Responda as seguintes questões:
Quais são as diferenças entre conversores Bessemer e LD e que tipos de aços produzem.
Quais são as diferenças entre conversores Bessemer e LD e que tipos de aços produzem.
Passo 1
O enunciado pede para comparar dois processos históricos e industriais de refino do ferro-gusa em aço: o conversor Bessemer e o conversor LD. O conteúdo aqui é metalurgia do aço, em particular a química de sopro de gases para remoção de carbono e outras impurezas. Para resolver, vamos ver o princípio químico de cada forno, seu tipo de revestimento (ácido ou básico) e que tipos de aço cada um consegue produzir.
Passo 2
No conversor Bessemer:
- O revestimento interno é feito de material ácido (geralmente tijolos refratários à base de
). - Ar ambiente é soprado para dentro do forno através de bocais na base. Esse ar fornece
para oxidar o carbono e outras impurezas segundo reações como
- Como o revestimento é ácido, não há remoção de fósforo
nem de enxofre ; esses elementos permanecem no aço. - O processo é muito rápido (cerca de 20 min) e foi usado no século XIX para produzir aços simples de baixo custo, porém com teor relativamente alto de fósforo e enxofre, adequados para obras civis ou trilhos sem grande exigência de tenacidade.
Passo 3
No conversor LD (ou Basic Oxygen Furnace – BOF):
- O revestimento interno é básico, contendo óxidos de cálcio e magnésio
, , o que favorece a formação de escória que captura e . - Sopro de oxigênio quase puro (tipicamente
de ) é introduzido pelo toboágulo, permitindo oxidação rápida do carbono e remoção eficiente de fósforo em reações como
- Depois do sopro são adicionados agentes de aeração e ligas (Mn, Si, Cr etc.) para ajustar o teor de carbono e produzir aços de médio e alto desempenho.
- O processo leva cerca de 30–40 min e produz aços com baixo teor de impurezas, usados em automóveis, estruturas navais, tubos sob pressão e muitos aços inoxidáveis (após etapas de refino secundário).
Passo 4
Comparando:
- Revestimento: Bessemer é ácido → não remove
nem ; LD é básico → escória retém e . - Gás de sopro: Bessemer usa ar; LD usa oxigênio quase puro → no LD há menor consumo de energia e menos nitrogênio dissolvido.
- Qualidade do aço: Bessemer produz aços simples, com maior teor de impurezas; LD produz aços de baixa impureza e permite versatilidade de ligas.
- Aplicações: Bessemer servia para aços de construção pesada no século XIX; LD atende aos padrões modernos de aços finos e especiais.
Resposta
O conversor Bessemer é revestido de material ácido, sopram-se ar e obtém-se aço de baixo custo porém com elevados teores de fósforo e enxofre, usado historicamente em peças de construção. O conversor LD tem revestimento básico, sopro de oxigênio puro e escória que remove
e
, produzindo aços com baixo teor de impurezas, desde aços carbono de altíssima qualidade até aços especiais e inoxidáveis.