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FACULDADE ASSIS GURGACZ CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ESTRUTURAS METÁLICAS

ESTRUTURAS METÁLICAS
Prof. Giovano Palma

Aluno: ____________________________

CASCAVEL, fevereiro de 2007.

1 Processo Siderúrgico
O aço pode ser definido como uma liga metálica composta principalmente de ferro e de pequena quantidades de carbono (0,002% até 2%, sendo que na construção civil o teor fica entre0,18% e 0,25%) com propriedades específicas, sobretudo de resistência e ductilidade. Pode-se resumir o processo de fabricação do aço em 4 grandes etapas: • • • • Preparo das matérias-primas (coqueria e sinterização); Produção do gusa (alto-forno); Produção do aço (aciaria); Conformação mecânica (laminação).

Figura 1 – Processo Siderúrgico

Em estruturas metálicas são empregadas ligasferro-carbono, geralmente denominadas açoscarbono de baixa liga. Esses aços contém, pequenos teores de manganês e silício; são comercializados com base em sua resistência mecânica e não necessitam, em geral, de nenhum tratamento térmico após a laminação.

1.1 Aço, Ferro Gusa, Ferro Fundido
Ferro Gusa – é o produto da 1ª fusão do minério de ferro e contém cerca de 3,5% a 4,0% de carbono. Ferro Fundido – é oproduto da 2ª fusão do gusa, em que são feitas adições de outros materiais até atingir o teor de carbono entre 2,5 a 3,0%. Aço – é uma liga metálica constituída basicamente de ferro e carbono, obtida pelo refino do gusa em equipamentos apropriados. Como refino do gusa entende-se a diminuição dos teores de carbono, silício e enxofre.

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1.2 Matérias-Primas
Para a obtenção do aço sãonecessárias basicamente 2 matérias-primas: o minério de ferro e o carvão mineral. Os mesmos, não são encontrados puros, sendo necessário um preparo prévio com o objetivo de aumentar a eficiência de operação do alto-forno e da aciaria, bem como reduzir o consumo de energia.

Figura 2 – Matérias-Primas

Coqueria – é a eliminação das impurezas do carvão mineral. Carvão Mineral – utilizado nosalto-fornos, deve fornecer energia térmica e química necessária ao processo de produção do gusa e ainda assegurar uma permeabilidade adequada ao alto-forno. Sinterização – é a preparação do minério de ferro para a produção do gusa. Consiste na aglomeração das partículas ( pois os finos e minério são indesejáveis para o processo de obtenção do gusa, devendo ser aglutinados antes do início do processo),resultando no sínter, que possui dimensão superior a 5mm de diâmetro médio.

1.3 Alto-Forno
O princípio básico de operação de um alto-forno é a retirada do oxigênio do minério, que assim é reduzido a ferro. Esta redução é resultante da combinação do carbono presente no coque com o oxigênio do minério em uma reação exotérmica. Simultaneamente, a combustão do carvão com o oxigênio do ar fornece calorpara fundir o metal reduzido. O ar necessário para queima do coque é previamente aquecido e injetado sob pressão através das ventaneiras. Ao entrar em contato com o ar quente (1000° C), o coque entra em combustão, gerando calor e reduzindo o minério de ferro, dando origem ao ferro-gusa e a escória. A temperatura no interior do alto-forno chega a 1500° C.

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Figura 3 – Alto-forno

O gusalíquido é vazado nos carros-torpedo que passam por uma estação de dessulfuração, em que o enxofre é reduzido a teores aceitáveis, seguindo então a aciaria.

1.4 Aciaria
Tem por finalidade transformar o ferro-gusa em aço (refino). Esta operação é feita em um conversor, por meio de injeção de oxigênio pro, sob alta pressão, em banho de gusa líquido, com adição de sucata de aço (que ajuda no controleda composição da liga metálica e também da temperatura do metal líquido). Em seguida, quando o aço está na composição correta, o metal é transferido para o lingotamento contínuo. Conversor – tem a função de reduzir o carbono, silício e fósforo por meio de uma fonte de calor gerada pela injeção do oxigênio puro.

Figura 4 – Conversor

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1.4 Lingotamento Contínuo
Nesse sistema, o aço é...
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