O que são aços e como são fabricados (da matéria-prima ao produto acabado)?
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta “O que são aços e como são fabricados (da matéria-prima ao produto acabado)?”. Isso cai na matéria de metalurgia e ciência dos materiais, mais especificamente na siderurgia. Pra resolver, a gente vai precisar entender:
- O que é a liga ferro-carbono (definição de aço)
- Quais são as matérias-primas (minério de ferro, coque, calcário)
- As reações químicas do alto-forno
- Os processos de refino (convertedor ou forno elétrico)
- A formação do produto final (lingotamento, laminação, etc.)
Passo 2
Primeiro, o que é aço?
Aço é basicamente uma liga de ferro com carbono, em que o teor de C varia entre 0,02% e ~2,1%. Dependendo da quantidade de carbono e de outros elementos (Cr, Ni, Mn, etc.), a liga ganha propriedades diferentes (resistência, ductilidade, dureza).
Aço é basicamente uma liga de ferro com carbono, em que o teor de C varia entre 0,02% e ~2,1%. Dependendo da quantidade de carbono e de outros elementos (Cr, Ni, Mn, etc.), a liga ganha propriedades diferentes (resistência, ductilidade, dureza).
Passo 3
Matéria-prima e preparação:
- Minério de ferro (óxidos como Fe₂O₃ ou Fe₃O₄)
- Coque (carvão quase puro, serve como combustível e agente redutor)
- Calcário (CaCO₃, ajuda a remover impurezas formando escória)
No alto-forno, a gente carrega essas camadas alternadas. O coque queima liberando CO₂ e calor, e o CO₂ reage gerando CO, que reduz o minério:
O calcário se decompõe assim:
O CaO se combina com sílica e outras impurezas, formando a escória que flutua sobre o ferro líquido.
Passo 4
Produção de ferro-gusa:
No fundo do alto-forno a 1500–2000 °C, o ferro reduzido se acumula como ferro-gusa (com 4–5% de C e impurezas). A escória (silicatos e óxidos) fica por cima e é removida.
No fundo do alto-forno a 1500–2000 °C, o ferro reduzido se acumula como ferro-gusa (com 4–5% de C e impurezas). A escória (silicatos e óxidos) fica por cima e é removida.
Passo 5
Refino do ferro-gusa em aço:
Existem dois canais principais:
Existem dois canais principais:
- Convertedor LD (oxigênio soprado)
- Sopra-se O₂ puro sobre o ferro-gusa. O carbono e o silício oxidam:
- Controla-se o teor de C e remove-se impurezas.
- Sopra-se O₂ puro sobre o ferro-gusa. O carbono e o silício oxidam:
- Forno elétrico a arco (EAF)
- Usa sucata de aço e/ou ferro-gusa, aquece-se por arco elétrico. Dá pra ajustar ligas mais facilmente.
Ao final do refino, a gente obtem o aço líquido com o teor de carbono desejado e, se for preciso, adiciona outros elementos de liga.
Passo 6
Lingotamento e conformação:
- Lingotamento contínuo → barras ou placas ainda “cruas”
- Reaquecimento e laminação a quente → chapas, bobinas, perfis
- Se preciso, laminação a frio para reduzir ainda mais a espessura e melhorar o acabamento
- Tratamentos térmicos e superficiais (normalização, têmpera, revenimento, galvanização etc.) pra dar propriedades finais
Resposta
Aços são ligas de ferro-carbono (0,02–2,1% C) com eventuais elementos de liga. A fabricação começa com minério de ferro, coque e calcário no alto-forno, produzindo ferro-gusa. Esse ferro-gusa vai pro convertedor (ou forno elétrico), onde o carbono e impurezas são removidos, gerando aço líquido. Depois segue para lingotamento contínuo e laminação (a quente e/ou a frio), e por fim recebe tratamentos térmicos e superficiais até virar o produto acabado (chapas, perfis, fios, etc.).