Altos fornos

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Alto-forno
O alto-forno é um forno de cuba ou fornalha com 20 a 30 metros de altura, com a forma de dois troncos de cone unidos pelas suas bases (cuba e ventre) e fechado na parte inferior pelo cadinho com a soleira.
Este tem como finalidade a fusão dos minérios de ferro, hematite (Fe2O3) e magnetite (Fe3O4) e obtenção de ferro-gusa ou simplesmente designada de gusa (ferro da primeirafundição).
Para a obtenção da gusa a partir do minério de ferro adiciona-se coque como combustível que vai permitir efetuar a separação de ferro do oxigénio no minério e calcário (ou castina) como fundente das gangas (minerais sem interesse metalúrgico). A função do fundente é a de separar o minério da ganga. O fundente é escolhido em função da ganga.
As matérias-primas (minério+ganga, coque e fundente)são introduzidas pela parte superior do forno, normalmente através de uma tremonha rotativa. O ar aquecido entre os 100 a 1350 ºC nos regeneradores de calor é injetado através de tubos situados na parte superior do cadinho e tem como funções permitir a combustão do coque e provocar o aquecimento das matérias-primas.
Os gases redutores formados (monóxido de carbono) atravessam totalmente asmatérias-primas no sentido ascendente e reduzem o mineral, que se encontra em diferentes graus de oxidação. Simultaneamente, as matérias-primas são aquecidas pelos gases ascendentes.
No ventre, um pouco acima do nível dos tubos, o ferro reduzido (esponja de ferro) e a escória (subproduto constituído por gangas e por cinzas do coque) entram em fusão e escorrem para o cadinho, onde a escória, menos densa,passa a flutuar sobre a gusa. À medida que vai descendo, a gusa, por contacto com o coque, vai-se enriquecendo em carbono. A intervalos regulares procede-se à sangria (tubos de escoamento), tanto da gusa como da escória, que vertem dos respetivos furos de sangria.
A gusa pode ser transferida diretamente num misturador-forno, que a mantém no estado líquido e a transporta para a aciaria onde vai sermoldada em lingotes.
Os rendimentos de um alto-forno moderno, com cadinho de 9,7 m de diâmetro, são de cerca de 4500 toneladas por dia de gusa e 380 kg de escória por tonelada de gusa.
Construção do Alto-Forno.
Como se vê, trata-se de uma estrutura cilíndrica, de grande altura, que compreende essencialmente uma fundação e o forno propriamente dito. Esta, por sua vez, é constituída de trêspartes essenciais: cadinho, rampa e cuba.
Cadinho
O cadinho corresponde á parte do alto-forno onde se acumulam o metal fundido e a escória, resultantes das reações que ocorrem no seu interior. O cadinho tem forma cilíndrica e é construído em chapa grossa de aço, com revestimento interno de material refratário de natureza sílico-aluminosa ou de blocos de carbono. Entre a chapa de aço e o revestimentorefratário são colocadas placas retangulares de ferro fundido, contendo no seu interior tubos de água, por onde esta circula, promovendo o resfriamento e proporcionando, assim, melhor condição do material suportar as temperaturas elevadas que ocorrem nessa região e as pressões devidas ao peso da carga. O diâmetro do cadinho, dependendo da capacidade do forno, pode ser mais ou menos igual ou maiorque 10 metros. A altura do cadinho supera frequentemente 4 metros.
Na parte inferior do cadinho, acerca de 1m do fundo, situa-se o furo de corrida do gusa, o qual, durante a operação do forno, permanece fechado com massa refrataria colocada sob pressão e,por Acima do furo de corrida do gusa, a cerca de 2,0 a 2,40m do fundo , situam-se os furos de corrida de escória, geralmente em números de dois.Na parte superior do cadinho, a cerca de 3,25m do fundo situam-se as ventaneiras , através das quais é soprado ar pré-aquecido e sob pressão.O número de ventaneiras, de formato cônico, construídas de cobre e refrigeradas a água, varia de 20 a 32.
Rampa
A rampa tem formato tronco-cônico; suas dimensões variam desde o diâmetro do cadinho até 10,5 ou mais, com altura que pode superar 4m. A...
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