa, cal, ferro-ligas e outros.

Fluxogra da CST (Tubarão)

Normalmente, uma usina siderúrgica integrada como a CST, é constituída, além do Alto Forno para a produção de ferro gusa, de outras unidades beneficiam as matériasprimas básicas utilizadas no processo, unidades que produzem insumos para

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unidades que produzem insumos para consumo em outras unidades e unidades que completam o processo, dando como resultado final o aço, constituído elementos acabados ou semi-acabados, como é o caso da CST, que produz placas grossas de aço para utilização em outras usinas de beneficamento e laminados de tiras a quente.

Produção do Aço

• À metalurgia do aço, dá-se o nome de siderurgia.

• Neste tópico são apresentadas algumas informações resumidas sobre a produção siderúrgica.

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siderúrgica.• A produção do aço a partir do minério é dada

pela redução química do óxido nele contido com o carbono.

• O equipamento usado é um forno de formato cilíndrico vertical e de grande altura, por isso chamado de alto-forno.

Produção do Aço

• São basicamente três os ingredientes que são dispostosno alto-forno (fisicamente alimentados na parte superiordo forno através de transportadores e outrosequipamentos):– 1) O minério de ferro, isto é, a substância que contém

o óxido.

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o óxido.– 2) O calcário (rocha à base de carbonato de cálcio),

cuja função básica é a remoção de impurezas.– 3) O coque, que é o agente combustível e redutor.

Coque é normalmente produzido na própriasiderúrgica, através da queima parcial do carvãomineral.

Matérias-Primas

• Para a obtenção do aço são necessárias basicamente 3 matérias-primas: – minério de ferro.– calcário – carvão mineral.

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– carvão mineral.

• Os mesmos, não são encontrados puros, sendo necessário um preparo prévio com o objetivo de aumentar a eficiência de operação do alto-forno e da aciaria, bem como reduzir o consumo de energia.

Processo Siderúrgico• Pode-se resumir o processo de fabricação do

aço em 4 grandes etapas:– Preparo das matérias-primas (coqueria e

sinterização);– Produção do gusa (alto-forno);– Produção do aço (aciaria);

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– Produção do aço (aciaria);– Conformação mecânica (laminação).

Processos

• Coqueria – é a eliminação das impurezas do carvão mineral.

• Carvão Mineral – utilizado nos alto-fornos, deve fornecer energia térmica e química necessária ao processo de produção do gusa e ainda assegurar uma permeabilidade adequada ao alto-forno.

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permeabilidade adequada ao alto-forno.• Sinterização – é a preparação do minério de ferro para

a produção do gusa. Consiste na aglomeração das partículas para o processo de obtenção do gusa, devendo ser aglutinados antes do início do processo, resultando no sínter, que possui dimensão superior a 5mm de diâmetro médio.

Fluxograma de uma sinterização

Corte longitudinal do leito de uma

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Corte longitudinal do leito de uma máquina de sinterização contínua

Beneficiamento dos minérios de ferro

• A tecnologia dos altos-fornos atuais requer o minério de ferro em tamanhos menores que 50 mm e superiores a 6 mm.

• Um tamanho específico de minério é determinado por suas características de redutibilidade e

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características de redutibilidade e da permeabilidade do empilhamento no alto-forno.

• Os finos (partículas inferiores a 6 mm) produzidos na moagem requerem aglomeração que é realizada por meio da sinterização e da pelotização.

• A figura ilustra o aspecto típico dos materiais à base de ferro alimentados no alto forno.

Aspecto típico dos materiais à base de ferro alimentados no alto-forno.

Fluxantes ou Fundentes

• O minério de ferro e o coque metalúrgico apresentam impurezas não metálicas que devem ser separadas do metal reduzido.

• O uso de fluxantes ou fundentes tem como objetivo a aglutinação destas impurezas para a forma de uma

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aglutinação destas impurezas para a forma de uma escória de baixo ponto de fusão e que ficará separada do metal líquido no alto-forno.

• São empregados como fluxantes, o calcário (CaCO3) e a dolomita (CaCO3.MgCO3).

• Algumas siderúrgicas empregam a cal (CaO) e a magnésia (MgO), como fluxantes principais.

Processos

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Coque

• Os carvões fósseis são os combustíveis sólidos mais importantes na siderurgia.

• Podem ser considerados como rochas orgânicas combustíveis. Sua origem é, inegavelmente, de vegetais submetidos a

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inegavelmente, de vegetais submetidos a carbonização.

• Os carvões fósseis apresentam-se como turfa e linhito, cuja formação é a mais recente, as hulhas (betuminosas e sub-betuninosas) e o antracito.

• Um comparativo entre os tipos de carvões fósseis é apresentado na tabela a seguir.

Coque

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Coque Metalúrgico

• A alta resistência ao esmagamento é necessária para que o coque suporte as camadas de minério, calcário e do próprio coque, colocadas no alto-forno.

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• Além disso, o coque deve queimar com relativa facilidade, apresentar elevado poder calorífico e ter grande reatividade com o CO2 para a produção de CO, que é o responsável pela redução do óxido de ferro.

Coque Metalúrgico

• A facilidade de combustão e a reatividade com o CO2 são melhoradas pela alta porosidade, enquanto que a resistência à compressão e o poder calorífico são diretamente proporcionais à densidade absoluta.

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densidade absoluta.

• Têm-se, então, duas propriedades antagônicas (porosidade e densidade) que condicionam as características do coque, devendo-se determinar um equilíbrio entre elas para os maiores rendimentos do processo.

Coque Metalúrgico

• Além destas propriedades, o coque metalúrgico deve apresentar pouca umidade, pois sua presença reduz o poder calorífico e baixo teor de cinzas e baixos teores de P e S que são impurezas no processo de produção de aços.

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impurezas no processo de produção de aços.• Os carvões empregados são hulhas “gordas”,

cuja carbonização é realizada em temperatura entre 1100ºC e 1300°C.

• O gás de coqueificação, produzido como sub-produto é empregado como combustível para os próprios fornos de coqueificação e para aquecimento do ar para o alto-forno.

Coqueria

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38Vista geral de uma bateria de fornos para coqueificação.

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Alto-forno

• O alto-forno é um reator do tipo chaminé no qual a carga sólida é descendente e os gases redutores ascendentes.

• É um equipamento contínuo e seu funcionamento é ininterrupto por anos.

• Os materiais contendo ferro (minério de ferro, sinter, pelotas), o

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• Os materiais contendo ferro (minério de ferro, sinter, pelotas), o coque e os fundentes são continuamente alimentados pelo topo.

• Ar aquecido entre 900°C e 1350°C, muitas vezes com adições de combustíveis líquidos, sólidos ou gasosos, é insuflado pelas ventaneiras posicionadas na parte inferior do forno.

• A combustão do coque previamente carregado e/ou do combustível injetado pelas ventaneiras, fornece o calor necessário ao processo e o gás para a redução dos óxidos.

Alto Forno

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Alto-forno• O princípio básico de operação de um

alto-forno é a retirada do oxigênio do minério, que assim é reduzido a ferro.

• Esta redução é resultante da combinação do carbono presente no coque com o oxigênio do minério em uma reação exotérmica.

• Simultaneamente, a combustão do

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• Simultaneamente, a combustão do carvão com o oxigênio do ar fornece calor para fundir o metal reduzido.

• O ar necessário para queima do coque é previamente aquecido e injetado sob pressão através das ventaneiras.

• Ao entrar em contato com o ar quente (1000°C), o coque entra em combustão, gerando calor e reduzindo o minério de ferro, dando origem ao ferro-gusa e a escória.

• A temperatura no interior do alto-forno chega a 1500°C.

O gusa líquido é vazado nos carros-torpedo que passam por uma estação de dessulfuração, em que o enxofre é reduzido a teores aceitáveis, seguindo então a aciaria.

Esquema simplificado da operação de um alto-forno

• O gás que sai da parte superior do forno é destilado para obter produtos como benzol, naftalina e outros. Após esse processo, o gás ainda tem poder combustível e pode ser usado na própria siderúrgica ou distribuído para outros consumidores.

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• O processo é consumidor intensivo de ar. Os dados a seguir são valores típicos para cada tonelada produzida pelo alto-forno.

– 2 t de minério.

– 0,5 t de calcário.

– 1 t de coque.

– 4 t de ar.

• Há ainda os principais subprodutos:

– 0,5 t de escória.

– 6 t de gás.

Reações

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Sistema de transporte ao topo do alto-forno

• O tipo de sistema transportador depende da quantidade de matérias primas e, conseqüentemente, da produção de gusa.

• São empregados três tipos:– caçambas,

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– caçambas,– carros (“skips cars”) ou – correias transportadoras.

• As caçambas são empregadas em altos-fornos com produção diária de até 200 toneladas.

• Elas recebem as cargas (minério coque e fundentes) de um carro balança e é elevada ao topo por um guindaste.

• O descarregamento é feito pelo fundo e o volume da caçamba varia entre 5 e 10 m3.

Alto Forno

Perfil de um alto forno em corte vertical, mostrando as partes externas e aszonas internas.

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zonas internas.

Sistema de transporte ao topo do alto-forno

• Os carros (“skips”) são destinados aos altos-fornos com produção diária entre 200 e 3500 toneladas.

• O sistema funciona com dois carros tracionados por cabos de aço. • O volume de cada carro varia entre 15 e 20 m3. • A figura apresenta uma representação esquemática da alimentação dos carros

transportadores.

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Alto Forno - Anel de Vento

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Escória

• A escória resulta da combinação dos minerais da canga de minério de ferro, das cinzas do coque ou do carvão vegetal e do calcário utilizado como fundente.

• Secundariamente existem outros materiais tais como: sulfetos de cálcio e manganês, etc.

• A separação do ferro é obtida a partir da reação do óxido de ferro (canga de minério) com o CO (monóxido de carbono) decorrente da combustão do carvão mineral (coque) ou do carvão vegetal. 51

Regeneradores• Os regeneradores são as

instalações responsáveis pelo aquecimento do ar alimentado nas ventaneiras do alto-forno.

• A temperatura do ar fica entre 900°C e 1350°C.

• Os regeneradores (“cowpers”) são

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• Os regeneradores (“cowpers”) são fabricados com tijolos cerâmicos e podem possuir câmaras de combustão internas ou externas.

• O combustível empregado nos regeneradores é uma mistura do gás resultante da operação de coqueificação do carvão (gás de coqueria) e do gás que sai pelo topo do alto-forno (gás de alto-forno).

Sopradores

• Os sopradores são os equipamentos responsáveis pela alimentação contínua de ar aquecido para as ventaneiras do alto forno.

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forno.

• São equipamentos elétricos, cuja alimentação é feita por energia elétrica gerada dentro da siderúrgica via queima do gás de alto-forno e/ou gás de coqueria.

Processo Siemens-Martin

• O ferro que sai do alto-forno,denominado ferro-gusa,contém elevados teores decarbono e de impurezas.

• É retirado do alto-forno pelocarro-torpedo .

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• Há necessidade, portanto, deum processo de refino paratransformá-lo em aço deutilidade prática.

• Um dos principais processos éo Siemens-Martin , queconsiste no aquecimento, pordeterminado período, do ferro-gusa misturado com sucata deaço, em temperaturas na faixade 1650°C.

Carro-torpedo

• O gusa líquido vazado na casa de corrida deve ser transportado para a aciaria para a conversão do ferro-gusa em aço.

• O transporte do gusa líquido é realizado por meio do carro-

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realizado por meio do carro-torpedo.

• Os carros torpedos operam sobre trilhos e sobre fundações reforçadas, sua capacidade é, normalmente, entre 200 e 250 toneladas.

• A figura apresenta o aspecto geral de um carro torpedo.

Processos

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Aciaria• Tem por finalidade

transformar o ferro-gusa em aço (refino).

• Esta operação é feita em um conversor, por meio de injeção de oxigênio puro, sob alta

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de oxigênio puro, sob alta pressão, em banho de gusa líquido, com adição de sucata de aço (que ajuda no controle da composição da liga metálica e também da temperatura do metal líquido).

• Em seguida, quando o aço está na composição correta, o metal é transferido para o lingotamento contínuo.

•Conversor – tem a função de reduzir o carbono, silício e fósforo por meio de uma fonte de calor gerada pela injeção do oxigênio puro.

Aciaria

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Conversor-LD• O convertedor tem a forma

de um barril sendo basculado para carga ou vazamento, em torno de um eixo horizontal, acionado por conjuntos de motores e redutores.

• Para a chaparia, é utilizado

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• Para a chaparia, é utilizado um aço baixa liga ao cromo-molibdênio.

Conversor-LD

• A composição do ferro-gusa apresenta cerca de 4% de carbono e 0,4% de fósforo que impossibilita sua conformação mecânica.

• Para converter ou transformar o ferro-gusa em aço é necessário a redução dos teores de C, P e Si.

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necessário a redução dos teores de C, P e Si.

• Os conversores são carregados com gusa líquido, sucata de aço sólida e uma escória básica.

• Oxigênio puro é injetado por meio de lanças ou pelo fundo do conversor ou ainda a combinação de ambos.

• A injeção promove a oxidação controlada do C e Si, gerando calor para carga.

Conversor-LD

• O processo de conversão LD foi idealizado em 1948 por Durrer (Suíça).

• Plantas em escala piloto foram testadas nas cidades de Linz e Donawitz, daí o nome LD.

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Donawitz, daí o nome LD. • Foi comercializado em 1952

pela Voest de Linz. • A figura apresenta uma

representação esquemática de uma aciaria LD, indicando a localização relativa dos equipamentos.

Conversor-LD

• Sua operação consiste no carregamento de sucata de aço, gusa líquido e escórias contendo CaO, CaF2 e MgO.

• As quantidades de cada componente são determinadas

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componente são determinadas por meio de balanços térmicos.

• Após o carregamento é realizada a injeção de oxigênio puro em altíssima velocidade (1,7 a 2,5 mach) em pressões entre 960 e 1250 kPa por meio de uma lança refrigerada.

Operação de sopro de um convertedor LD

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Conversor-LD• A ação do jato de oxigênio é parte

química (reações de oxidação de Si, C, Mn, P) e parte física (formação de uma emulsão gás-escória-metal), conforme ilustra a figura.

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Conversor-LD

• Após o sopro, o conversor é escorificado e o aço líquido segue para o lingotamento convencional ou contínuo ou para instalações de metalurgia de panela, conforme ilustra a figura.

O termo metalurgia de panela é empregado para denominar operações

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denominar operações metalúrgicas realizadas em panelas específicas.

Estas operações envolvem:

- Elaboração de aços-liga

- Refino sob vácuo

- Refino por meio de escória

Esquema de um convertedor Bessemer

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Esquema mostrando percurso do aço na aciaria

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Lingotamento do aço líquido

• Consiste na solidificação do aço produzido no conversor LD e/ou por metalurgia de panela (aços-liga) com o objetivo de produzir lingotes para os processos de conformação mecânica.

• Existem duas variantes:

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• Existem duas variantes:– lingotamento convencional – processo em

que o aço líquido é solidificado em lingoteiras estáticas e

– lingotamento contínuo – processo em que o metal líquido é solidificado em lingoteiras refrigeradas de maneira a produzir placas ou tarugos contínuos.

Lingotamento Convencional

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Lingotamento Convencional

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Lingotamento Contínuo

• Nesse sistema, o aço é transferido do conversorpara o distribuidor, e deste para o molde, no qual se inicia a

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qual se inicia a solidificação do aço, que é retirado continuamente por rolos extratores.

• O veio metálico é resfriado, sendo cortado a maçarico e transformado em esboço de placa.

Lingotamento Contínuo

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Esquema mostrando uma máquina de molde curvo

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Esquema mostrando a Máquina de lingotamento contínuo 1 da CST

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Taxa de resfriamento do molde e resfriamento secundário

• O resfriamento do veio tem a finalidade de acelerar a solidificação do aço, fortalecer a pele solidificada e refrigerar a máquina.

• A taxa de resfriamento do aço influencia nas propriedades metalúrgicas, pois afeta a distribuição de propriedades metalúrgicas, pois afeta a distribuição de temperatura interna, uniformidade química e qualidade superficial.

• Um resfriamento inadequado contribui para a formação de trincas internas.

• O resfriamento secundário também é influenciado pelo tamanho do produto, velocidade de lingotamento e projeto da máquina.

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Produção de Lingotes

• Para caso da fundição convencional de lingotes, estes são conformados a quente em laminadores primários visando a produção de blocos, tarugos ou placas.

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produção de blocos, tarugos ou placas.

• No processo de fundição contínua, ou blocos, tarugos e placas são obtidos diretamente das máquinas de lingotamento.

Produção de Lingotes

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Produção de Lingotes

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Produção de Lingotes• Os blocos:

– são produtos de seção quadrada ou pouco retangular cujas dimensões variam de 150 x 150 mm até 300 x 300 mm. São conformados a quente para perfis estruturais (vigas I, U, T) ou trilhos ferroviários.

• Os tarugos:– possuem seção quadrada ou circular com dimensões que variam de

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– possuem seção quadrada ou circular com dimensões que variam de 50 x 50 mm até 125 x 125 mm. São conformados a quente em barras de diferentes seções transversais, arames ou ainda, tubos sem costura.

• As placas:– são produtos de seção retangular cuja espessura varia de 50 a 230

mm e largura entre 610 e 1520 mm. São conformadas a quente em dois tipos de produtos: chapas grossas para a indústria naval ou chapas laminadas a quente com espessuras de até 3,5 mm.

Laminação• Consiste na redução da área

da seção transversal, com conseqüente alongamento, do produto recebido do lingotamento, para conformá-lo na apresentação desejada (chapas grossas, finas, perfis....).perfis....).

• Dependendo da espessura, as chapas podem ser fornecidas sob a forma de bobinas, mas este acondicionamento pode não ser adequado ao uso em perfis soldados, pois as chapas têm a tendência de retornar a sua posição deformada na bobina, por ocasião da soldagem dos perfis.

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Laminação

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Laminação

• Após a laminação, conforme o grau de exposição da chapa ou do perfil laminado, as diferentes velocidades de resfriamento levam ao aparecimento de tensões permanentes nos laminados, que recebem o nome de tensões

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laminados, que recebem o nome de tensões residuais.

• Em chapas, por exemplo, as extremidades resfriam-se mais rapidamente do que a região central, contraindo-se; quando a região central resfria-se, as extremidades, já solidificadas, a impedem de contrair-se livremente.

Ensaio de Tração Uniaxial• O Ensaio de Tração é amplamente

utilizado para o levantamento de informações básicas sobre a resistência dos materiais e como um teste de aceitação de materiais que se faz pelo confronto das propriedades determinadas pelo ensaio e ajustes especificados em projeto.

• O ensaio consiste na aplicação de

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• O ensaio consiste na aplicação de uma carga uniaxial crescente a um corpo de prova especificado, ao mesmo tempo em que são medidas as variações no comprimento e área seccional.

• Pode ser feito para uma dada temperatura ou para uma faixa de temperaturas em que o vaso vai operar.

Ensaio de Tração Uniaxial• Para os trabalhos de

laminação a quente, a curva se desloca para direita e para baixo, o que facilita o processo de conformação.

• Como a curva tensão-deformação se desloca para a direita e para baixo quando a

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deformação se desloca para a direita e para baixo quando a temperatura se eleva, para um mesmo esforço aplicado (tensões) teremos mais deformações.

Perfis Laminados (NBR 8800)

• São aqueles em que o material proveniente do lingotamento contínuo, passa por laminadores com cilindros

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com cilindros conformadores que vão esboçando os perfis por meio de uma sucessão de passes.

Perfis Laminados

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Aplicações

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