FACULDADE CAMPO REAL

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DISCIPLINA DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

Processo de Lingotamento

ENG.º OSCAR B. MESPAQUE –

20/04/12

Resumo do processo

MINÉRIO+ CARVÃO(Coque ou carvão vegetal) + FUNDENTE (calcário) são adicionados ao ALTO FORNO que produz o FERRO GUSA. Este é levado para a ACIARIA (processo pode iniciar aqui com SUCATA) onde é colocado em CONVERSORES OU FORNOS ELÉTRICOS (nesse caso em geral a partir de SUCATA) ONDE É FABRICADO O AÇO. Ainda líquido ele é vazado em grandes lingotes – LINGOTAMENTO CONVENCIONAL, ou na forma de barras de maneira contínua LINGOTAMENTO CONTÍNUO. Sendo após CONFORMADO (laminação, trefilação, forjamento, extrusão)

O FERRO GUSA também é entregue às FUNDIÇÕES, onde é fundido em fornos CUBILÔ para fabricar os FERROS FUNDIDOS. O metal líquido é vazado em moldes de areia com resina com uma cavidade equivalente à forma definitiva da peça a produzir.

Produção do Aço

Ferro Primário

Fontes de Ferro

5mm<Pelotas<18mm5mm<Pelotas<18mm 5mm<Sinter<50mm 5mm<Sinter<50mm 6mm< Minério <40mm

granulado

6mm< Minério <40mm

granulado

Em detalhe Em detalhe

CoqueriaDetalhes do processo

                                          

       

Típica Bateria de coqueificação Típica Bateria de coqueificação

Coque incandescente

pronto para ser descarregado

Coque incandescente

pronto para ser descarregado

Alto forno Serve para produzir o ferro gusa,

que é uma forma intermediária

na produção dos aços Entra na parte superior do forno

minério de ferro, coque (ou carvão vegetal) e fundente.

É insuflado ar pelas ventaneiras que queima o caque gerando CO

que faz a redução do minério de ferro a ferro mas esse ferro incorpora um percentual de carbono (ferro gusa).

Ex. de reação de redução: ½ Fe2O3 + 3/2CO = Fe +3/2CO2

Alto FornoO alto forno é um forno de cuba que operado em

regime de contra corrente. No topo do forno o coque, calcário, e o material

portador de ferro (sinter, pelotas e minério granulado) são carregado em diferentes camadas.

A carga sólida, alimentada pelo topo, desce por gravidade reagindo com o gás que sobe.

Na parte inferior do forno o ar quente (vindo dos regeneradores) é injetado através das ventaneiras.

Em frente as ventaneiras o O2, presente no ar, reage com o coque formando monóxido de carbono (CO) que ascende no forno reduzindo o óxido de ferro presente na carga que desce em contra corrente.

Alto Forno

John A. Ricketts, Ispat Inland, Inc.

A matéria prima requer de 6 a 8 horas para alcançar o fundo do forno (cadinho) na forma do produto final de metal fundido (gusa) e escória líquida (mistura de óxidos não reduzidos). Estes produtos líquidos são vazados em intervalos regulares de tempo.

Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o processo de refino do aço), a escória (matéria-prima para a indústria de cimento), gases de topo e material particulado.

Uma vez iniciada a campanha de um alto forno ele será operado continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções planejadas.

Alto Forno

Alto forno

Aciaria A composição do gusa

está longe da composição típica dos aços devendo ser reduzido os teores de carbono enxofre fósforo manganês entre outros.

O princípio químico é a oxidação dos elementos envolvendo a injeção controlada de O2 ou de ar saindo na forma de gases ou passando para a escória.

Conversores: ar ou O2 é soprado durante 15 a 20 min.através ou sobre 100 a 150 ton. de carga, sendo a fonte de calor a própria oxidação dos elementos (reações são exotérmicas)

Tipos de conversores: Thomas ar insuflado por baixo. Bessemer Ar insuflado por baixo, e LD O2 insuflado com lança ( em geral adiciona-se sucata junto para baixar a temperatura), (MAIS USADO)

Fornos elétricos: Utiliza arco elétrico entre 3 eletrodos de grafite e a carga. Em geral utiliza sucata como carga, tempo de corrida 2 horas (em geral usado para aços especiais).

Produção do Aço Líquido-métodos mais usados atualmenteA produção do aço líquido se dá através da oxidação

controlada das impurezas presentes no gusa líquido e na sucata.

Este processo é denominado refino do aço e é realizado em uma instalação conhecida como aciaria.

O refino do aço normalmente é realizado em batelada pelos seguintes processos:- Aciaria a oxigênio – Conversor LD (carga

predominantemente líquida).- Aciaria elétrica – Forno elétrico a arco – FEA

(carga predominantemente sólida).

Conversor LDResponsável por cerca 60% (540 milhões ton/ano)

da produção de aço líquido mundial, a tecnologia continua a ser a mais importante rota para a produção de aço, particularmente, chapas de aço de alta qualidade.

Processo industrial teve início em 1952, quando o oxigênio tornou-se industrialmente barato. A partir daí o crescimento foi explosivo.

Permite elaborar uma enorme gama de tipos de aços, desde o baixo carbono aos média-liga.

Conversor LD

Conversor

Conversor LD

Metalurgia de Panela

Após o refino, o aço ainda não se encontra em condições de ser lingotado. O tratamento a ser feito visa os acertos finais na composição química e na temperatura. Portanto, situa-se entre o refino e o lingotamento contínuo na cadeia de produção de aço carbono.

Desta forma o FEA ou o conversor LD pode ser liberado, maximizando a produção de aço.

- Forno de panela

- Desgaseificação 

Forno de Panela

Forno na metalurgia de panela

Toda a etapa de refino do aço se dá no estado líquido. É necessário, pois, solidificá-lo de forma adequada em função da sua utilização posterior.

O lingotamento do aço pode ser realizado de três maneiras distintas:

- DIRETO: o aço é vazado diretamente na lingoteira;

- INDIRETO: o aço é vazado num conduto vertical penetrando na lingoteira pela sua base;

- CONTÍNUO: o aço é vazado continuamente para um molde de cobre refrigerado à água.

Lingotamento

Lingotamento Contínuo

O lingotamento contínuo é um processo pelo qual o aço fundido é solidificado em um produto semi-acabado, tarugo, perfis ou placas para subseqüente laminação.

Antes da introdução do lingotamento contínuo, nos anos 50, o aço era vazado em moldes estacionário (lingoteiras).

Lingotamento Contínuo

Seções possíveis no lingotamento contínuo (mm)

Lingotamento e Laminação

Vídeo - CosipaVídeo – O segredo das Coisas Aço

FIM