Ferro Gusa

A importância da Química Analítica na produção de Ferro gusa em um alto forno

Curso: Engenharia Metalúrgica
Professora: Maria José
Alunos: Mariana Medeiros Victor de Almeida Lima
Introdução:
Um alto forno consiste em uma grande estrutura, de 20 a 30 metros de altura, que tem como função a fusão de minério de ferro, hematita (Fe2O3 e magnetita (Fe3O4) , para a obtenção do ferro gusa. Para a formação do ferro gusa a partir do minério de ferro é adicionado o coque (carvão vegetal) como combustível, o que ocasionará a separação dos íons ferro dos íons oxigênio presentes no minério. Também é adicionado calcário como fundente para separar minério das gangas (material sem interesse metalúrgico) . A queima do coque produz gases redutores, o mais importante para o processo é o monóxido de carbono ( CO ), que dentro do alto forno reduz o minério de ferro em diferentes graus de oxidação , até a formação do ferro gusa ( Fe).

O alto forno atua como um reator onde processa-se a redução do minério de ferro em etapas ate que se obtenha o Fe puro. Abaixo estão as etapas do processo de redução:
3 Fe2O3 + CO → 2 Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3 FeO + CO2

FeO + CO → Fe + CO2

Logo abaixo do sopro contendo oxigênio existe uma atmosfera de gás, mais abaixo a escória e abaixo desta o metal líquido. Nessa situação o gás não se difunde para o metal, ao contrário do que corre mais acima.

Fe2O3 e Fe3O4 são reduzidos a FeO líquido, o qual reage com C: FeO + C = FeC, sendo que este carbeto difunde-se para p Fe líquido. Na verdade o Fe3O4 é um espinélio: FeO.Fe2O3, o qual é dissociado numa temperatura de cerca de 650 ºC, liberando Fe2O3 e FeO.

De modo semelhante, para o manganês: MnO, Mn2O3, Mn3O4 (Mn2O3.MnO) corre esta reação com C: MnO + C = MnC, sendo que este carbeto também se difunde para o ferro líquido.

SiO2 + C + SiO , S → SixSy: o óxido e o sulfeto de Si são gases, controlados no topo.

Cr, Ni, Zn e Cu são importantes