O aço, presente na vida de praticamente todas as pessoas nas mais diversas formas imagináveis, teve sua origem na no século XIX e foi largamente difundido durante a segunda revolução industrial devido algumas de suas propriedades. Nesse texto abordaremos, o aço e seu processo produtivo além disso, falaremos um pouco sobre as dores atreladas a ela.
Neste conteúdo abordaremos:
- O que é o aço
- Tipos de aço
- A produção de aço em siderúrgicas
- Principais problemas atrelados a essa produção
Afinal, o que é o aço?
Antes de tudo, vamos entender um pouco sobre seu principal componente, o ferro. O ferro é um elemento químico, que recebe a sigla Fe, e que está presente em nossas vidas, seja na forma de íons no sangue ou na sua forma metálica. Ele foi descoberto a muitos anos, na chamada “Era do Ferro”, que se iniciou por volta de 1000 a.C. Porém, desde lá, apresenta desvantagens como baixa resistência a impacto, baixa ductilidade, e grande fragilidade.
Muitos tempo depois, no século XIX, o aço surgiu buscando contornar essas problemáticas. O aço é, basicamente, uma liga de ferro e carbono, com predominância do ferro (geralmente mais de 90%), mas que diferentemente desse, possui resistência à corrosão, maleabilidade, dureza e uma maior facilidade de transporte. Assim sendo, ele se tornou uma alternativa muito atrativa ao uso do ferro metálico puro através do mundo, sendo um dos principais componentes metálicos usados por todos.
Tipos de aço
O aço é comumente classificado a partir da sua composição química, e de acordo com essa classificação, o ordenamos pensando no teor de um determinado componente nessa composição. Sabendo disso, existem dois tipos principais. São eles, o aço carbono e aço liga.
Aço carbono – esse tipo de aço possui apenas aço e carbono, estando o segundo em uma taxa inferior de 3%
Em resumo, dentro do aço carbono, nós temos três tipos de liga.
- Alto carbono – possui de 3% a 0,5% de carbono
- Médio carbono – possui de 0,5% a 0,2% de carbono
- Baixo carbono – possui de 0,2 a 0,05% de carbono
Aço liga – do mesmo modo, temos o segundo tipo de aço, o qual tem na sua composição um ou mais elemento químico diferente, buscando evidenciar uma característica específica. Ademais, os elementos mais comumente em associação ao aço são cromo, manganês, níquel, molibdênio, tungstênio, vanádio, e silício . De acordo com a taxa desses componentes, nós classificamos o aço liga em,
- Baixa liga – até 5% de aditivos
- Média liga – entre 5% e 12% de aditivos
- Alta liga – acima de 12% de aditivos
E o aço inox? O aço inoxidável, comumente chamado de aço inoxidável, é um aço ligado a crômio, muito utilizado para fazer eletrodomésticos em geral, que recebeu o nome coloquial de aço inox devido a sua importância e larga utilização.
Processo produtivo do aço
A princípio, o processo produtivo do aço acontece em siderúrgicas, um tipo de metalúrgica, focado na fabricação e tratamento de aços e ferros fundidos, lá essa fabricação possui 4 etapas principais.
Preparação de carga
Em primeiro lugar, o carvão mineral, principal fonte de carbono utilizada no processo de fabricação do aço, é destilado na coqueria, onde ele se transforma em coque. Em paralelo, o ferro é aglomerado utilizando-se cal. Essa etapa de preparação das matérias primas acontece para melhor rendimento e economia do processo como um todo.
Redução ou sinterização
Posteriormente, o carvão e o ferro já preparados, nessa etapa são levados ao alto forno, para fundirem-se em um só. Nesse processo, o oxigênio é aquecido a cerca de 1000°C e soprado pela parte de baixo do alto forno, visando produzir calor no carvão ali presente. Esse calor, funde o metal e reduz o minério de ferro a um metal líquido adicionado de carbono chamado ferro-gusa.
A saber, o ferro gusa é um metal com um teor de carbono muito elevado (cerca de 5%) o que o torna muito quebradiço, e sem aplicação prática direta.
Refino
Em terceiro lugar, na etapa de refino, o principal processo é a remoção do carbono e de impurezas do ferro gusa, transformando-o em aço líquido. Ela acontece em uma unidade dentro da siderúrgica chamada aciaria, esta unidade possui dois tipos principais de funcionamento. O por oxigênio, onde se produz normalmente aços primários, vindo de matéria prima pura, ou o elétrico, processo que forma aço a partir da sucata de ferro.
Em síntese, o aço líquido é solidificado em equipamentos de lingotamento contínuo, dando origem a semi-acabados, lingotes e blocos. Peças que já podem ser vendidas para ramos como o da construção civil, ou que podem ser enviadas para a última etapa de produção.
Laminação
Por último, na etapa de laminação, as peças de aço são adequadamente cortadas no lingotamento contínuo e assim transformadas placas de aço. Da qual saem prontas para se transformarem nos mais diversos produtos.
Problemas atrelados a indústrias siderúrgicas
Assim sendo o processo produtivo, toda indústria possui desafios de funcionamento muito específicos. As principais problemáticas de indústria siderúrgicas são,
- Tratamento de resíduos – A produção de aço gera muitos resíduos poluentes, como escórias e cinzas. Desse modo, essa indústria se torna um problema para o meio ambiente e consequentemente para a vida na terra. Planos de resíduos para o tratamento e disposição desses resquícios são indispensáveis.
- Tratamento de gases – produz-se durante o processo siderúrgico, gases como monóxido e dióxido de carbono altamente maléficos. Portanto, se faz necessário também um bom tratamento desses gases para não eliminá-los na atmosfera.
- Incrustação – a incrustação, uma camada de produto acumulado recobrindo equipamentos, também é uma dor de cabeça comum a siderúrgicas em geral. Em suma, óxidos com ponto de fusão alto podem entupir os lingotes por exemplo, e esse problema gera automaticamente, uma redução na eficiência e na vida útil do equipamento, além de paradas na produção, afetando a produtividade da planta.
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Nesse conteúdo, abordou-se a produção de aço e os problemas mais comuns atrelados a ela. Você ficou interessado nessa área e gostaria de melhorar as condições operacionais da sua indústria? A Propeq, consultoria júnior em Engenharia Química da Unicamp, está aqui para te ajudar! Clique abaixo e entre em contato com um de nossos consultores!
