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 Processo de obtenção do aço, desde a chegada do minério de ferro até o produto final a ser utilizado no mercado.  Aço: liga metálica composta principalmente.

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2  Processo de obtenção do aço, desde a chegada do minério de ferro até o produto final a ser utilizado no mercado.  Aço: liga metálica composta principalmente de ferro e de pequenas quantidades de carbono (0,002% até 2,00%), com propriedades específicas, sobretudo de resistência e ductilidade.  Obtenção do aço: chapas, perfis e bobinas › Minério de ferro + carvão mineral; › Transformação metalúrgica e conformação mecânica.  Fabricação: › Aproveitamento do ferro contido no minério de ferro (eliminação das impurezas); › Na forma líquida: adição de elementos visando atingir as propriedades desejadas; › Solidificação e forma requerida.

3  Processo consiste de 4 etapas principais: › Preparo das matérias primas (Coqueria e sinterização); › Produção de gusa (Alto-forno); › Produção de aço (Aciaria); › Conformação mecânica (Laminação).

4 Matéria prima coqueria sinterização Alto-fornoAciarialingotamento

5  Na construção civil: › Teor de carbono entre 0,18 e 0,25%; › Presença de elementos residuais (enxofre, silício, fósforo, etc.); › Elementos de liga (cromo, manganês, níquel, etc.) adicionados para se atingir certas propriedades  Propriedades do aço dependem de: › Composição química; › Tratamento térmico, deformação mecânica e velocidade de solidificação (características microestruturais).  Definições: › Aço: liga metálica constituída basicamente de ferro e carbono obtida pelo refino de ferro-gusa (refino do ferro-gusa: diminuição dos teores de carbono, silício e enxofre); › Ferro-gusa: produto da primeira fusão do minério de ferro contendo de 3,5 a 4,0% de carbono; › Ferro fundido: produto da segunda fusão do gusa, em que são feitas adições de outros materiais até atingir um teor de carbono entre 2,5 e 3,0%, conferindo propriedades diferentes da do aço.

6  Produção do aço: › Matérias-primas:  Minério de ferro + carvão mineral

7 › Coqueria e sinterização: a) Coqueria:  Carvão mineral deve fornecer energia térmica e química para o desenvolvimento do processo de redução (produção de gusa);  Coqueificação:  Eliminação de impurezas;  Destilação do carvão em ausência de ar;  T=1300º por 18 horas;  Resulta o coque metalúrgico, composto basicamente de carbono, com elevada resistência mecânica e alto ponto de fusão, o qual é encaminhado ao alto-forno.

8 b) Sinterização:  Preparação do minério de ferro para a produção do gusa;  Correta granulometria para proporcionar permeabilidade do ar para a combustão no alto- forno;  Finos de minério: adiciona-se fundentes (calcário, sílica) e o novo composto é britado na granulometria desejada.

9 c) Alto-forno:  Cuba com 50 a 100 m de altura;  Minério de ferro em gusa: coque metalúrgico e fundentes;  Princípio básico: retirada do oxigênio do minério que se reduz a ferro;  Redução: combinação do carbono presente no coque com o oxigênio do minério;  Combustão do carvão com o oxigênio do ar fornece calor para fundir o metal.

10 c) Alto-forno:  Minério de ferro (sínter) + coque + fundentes;  Ar quente entra pela parte inferior (ventaneiras);  Coque + ar quente = combustão;  Resultado: ferro gusa e escória (fabricação de cimento).

11 c) Alto-forno:  Carro torpedo:  Revestido internamente com material refratário;  Dessulfuração: redução do teor de enxofre a níveis aceitáveis;  Análise química: composição da liga (carbono, silício, enxofre e manganês);  Próxima etapa: aciaria.

12 d) Aciaria:  Refino (ferro gusa em aço): ajuste do teor dos elementos;  Conversor: injeção de oxigênio puro (processo Linz- Donawitz ‘LD’);  Pode-se adicionar sucata de aço para auxiliar no controle da composição da liga metálica;  Eliminação dos produtos indesejáveis pela escória;  Uma vez obtida a composição desejada o material é transferido para o lingotamento contínuo. * Metalurgia de panela

13 e) Lingotamento contínuo:  Aço transferido do conversor ou panela para o distribuídor e depois para o molde;  Solidificação do aço;  Corte em maçarico e transformado em esboço de placa.

14 f) Laminação a quente:  Redução da área da seção transversal até conformá-lo na apresentação desejada (chapas grossas ou finas, perfis, etc.);  Pré-aquecimento e posterior deformação sob pressão em cilindros (laminadores);  Chapa: placa que sofreu redução de espessura por laminação;  Em função da espessura podem ser acondicionadas em bobinas.

15 f) Laminação a quente:  Laminador de chapas grossas:  Espessuras: 6 a 200 mm;  Largura: 1000 a 3800 mm;  Comprimento: 5000 a mm.

16 f) Laminação a quente:  Laminador de tiras a quente:  Espessuras: 1,2 a 12,5 mm;  Largura: 800 a 1800 mm;

17 g) Laminação a frio:  Laminador de tiras a frio:  Espessuras: 0,3 a 3,0 mm;  Largura: 800 a 1600 mm;  Característica principal: melhor acabamento.

18  Diagrama tensão-deformação

19  Elasticidade: › Capacidade de voltar à forma original; › Deformação elástica é reversível; › Relação entre deformação e tensão: Módulo de Elasticidade (E); › E aço = MPa; E ferro = MPa.  Plasticidade: › Deformação permanente provocada por tensão igual ou superior ao limite de escoamento; › Alteração interna da estrutura.

20  Ductilidade: › Deformar plasticamente sem se romper; › Quanto mais dúctil maior redução da área (estricção) ou o alongamento antes da ruptura.  Tenacidade: › Absorver energia quando submetido a carga de impacto; › Material dúctil é mais tenaz que um material frágil, requerendo com isso, mais energia para ser rompido.

21  Carbono (C): › Melhora a resistência mecânica; › Prejudica a ductilidade (dobramento) e tenacidade; › A cada 0,01% de aumento do teor de carbono o limite de escoamento aumenta em ~ 0,35MPa.  Manganês (Mn): › Melhora a resistência mecânica; › Prejudica a soldabilidade (menos que o ‘C’);  Silício (Si): › Aumenta a resistência mecânica e à corrosão; › Diminui a soldabilidade;  Enxofre (S): › Muito prejudicial; › Desfavorece a ductilidade e diminui a soldabilidade; › Teor limitado a 0,05%.

22  Fósforo (P): › Melhora a resistência mecânica e à corrosão; › Prejudica a ductilidade (dobramento) e soldabilidade; › Pode tornar o aço quebradiço.  Cobre (Cu): › Aumenta a resistência À corrosão.  Níquel (Ni): › Aumenta a resistência a abrasão e à corrosão; › Diminui a soldabilidade.  Cromo (Cr): › Aumenta a resistência a abrasão e à corrosão; › Diminui a soldabilidade; › Melhora o desempenho a temperaturas elevadas.  Nióbio (Nb): › Consegue-se boa resistência mecânica com boa soldabilidade.  Titânio (Ti): › Aumenta resistência mecânica e à abrasão; › Bom desempenho sob temperatura elevada.

23 Espessuras padrão (mm) Peso (kg/m 2 ) 0,302,36 0,382,98 0,453,53 0,604,71 0,755,89 0,856,67 0,907,06 1,068,32 1,209,42 1,5011,78 1,7013,35 1,9014,92 2,2517,66 2,6520,80 Chapas finas a frio: Larguras padrão: 1000 mm, 1200 mm e 1500 mm Comprimentos padrão: 2000 mm e 3000 mm (também sob a forma de bobinas) São utilizadas nas construções como complementos (esquadrias, dobradiças, portas, batentes, calhas e rufos)

24 Espessuras padrão (mm) Peso (kg/m 2 ) 1,20 (18)9,4 1,50 (16)11,8 2,00 (14)15,7 2,25 (13)17,7 2,65 (12)20,8 3,00 (11)23,6 3,35 (10)26,3 3,75 (9)29,4 4,25 (8)33,4 4,5035,3 4,75 (3/16”)37,3 5,0039,2 Chapas finas a quente Larguras padrão: 1000 mm, 1100 mm, 1200 mm, 1500 mm, 1800 mm Comprimentos: 2000 mm, 3000 mm, 6000 mm e em bobinas São utilizadas em perfis de chapa dobradas, para construção em estruturas metálicas leves e, principalmente, como terças e vigas de tapamento.

25 Espessuras padrão (mm) Peso (kg/m 2 ) 0,251,96 0,302,36 0,352,75 0,433,38 0,503,93 0,655,10 0,806,28 0,957,46 1,118,71 1,259,81 1,5512,17 1,9515,31 Chapas zincadas Largura padrão: 1000 mm Comprimentos padrão: 2000 mm, 3000 mm, e também em bobinas São utilizadas como elementos complementares nas construções, como telhas, calhas, rufos, caixilhos, dutos de ar-condicionado, divisórias.

26 Espessuras padrão (mm) Peso (kg/m 2 ) 6,3 (1/4)49,46 8,0 (5/16)62,80 9,5 (3/8)74,58 12,5 (1/2)98,13 16,0 (5/8)125,60 19,0 (3/4)149,15 22,4 (7/8)175,84 25,0 (1)196,25 37,5 (1 1/6)294,38 45,0 ()353,25 50,0 (2)392,50 57,0 ()447,44 63,0 (2 ½)494,55 75,0 (3)588,75 102,0 ()800,70 Chapas grossas Larguras padrão: 1000 mm a 3800 mm Comprimentos padrão: 6000 mm e mm Utilizadas para construção de estruturas metálicas, principalmente em perfis soldados para trabalhar como vigas, colunas e estacas.

27 Produtos utilizados na construção civil. Cada grupo com um conjunto; Tipos de aço utilizados na fabricação (SAE... NBR...) e produtos disponíveis no mercado, com as especificações; 15 dias (entrega em 13/05)

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