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FACULDADE CAMPO REAL
CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
DISCIPLINA DE PROCESSOS DE FABRICAÇÃO
Processo de Lingotamento
ENG.º OSCAR B. MESPAQUE –
20/04/12
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Resumo do processo
MINÉRIO+ CARVÃO(Coque ou carvão vegetal) + FUNDENTE (calcário) são adicionados ao ALTO FORNO que produz o FERRO GUSA. Este é levado para a ACIARIA (processo pode iniciar aqui com SUCATA) onde é colocado em CONVERSORES OU FORNOS ELÉTRICOS (nesse caso em geral a partir de SUCATA) ONDE É FABRICADO O AÇO. Ainda líquido ele é vazado em grandes lingotes – LINGOTAMENTO CONVENCIONAL, ou na forma de barras de maneira contínua LINGOTAMENTO CONTÍNUO. Sendo após CONFORMADO (laminação, trefilação, forjamento, extrusão)
O FERRO GUSA também é entregue às FUNDIÇÕES, onde é fundido em fornos CUBILÔ para fabricar os FERROS FUNDIDOS. O metal líquido é vazado em moldes de areia com resina com uma cavidade equivalente à forma definitiva da peça a produzir.
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Produção do Aço
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Ferro Primário
Fontes de Ferro
5mm<Pelotas<18mm5mm<Pelotas<18mm 5mm<Sinter<50mm 5mm<Sinter<50mm 6mm< Minério <40mm
granulado
6mm< Minério <40mm
granulado
Em detalhe Em detalhe
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CoqueriaDetalhes do processo
Típica Bateria de coqueificação Típica Bateria de coqueificação
Coque incandescente
pronto para ser descarregado
Coque incandescente
pronto para ser descarregado
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Alto forno Serve para produzir o ferro gusa,
que é uma forma intermediária
na produção dos aços Entra na parte superior do forno
minério de ferro, coque (ou carvão vegetal) e fundente.
É insuflado ar pelas ventaneiras que queima o caque gerando CO
que faz a redução do minério de ferro a ferro mas esse ferro incorpora um percentual de carbono (ferro gusa).
Ex. de reação de redução: ½ Fe2O3 + 3/2CO = Fe +3/2CO2
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Alto FornoO alto forno é um forno de cuba que operado em
regime de contra corrente. No topo do forno o coque, calcário, e o material
portador de ferro (sinter, pelotas e minério granulado) são carregado em diferentes camadas.
A carga sólida, alimentada pelo topo, desce por gravidade reagindo com o gás que sobe.
Na parte inferior do forno o ar quente (vindo dos regeneradores) é injetado através das ventaneiras.
Em frente as ventaneiras o O2, presente no ar, reage com o coque formando monóxido de carbono (CO) que ascende no forno reduzindo o óxido de ferro presente na carga que desce em contra corrente.
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Alto Forno
John A. Ricketts, Ispat Inland, Inc.
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A matéria prima requer de 6 a 8 horas para alcançar o fundo do forno (cadinho) na forma do produto final de metal fundido (gusa) e escória líquida (mistura de óxidos não reduzidos). Estes produtos líquidos são vazados em intervalos regulares de tempo.
Os produtos do alto forno são o gusa (que segue para o processo de refino do aço), a escória (matéria-prima para a indústria de cimento), gases de topo e material particulado.
Uma vez iniciada a campanha de um alto forno ele será operado continuamente de 4 a 10 anos com paradas curtas para manutenções planejadas.
Alto Forno
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Alto forno
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Aciaria A composição do gusa
está longe da composição típica dos aços devendo ser reduzido os teores de carbono enxofre fósforo manganês entre outros.
O princípio químico é a oxidação dos elementos envolvendo a injeção controlada de O2 ou de ar saindo na forma de gases ou passando para a escória.
Conversores: ar ou O2 é soprado durante 15 a 20 min.através ou sobre 100 a 150 ton. de carga, sendo a fonte de calor a própria oxidação dos elementos (reações são exotérmicas)
Tipos de conversores: Thomas ar insuflado por baixo. Bessemer Ar insuflado por baixo, e LD O2 insuflado com lança ( em geral adiciona-se sucata junto para baixar a temperatura), (MAIS USADO)
Fornos elétricos: Utiliza arco elétrico entre 3 eletrodos de grafite e a carga. Em geral utiliza sucata como carga, tempo de corrida 2 horas (em geral usado para aços especiais).
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Produção do Aço Líquido-métodos mais usados atualmenteA produção do aço líquido se dá através da oxidação
controlada das impurezas presentes no gusa líquido e na sucata.
Este processo é denominado refino do aço e é realizado em uma instalação conhecida como aciaria.
O refino do aço normalmente é realizado em batelada pelos seguintes processos:- Aciaria a oxigênio – Conversor LD (carga
predominantemente líquida).- Aciaria elétrica – Forno elétrico a arco – FEA
(carga predominantemente sólida).
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Conversor LDResponsável por cerca 60% (540 milhões ton/ano)
da produção de aço líquido mundial, a tecnologia continua a ser a mais importante rota para a produção de aço, particularmente, chapas de aço de alta qualidade.
Processo industrial teve início em 1952, quando o oxigênio tornou-se industrialmente barato. A partir daí o crescimento foi explosivo.
Permite elaborar uma enorme gama de tipos de aços, desde o baixo carbono aos média-liga.
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Conversor LD
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Conversor
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Conversor LD
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Metalurgia de Panela
Após o refino, o aço ainda não se encontra em condições de ser lingotado. O tratamento a ser feito visa os acertos finais na composição química e na temperatura. Portanto, situa-se entre o refino e o lingotamento contínuo na cadeia de produção de aço carbono.
Desta forma o FEA ou o conversor LD pode ser liberado, maximizando a produção de aço.
- Forno de panela
- Desgaseificação
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Forno de Panela
Forno na metalurgia de panela
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Toda a etapa de refino do aço se dá no estado líquido. É necessário, pois, solidificá-lo de forma adequada em função da sua utilização posterior.
O lingotamento do aço pode ser realizado de três maneiras distintas:
- DIRETO: o aço é vazado diretamente na lingoteira;
- INDIRETO: o aço é vazado num conduto vertical penetrando na lingoteira pela sua base;
- CONTÍNUO: o aço é vazado continuamente para um molde de cobre refrigerado à água.
Lingotamento
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Lingotamento Contínuo
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O lingotamento contínuo é um processo pelo qual o aço fundido é solidificado em um produto semi-acabado, tarugo, perfis ou placas para subseqüente laminação.
Antes da introdução do lingotamento contínuo, nos anos 50, o aço era vazado em moldes estacionário (lingoteiras).
Lingotamento Contínuo
Seções possíveis no lingotamento contínuo (mm)
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Lingotamento e Laminação
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Vídeo - CosipaVídeo – O segredo das Coisas Aço
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FIM