O carvão vegetal é usado preponderantemente na produção de ferro gusa e aço. Na produção de ferro gusa, o carvão cumpre duas funções: como combustível para gerar o calor necessário à operação do alto-forno da siderúrgica e como agente químico para retirar o oxigênio durante o processo.
Para a produção do ferro gusa em alto forno, são necessárias as seguintes matérias-primas para cada tonelada de material produzido:Minério de ferro: cerca de 1700 Kg;Coque (um tipo de carvão): cerca de 500 Kg;Óxido de cálcio (CaO) ou óxido de magnésio (MgO): cerca de 140 Kg;Ar quente: cerca de 1800 Kg.
3.1.2 Funcionamento do Alto-Forno
Como matérias-primas (carga metálica), utilizam-se o sinter, o minério granulado e a pelota. O principal combustível utilizado é o coque metalúrgico.
Os produtos das reações que ocorrem no alto-forno são o ferro-gusa e a escória, escoados no estado líquido para a base do reator e separados por diferença de densidade. O ferro-gusa é conduzido por canais refratários para os carros torpedos para ser transportado para as aciarias.
A obtenção de ferro gusa geralmente ocorre no chamado alto forno, embora um material quimicamente semelhante, porém com aspecto esponjoso possa ser obtido pelo processo de redução direta, e depois utilizado de modo semelhante ao ferro gusa sólido obtido no alto forno.
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O ferro gusa é levado para a aciaria, ainda em estado líquido, para ser transformado em aço, mediante queima de impurezas e adições. O refino do aço se faz em fornos a oxigênio ou elétricos. Finalmente, a terceira fase clássica do processo de fabricação do aço é a laminação.
Os principais minérios de ferro são a hematita, a goethita e a magnetita. O ferro metálico pode ser obtido por meio de reações de oxirredução com monóxido de carbono. É a principal substância metálica produzida no Brasil. É constituinte de diversos utensílios de uso doméstico e industrial.
Cuba:- Região média do AF com altura total de aprox. 22 metros, (parede vertical, ventre = 4 metros e, convergente= 18 metros) é região de maior diâmetro do forno e de maior intensidade de reações.
O alto-forno é um reator que funciona a contra corrente. A carga metálica, composta por sínter, minério granulado e pelota, em conjunto com o combustível (coque), são carregados, de forma controlada, pelo topo. O ar quente, enriquecido com oxigênio, é injetado na região inferior.
Entre os vários tipos de fornos de fusão a combustível, o forno Cubilô é quase que exclusivamente utilizado na produção de ferro fundido e Gusa.
O calcário atua como fundente, ou seja, ele reage pela sua natureza básica com as substâncias estranhas ou impurezas contidas no minério e no carvão – geralmente de natureza ácida – diminuindo o seu ponto de fusão e formando a escória, subproduto do processo clássico do alto-forno, em outras palavras, o calcário reage ...
A injeção de carvão vegetal pulverizado proporciona a redução do consumo de carvão vegetal (ou de coque de carvão metalúrgico) enfornado e o aumento da produtividade da usina.
O carvão mineral contém uma grande porcentagem do elemento Carbono. ... O carvão coque é um subproduto do carvão mineral, é obtido através do processo denominado de coqueificação, onde o carvão mineral é submetido a altas temperaturas na ausência de oxigênio.
Sua principal aplicação é a produção de aço e ferros fundidos. O ferro gusa por apresentar uma solida consistência é trato como uma matéria-prima de primeira, sendo que o mesmo apresenta algumas vantagens de processamento como: já estar na liga correta para fusão, pois originou-se das próprias peças fundidas.
O Alto forno continua a ser a maneira mais utilizado para a produção de ferro gusa em todo mundo apesar de existirem outros métodos. O Brasil se destaca como produtor de ferro gusa a partir do carvão vegetal, sendo o maior produtor mundial.
As principais matérias-primas usadas na produção de ferros fundidos cinzentos são o ferro-gusa, a sucata de aço e ferros fundidos, retornos de processo e ferro ligas.
Têm por função aquecer o ar injetado através das ventaneiras para a combustão do coque. O regenerador recebe o ar na temperatura entre 150 a 200 °C, chamado ar frio, e eleva esta temperatura para a faixa de 1000 a 1250 °C, dependendo de sua capacidade, passando a ser chamado de ar quente.
Para usar o alto-forno, você precisará colocar o item e o combustível no alto-forno para mudar o estado para”aceso”. O item no alto-forno será fundido duas vezes mais rápido que um forno normal, mas o combustível usado no alto-forno também será usado com o dobro da taxa.
As escórias se formam pela fusão das impurezas do minério de ferro, juntamente com a adição de fundentes (calcário e dolomita) e as cinzas do coque. ...
Região do coque estagnado ou Homem Morto: Também chamada de Zona de coque Inativo ou Homem morto. É composto de uma quantidade mais central de carvão, que por estas afastado da zona de combustão, não reage com o oxigênio soprado nas ventaneiras desta forma não formando o gás CO, redutor utilizado no processo.
A função do fundente é a de separar o minério da ganga. ... As matérias-primas (minério+ganga, coque e fundente) são introduzidas pela parte superior do forno, normalmente através de uma tremonha rotativa.
O ferro, atualmente, é utilizado extensivamente para a produção de aço, liga metálica para a produção de ferramentas, máquinas, veículos de transporte (automóveis, navios, etc), como elemento estrutural de pontes, edifícios e uma infinidade de outras aplicações.
O aço é produzido por remoção de impurezas, como o carbono do ferro em bruto ou da gusa, produzido pelos altos-fornos. O processo industrial principal é o de oxigénio, no qual a gusa ou a sucata fundidas são colocadas num contentor de tijolos alcalinos (básicos) revestido com resistências elétricas.
Composição do Metal
Os minérios são substâncias encontradas em solos e rochas de onde é possível extrair os metais. Alguns metais, tais como o ferro e o cobre, são extraídos dos minérios já na forma a se utilizada. Outros, como o aço e o bronze, precisam ser associados a outras substâncias (ex: aço = ferro + carvão).
Desta forma, ele possui, no máximo 0,08% de carbono em sua composição. Enquanto isso, o aço possui até 2% de carbono e acima disso já é considerado um ferro fundido. ... Este ferro puro chama-se ferro gusa, que depois recebe uma pulverização com magnésio e que no final formará o aço líquido.
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