Materiais ferrosos

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LIGAS FERRO-CARBONO

OBTENÇÃO:

São ligas ferro-carbono c/ teores de carbono entre zero e 6,7%, industrialmente entre zero e 4,5%, obtidos a partir de fusão de minérios de ferro sendo os principais:

Hematita (Fe2O3) - Corresponde a aproximadamente 70% e 30% 0, com coloração variando do cinzenta a avermelhada. É o minério de maior emprego na siderurgia, sendo o Brasil um dos grandesprodutores mundiais

Magnetita (Fe3O4) - Corresponde a aproximadamente 72% Fe e 28% 0, de coloração cinza-escura a preta. É altamente magnética e utilizada, principalmente, na Suécia e Comunidade dos Estados Independentes (Ex. União Soviética).

Atrvés de processo de redução em equipamentos chamada alto-forno devido a sua concepção, obtêm-se um produto primário denominado ferro gusa (pigiron) ou simplesmente gusa Este gusa não tem aplicação técnica, tendo como composição química básica :


Carbono - 3,5 a 4,5%
Silício - 0,3 a 2,0%
Enxofre - 0,01 a 0,1%
Fósforo - 0,05 a 2,9%
Manganês - 0,5 a 2,9%

Assim sendo devem passar por um refino p/ que o teor de carbono fique adequado.
As matérias primas que alimentam o alto-forno são o minério de ferro (quando natural empedras é chamado de lumbe), o carvão mineral também chamado coque e o calcário ou dolomita. Todos estes elementos são colocados no alto-forno em camadas alternadas. O minério de ferro pode ser empregado em seu estado natural c/ granulometria controlada, na forma de pelets ou na forma de sinter.
Os pelets são obtidos por aglomeração de partículas finas de minério de ferro umedecidas e misturadasnormalmente com bentonita (15% Al2O3 + 60%SiO2) que age como aglomerante. Após tratamento em fornos obtem-se o pelet que apresenta melhores condições de permeabilidade, resistência mecânica e redutibilidade se comprado com o minério natural.
O sinter é obtido da mesma forma que o pelet, porém contém também calcário, moinha de coque, fuligem e sílica. Sua aplicação melhora o rendimento do AF porreduzir as quantidades de calcário e carvão necessárias na operação, além de permitir uma melhor escorificação.
O carvão empregado pode ser de origem vegetal ou mineral. O mineral é utilizado coqueificado, ou seja, passa por uma destilação sólida seguida de resfriamento enérgico que visa eliminar as impurezas voláteis presentes no carvão pedra. O carvão mineral mais utilizado em siderurgia échamado “huria”.
O calcário é empregado em seu estado natural.
A temperatura de funcionamento do alto forno é da ordem de 1500°C e a esta temperatura o coque é completamente consumido fazendo com que no alto forno só reste o material não volátil. O ferro, mais denso ao fundo e o restante dos componente "bóiam" em sua superfície, como os óxidos restantes na forma de escória.


ESCÓRIA:Enquanto líquido, a escória flutua no banho, e esta é produto das reações de elementos chamados escorificantes e sua natureza determina se esta será ácida, quando, por exemplo, adiciona-se sílica, que também ajuda a baixar os teores de carbono e manganês, ou básica, quando, por exemplo, adiciona-se cal, que também ajuda a baixar os teores de fósforo. Nota-se conseqüentemente que o controle da escóriaé fator de suma importância no processo de fabricação dos aos.
Naturalmente o revestimento do forno também deve ser de natureza básica ou ácida dependendo da escória que se deseja obter. O forno básico normalmente tem revestimento em dolomita ou magnesita e quase a totalidade dos aços produz-se básicos, pois suas propriedades não diferem muito dos ácidos e ainda porque o teor de carbono pode serreduzido abaixo de 0,10%.

ALOTROPIA DAS LIGAS FERRO-CARBONO

O ferro puro até a temperatura de 910°C se cristaliza no sistema cúbico de corpo centrado denominado “ferro-alfa". Estando o material a 910°C a estrutura cristalina muda p/ o sistema cúbico de face centrada, chamando “ferro-gama” que se mantém estável até 1390°C. Entre 1390°C e a temperatura de fusão o reticulado cúbico de...
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