Aciaria prima´ria - convertedor ld

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É hora de fabricar o aço

Introdução
Mesmo quando os métodos de fabricação eram bastante rudimentares os artesãos da Antigüidade, na Ásia e, mais tarde, na
Europa medieval, conseguiam fabricar o aço. O aço daquela
época chamava-se “aço de cementação”. Era uma liga de ferro e
carbono obtida aquecendo-se o ferro em contato com um material
carbonáceo durante um longo tempo. O aço de Wootz, daÍndia, o
aço de Damasco e os aços de Toledo, na Espanha, são exemplos
desse tipo de aço.
Como você deve se lembrar, o problema desses artesãos era que
eles não conseguiam produzir o ferro e, conseqüentemente, o aço
em larga escala. O grande salto da Revolução Industrial foi,
exatamente, desenvolver os métodos corretos para fabricar aços
de melhor qualidade e em quantidades que atendessemàs novas
necessidades das indústrias que surgiam.
A partir das pesquisas, foram criadas várias maneiras de se
transformar o ferro gusa em aço. Na verdade, para que isso
aconteça, uma série de reações e modificações químicas acontecem dentro do gusa e elas são sempre as mesmas. O que muda
é o ambiente onde essas reações acontecem e a maneira como
elas são provocadas. Vários tipos de fornos sãousados nesses
processos. Quais são esses fornos e o que acontece dentro deles
é o que você vai estudar nesta lição.

O ar dá a sua graça
Na aula passada, você estudou que o produto que sai do altoforno é o ferro-gusa, uma matéria-prima com grandes quantida51

des de carbono e impurezas normais, como o silício, o manganês,
o fósforo e o enxofre. Por causa disso, o gusa é duro e quebradiço.Para transformar o gusa em aço, é necessário que ele passe por
um processo de oxidação - combinação do ferro e das impurezas
com o oxigênio - até que a concentração de carbono e das
impurezas se reduza a valores desejados.
Até que se descobrisse como fazer isso, os engenheiros deram
tratos à bola. A idéia apresentada, simultaneamente, por um
inglês, Henry Bessemer, e por um americano,William Kelly, em
1847, foi injetar ar sob pressão a fim de que ele atravessasse o
gusa. Esse processo permitiu a produção de aço em grandes
quantidades.
Os fornos que usam esse princípio, ou seja, a injeção de ar ou
oxigênio diretamente no gusa líquido, são chamados “conversores” e são de vários tipos. Os mais conhecidos, nós vamos
estudar juntos. Eles são:
• Conversor Bessemer
• ConversorThomas
• Conversor LD (Linz Donawitz)
O primeiro conversor sobre o qual vamos falar é o Bessemer. É
constituído por uma carcaça de chapas de aço, soldadas e
rebitadas. Essa carcaça é revestida, internamente, com uma
grossa camada de material refratário, isto é, aquele que resiste a
altas temperaturas. Seu fundo é substituível e é cheio de orifícios
por onde entra o ar sob pressão. A grandesacada desse forno é
seu formato (os livros técnicos dizem que ele se parece a uma
pêra bem estilizada) que permite seu basculamento. Quer dizer,
ele é montado sobre eixos que permitem colocá-lo na posição
horizontal, para a carga do gusa e descarga do aço, e na posição
vertical para a produção do aço.
Este forno não precisa de combustível. A alta temperatura é
alcançada e mantida, devido àsreações químicas que acontecem
quando o oxigênio do ar injetado entra em contato com o carbono
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do gusa líquido. Nesse processo, há a combinação do oxigênio
com o ferro, formando o óxido de ferro (FeO) que, por sua vez, se
combina com o silício (Si), o manganês (Mn) e o carbono (C),
eliminando as impurezas sob a forma de escória e gás carbônico.
Esse ciclo dura, em média, 20 minutos eo aço resultante desse
processo tem a seguinte composição: 0,10% (ou menos) de
carbono, 0,005% de silício, 0,50% de manganês, 0,08% de
fósforo e 0,25% de enxofre.

O outro conversor é o Thomas, bastante semelhante ao Bessemer: ele também é basculante, também processa gusa líquido e
também usa ar nesse processo. A diferença está no revestimento
refratário desse conversor, que é feito com...
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