Siderurgia
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A Siderurgia pode ser considerada o principal segmento do Setor Metalúrgico, respondendo por 51% do seu faturamento no Brasil. Nos últimos anos, a produção de aço no mundo tem apresentado notável crescimento, chegando em 2007 a 1,35 bilhões de toneladas.
Os principais produtores de aço no mundo são: China, Japão, Estados Unidos, Rússia, Índia, Coréia do Sul, Alemanha, Ucrânia, Brasil e Itália.
O aço possui como principais propriedades uma forte resistência a temperaturas extremas, baixo custo de manutenção e longa durabilidade, características que o tornam um material de enorme importância nos mais diversos segmentos, tais como: transportes, construção civil, energia, agricultura, bens de capital, recipientes e embalagens domésticas.
O ferro é a principal matéria prima do aço e, embora seja o 4° elemento mais abundante do planeta, é encontrado na natureza apenas sob a forma de minério de ferro. O processo siderúrgico é responsável pela produção do aço a partir do minério e pode ser dividido em 3 grandes etapas básicas:
Redução
laminação
Refino
Redução
Na produção do aço, as principais matérias-primas são minério de ferro, carvão e cal.
Devido à baixa disponibilidade de carvão vegetal, é predominantemente utilizado o carvão mineral, que é processado nas coquerias, em um processo denominado coqueificação, até transformar-se em coque.
A cal é adicionada ao processo com o objetivo de capturar impurezas contidas no minério para a formação da escória que, embora seja um rejeito do processo siderúrgico, é utilizada em outras indústrias, como por exemplo, a indústria de cimento.
Já o minério de ferro pode ser aglomerado sob forma de sínter ou pelota, para uma maior eficiência do alto forno. Os processos de sinterização e pelotização foram projetados com o objetivo de aproveitar minérios com granulometrias muito baixas, que podem comprometer a permeabilidade da carga e a passagem de gases nos alto fornos. Nestes processos, é feito um tratamento térmico do minério para ligação metalúrgica entre as partículas, de modo a conferi-las estrutura suficiente para processamentos posteriores.
Uma vez preparada a carga, as matérias-primas são carregadas no alto forno. Neste equipamento, o oxigênio é soprado a uma alta temperatura e, em contato com o carvão, produz calor suficiente para fundir a carga metálica e reduzir o minério de ferro. Na redução, os átomos de oxigênio se desprendem das moléculas do minério para se ligarem ao carbono, liberando gás carbônico e formando um metal líquido: o ferro gusa, que consiste em uma liga de ferro e carbono.
A etapa seguinte no processo de produção do aço é o Refino.
Refino
No processo de Refino, o ferro gusa oriundo da Redução é efetivamente transformado em aço. Parte do carbono contida no gusa é removida, juntamente com as impurezas. Mais uma vez, o oxigênio é utilizado no processo, além de serem feitos ajustes de composição química e temperatura.
Equipamentos como Convertedor e Forno Panela são utilizados neste processamento, atuando, respectivamente, no refino primário e secundário do aço.
Nas usinas semi-integradas, é utilizado o Forno Elétrico a Arco para fusão e refino primário do metal.
A etapa final é representada pelo Lingotamento Contínuo, aonde o aço é solidificado e cortado em lingotes e blocos.
A partir daí, os semi-acabados são enviados à Laminação para o processamento final.
Laminação
Na Laminação, os materiais produzidos no processo de Refino são previamente aquecidos em Fornos de Reaquecimento, que aquecem as peças e elevam a sua maleabilidade, de modo a facilitar o processo da laminação.
Por fim, o material é processado em laminadores, que lhes conferem diferentes formas, transformando-os em diversos produtos siderúrgicos destinados a aplicações distintas.
De acordo com as características e formatos desejados, novas etapas podem ser incluídas no processamento, como, por exemplo, a trefilaria, que efetua transformações mecânicas sobre o fio-máquina.
As usinas integradas operam as três fases, enquanto as semi-integradas operam apenas o refino e a laminação. Existem ainda as unidades produtoras não-integradas, que operam somente a redução (produtores de ferro gusa) ou laminação (relaminadores).
Os produtos gerados, por sua vez, podem ser assim agrupados:
- Semi-acabados: placas, blocos, tarugos;
- Planos: bobinas, chapas;
- Longos: vergalhões, fio-máquina, barras, tubos, trefilados.