Processo de fabricação de aço - visão geral completa com fluxograma

Neste artigo, aprenderemos quais são os diferentes métodos de processo de fabricação de aço etapas e o Fluxograma para entender melhor. Existem diferentes processos envolvidos de acordo com o tipo e composição do aço. Vamos dar uma olhada nos vários processos de fabricação de aço.

Aço é fundamentalmente uma liga de ferro e carbono, com o teor de carbono variando até 1,5 por cento. O carbono é distribuído por toda a massa do metal, não como carbono elementar ou livre, mas como um composto (combinação química) com o ferro.

Se, no entanto, o carbono for aumentado acima de 1,5 por cento, logo chega um estágio em que não há mais carbono no estado combinado e qualquer excesso deve estar presente como carbono livre (grafite). É nesta fase que o metal se funde no grupo denominado ferro fundido . Portanto, para que um material seja classificado como aço não deve haver carbono livre em sua composição; grafite imediatamente livre que ocorre passa para a categoria de ferro fundido.

Além do carbono, existem outros elementos presentes no aço, por exemplo, Enxofre, Silício, Fósforo, Manganês, etc.; mas o carbono é de longe o elemento modificador mais importante. O ferro forma a massa da liga; é o parceiro de quantidade enquanto no carbono cabe a tarefa de determinar a qualidade do aço para atender a demanda que o ferro sozinho não pode satisfazer. A importância do carbono no aço não está em seu volume relativo, mas em sua notável influência nas mudanças estruturais internas e posteriormente resfriadas por diversos métodos.

Processo de fabricação de aço

Os processos comerciais para fabricação de aço são:

(1) Processo Bessemer, (2) Processo L-D, (3) Processo a céu aberto, (4) Processo do cadinho, (5) Processo elétrico, (6) Processo duplex.

O processo Bessemer, forno aberto e elétrico pode ser subdividido em (a) processo ácido e (b) processo básico , de acordo com o tipo de revestimento utilizado no forno. Em cada um desses processos, o aço é produzido pela adição de carbono ao ferro forjado ou pela remoção da porção adequada de carbono do ferro-gusa, primeiro descarbonetando completamente o ferro-gusa e, em seguida, adicionando a quantidade adequada de carbono. Vamos entender as etapas do processo de fabricação de aço em detalhes.

1. O processo Bessemer

O processo de fabricação de aço Bessemer consiste em soprar ar através de ferro gusa fundido contido em um forno especial conhecido como conversor que tinha a forma de uma enorme betoneira (Fig. 4.2). O conversor é feito de chapas de aço revestidas internamente com material refratário. O tipo de revestimento refratário usado depende do caráter do processo de fabricação do aço, ou seja, do processo ácido ou básico.

No processo ácido, o conversor é revestido com tijolo de sílica que é conhecido no comércio de refratários como “ácido”. O processo ácido não elimina fósforo ou enxofre do metal. No processo básico, o conversor é revestido com dolomita , que é conhecido como “básico”. Ele remove o fósforo e, em certa medida, o enxofre.

2. O processo L-D

O mais recente desenvolvimento no processo de fabricação de aço é o nome deste processo que vem das iniciais de duas plantas separadas na Áustria, em Linz e Donawitz. O minério austríaco local é muito baixo em fósforo para permitir que o método básico de Bessemer seja usado. Como é usado ar, uma mistura de nitrogênio e oxigênio, o aço resultante contém nitrogênio, o que torna os aços suscetíveis à fragilidade sob certas condições.

Além disso, a maior parte do nitrogênio que não é dissolvido carrega tanto calor que apenas um metal com alto teor de fósforo gerará calor suficiente para fornecer a temperatura necessária do aço líquido. O remédio foi substituir o jato de ar por oxigênio ou uma mistura de gás sem nitrogênio.

3. O Processo de Lareira Aberta

No processo de lareira aberta para a produção de aço, ferro-gusa, sucata de aço e óxido de ferro na forma de minério de ferro ou incrustações são fundidos em um forno de lareira aberta Siemens-Martin (Fig. 4.4), assim chamado porque o metal fundido se encontra em uma poça comparativamente rasa no fundo do forno ou na fornalha. A lareira é cercada por um telhado e paredes de tijolos refratários. A carga é alimentada através de uma porta de carregamento e aquecida de 1.600°C a 1.650°C principalmente pela radiação de calor da queima de combustíveis gasosos acima dela. Não é a quantidade de calor, mas sim o calor de alta temperatura que é essencial para o propósito.

4. O processo de fabricação de aço do cadinho

No processo de fabricação de aço para cadinho , misturas de ferro forjado, sucata de aço e ferromanganês são derretidas com carvão em um cadinho hermético. Outras ligas de ferro podem ser adicionadas quando a liga de aço é produzida por este processo. No processo do cadinho, o carbono é adicionado ao ferro, pois o teor de carbono do ferro forjado é baixo.

O carbono necessário é absorvido pelo metal do carvão durante a fusão. Depois que os materiais são derretidos e completamente ligados, os cadinhos são retirados do forno conhecido como forno regenerativo que é aquecido por um combustível gasoso como no forno de lareira aberta e, finalmente, o aço é derramado no molde. O período de tempo entre a colocação do cadinho no forno e a retirada do cadinho é de aproximadamente quatro horas.

O processo é principalmente um processo de fusão e liga e nenhum refino do metal ocorre no cadinho.

5. O processo elétrico

Nos últimos anos, a fusão do aço por fornos elétricos desenvolveu-se rapidamente para a disponibilidade de energia elétrica barata. A eletricidade é usada apenas para a produção de calor e não confere nenhuma propriedade especial ao aço. No entanto, o forno elétrico tem as seguintes características vantajosas.

1. Gera temperatura extremamente alta, cerca de 2.000°C, na câmara de fusão sem introduzir oxigênio ou nitrogênio do ar ou impurezas do combustível. Isso facilita a remoção das impurezas nocivas, como oxigênio, enxofre e fósforo, e também inclusões não metálicas.

2. A temperatura em todos os momentos pode ser facilmente controlada e regulada

3. Permite a adição de elementos de liga caros, como cromo, níquel, tungstênio, etc. sem perda por oxidação.

4. Uma grande variedade de aços, diferindo no teor de carbono e com qualquer teor de elementos de liga, pode ser fabricada.

6. Processos duplex

Métodos de combinação de processos de fabricação de aço conhecidos como processos duplex são realizados em duas unidades siderúrgicas. Geralmente são feitas as seguintes combinações.

1. Lareira básica e ácida

2. Um forno básico de lareira e um forno elétrico básico.

3. Um conversor Bessemer e um forno básico de lareira aberta.

Fluxograma do processo de fabricação de aço

Perguntas frequentes

O que é processo siderúrgico?

O aço é normalmente produzido em duas etapas. O processo de forno de oxigênio básico (BOF) ou de fusão de sucata de aço ou ferro reduzido direto (DRI) em um forno elétrico a arco são usados ​​para converter ferro líquido em aço na etapa principal de fabricação de aço. A siderurgia secundária é um processo de refino que envolve a adição de metais de liga e a remoção de impurezas.

Qual ​​gás é usado para fabricação de aço?

Os gases industriais normalmente usados ​​na indústria siderúrgica são oxigênio, nitrogênio, argônio e hidrogênio .

O que o processo siderúrgico fez?

O processo de fabricação de aço Bessemer consiste em soprar ar através de ferro gusa fundido contido em um forno especial conhecido como conversor que tinha a forma de uma enorme betoneira.

Quem fez o processo do aço?

Sir Henry Bessemer

Como o carbono é adicionado ao aço?

Minério de ferro, coque (feito de carvão) e cal são usados ​​para fazer aço virgem em um alto-forno. As matérias-primas são colocadas em cima do forno, que tem uma temperatura de 3.000 graus Fahrenheit. Carbono é liberado no produto fundido à medida que o minério de ferro derrete e interage com a queima de coque .

Estes foram os diferentes tipos de Processo de Fabricação de Aço etapas em detalhes, incluindo o fluxograma . Espero que tenha gostado deste artigo. Por favor, dê suas opiniões nos comentários abaixo.