FUNDENTES E FERRO GUSA

BENEFICIAMENTO DO MINÉRIO DE FERRO: A obtenção do ferro-gusa pode ser feita por vários processos, dentre eles a sinterização e a pelotização (esses processos se realizam á altas-temperaturas). Na Sinterização: Com esse aquecimento, as partículas de ferro derretem superficialmente, unem-se umas às outras e acabam formando um só bloco poroso. Enquanto ainda está quente, esse bloco é quebrado em pedaços menores chamados sínter. Com a sinterização, são obtidos blocos feitos com partículas de minério de ferro, carvão moído, calcário e água. Tudo é misturado até se obter um aglomerado. Essa mistura é colocada sobre uma grelha e levada a um equipamento que, com a queima de carvão, atinge uma temperatura entre 1.000ºC e 1.300ºC. Na Pelotização: Por esse processo, o minério de ferro é moído bem fino e depois umedecido para formar um aglomerado. O aglomerado é, então, colocado em um tipo de moinho em forma de tambor. Conforme esse tambor gira, os aglomerados vão sendo unidos até se transformarem em pelotas (daí o nome: pelotização). Depois disso, essas pelotas são submetidas à secagem e queima para endurecimento.

PRODUÇÃO DO GUSA: Depois que o minério de ferro é beneficiado, vai para o alto-forno para se transformar em ferro-gusa. O ferro-gusa é a matéria-prima para a fabricação do aço e do ferro fundido. No alto-forno coloca-se o minério de ferro, o fundente, o desoxidante, o desfosforizante (materiais que ajudam a eliminar as impurezas) e o combustível. O fundente, isto é, o material que ajuda o minério de ferro a se fundir, é o calcário. Esse material é uma rocha constituída por carbonato de cálcio que, por sua vez, é uma combinação de cálcio com carbono e oxigênio. A cal, usada como fundente, torna líquida a escória do ferro-gusa e ajuda a eliminar as impurezas. O minério de manganês ajuda a diminuir os efeitos nocivos do enxofre que é uma impureza que torna o aço mais frágil. Esse minério é também um desoxidante, isto é, elimina oxigênio que contamina o aço. Os combustíveis são importantes na fabricação do ferro-gusa. Devem ter alto poder calorífico para a geração do calor necessário e não podem contaminar o metal obtido. Dois tipos de combustíveis são usados: o carvão vegetal e o carvão mineral.

CARGA DO ALTO-FORNO:

MINÉRIO DE FERRO: O ferro não é encontrado em estado puro na natureza, mas em combinações químicas de metais contidos nas rochas. Essas combinações químicas ocorrem misturadas com as gangas, compostas de silício, alumínio, cal e magnésio. Os principais são: magnetita (Fe3O4) com cerca de 60% de ferro; hematita vermelha (Fe2O3) com cerca de 65% de ferro; ferro oolítico; siderita ou ferro espático (FeCO3) com alto teor de manganês; FeS2.

COQUE: desempenha uma dupla função na elaboração da gusa: a de combustível e a de redutor. O coque provém da destilação do carvão, que deve ser o mais puro possível para evitar resíduos como enxofre e fósforo. Como redutor absorve o oxigênio combinado com outros elementos.

GANGA: Impurezas que ocorrem junto com o minério de ferro em estado bruto, compostas principalmente de silício, alumínio, cal e magnésio.

FUNDENTES: São compostos minerais adicionados no alto forno com o objetivo de abaixar o ponto de fusão das impurezas (ganga) presentes no minério, gerando a escória. Os fundentes podem ser: ácidos, compostos principalmente de sílica; e básicos, formados principalmente de calcário e Mg. O tipo de fundente usado reflete diretamente na alcalinidade da escória, e, portanto, na forma como esta ira reagir com as paredes refrataria do forno. A importância dos fundentes pode ser mostrada analisando a quantidade deste que é usado. Hoje em dia, para a produção de 1000 kg de gusa são utilizados aproximadamente 330 Kg de material fundente.

ESCÓRIA: uma espécie de vidro de qualidade inferior que é produto da mistura entre a ganga e fundente. A escória formada é um composto ternário formado por sílica, alumina e óxido de cálcio cuja função principal é remover os componentes não voláteis da carga do alto forno. Essas escórias podem ser: Ácidas: a base de sílica, areia e quartzito; Básicas: a base de óxido de cálcio e/ou óxido de magnésio, calcário, cal virgem, cal hidratada e dolomita; Neutras: fluorita.

GUSA: é a parte útil para a produção do aço, composta basicamente de ferro fundido com carbono entre 2,5% a 6,67%.

REAÇÕES QUIMICAS NO ALTO-FORNO: Quando o minério de ferro, o combustível e os fundentes são introduzidos na parte superior (goela) da rampa, ocorrem reações químicas: 1. Os óxidos de ferro sofrem redução, ou seja, o oxigênio é eliminado do minério de ferro; A ganga se funde, isto é, as impurezas do minério se derretem;  O ferro sofre carbonetação, quer dizer, o carbono é incorporado ao ferro líquido; Certos elementos da ganga são parcialmente reduzidos, ou seja, algumas impurezas são incorporadas ao gusa. O gusa se funde, quer dizer, o ferro de primeira fusão se derrete;

BIBLIOGRAFIA:

GALE, John. Pottery. Londres: McGraw-Hill, 2001. (livre tradução)

Grande Enciclopédia Larousse Cultural, vols. 1 e 22. São Paulo, 1998, Ed. Nova Cultural. Fabrício Dzierva, Departamento de Engenharia Elétrica UFPR Artigo. (Obtenção do Aço);

Obs: essa parte é do trabalho de Luís e Paulo.