Processo Alto Forno

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS
CAMPUS TIMÓTEO

Processos Industriais - Módulo Aço

O processo do alto-forno e a produção de aço
Prof. Armin Isenmann

1. O Ferro e suas ligas
1.1.
História do ferro
Ferro se conhece há 6000 anos, quando foi descoberto em meteoritos. Desde 3000 ante Cristo o ferro foi produzido pelo homem, por aquecimento de minérios junto ao carvão da lenha - semelhante ao processo moderno de hoje.
A produção mundial de ferro e aço hoje é superior a 1000 milhões de toneladas por ano, desta forma o Fe representa o mais importante metal de uso técnico.
1.2.
Propriedades físicas e químicas do ferro
Ferro quimicamente puro é um metal de aparência prateada, é relativamente mole e dúctil e de considerável reatividade química. Por exemplo, é facilmente oxidado a Fe2+: ε0(a pH 0)= -0,4 V; ε0(a pH 14)= -0,88V). Sua densidade é de 7,873 g⋅cm-3, ele existe em três modificações sólidas, funde a 1539 °C e ferve a 3070 °C.
Fe-α
(ccc)

906 °C

Fe-γ
(cfc)

1401 °C

Fe-δ
(ccc)

1539 °C

Fe fundido

O ferro-α, igual ao Ni e Co, é ferromagnético. Sua temperatura de Curie é de 768 °C, acima da qual perde o ferromagnetismo, ficando apenas o paramagnetismo. O magnetismo de ferro puro se perde após retirar o campo magnético externo. Certas ligas do ferro, porém, mantêm uma polarização permanente. Isto vale, por exemplo, para o aço onde se tem uma liga com carbono e outros metais. Antigamente, acreditava-se na formação de uma outra forma cristalina ("Fe-β") logo acima de 768 °C, mas não: o Fe continua na modificação α até 906 °C.
O ferro dispõe do núcleo mais estável de todos os elementos. Isto explica, em partes, a abundância deste elemento no universo. Toda a matéria do universo tem a tendência de converter-se em ferro e níquel, por serem os elementos aproximadamente no meio de todos os elementos estáveis. Isso acontece ou por fusão dos núcleos mais leves, ou
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por cisão dos núcleos mais