Aço é o material de construção mais popular do mundo devido à sua combinação única de durabilidade, trabalhabilidade e custo. É uma liga de ferro que contém 0,2-2% de carbono por peso.
De acordo com a World Steel Association, alguns dos maiores países produtores de aço são China, Índia, Japão e os EUA. A China responde por cerca de 50% dessa produção. Os maiores produtores de aço do mundo incluem ArcelorMittal, China Baowu Group, Nippon Steel Corporation e HBIS Group.
O moderno processo de produção de aço
Métodos de fabricação aço evoluíram significativamente desde o início da produção industrial no final do século XIX. Os métodos modernos, no entanto, ainda se baseiam na mesma premissa do Processo Bessemer original, que usa oxigênio para diminuir o teor de carbono no ferro.
Hoje, produção de aço faz uso de materiais reciclados e também de matérias-primas tradicionais, como minério de ferro, carvão e calcário. Dois processos, produção de aço com oxigênio básico (BOS) e fornos elétricos a arco (EAF), respondem por praticamente toda a produção de aço.
A siderurgia, a primeira etapa na fabricação do aço, envolve as entradas brutas de minério de ferro, coque e cal sendo derretidos em um alto-forno. O ferro fundido resultante - também conhecido como metal quente - ainda contém 4-4,5% de carbono e outras impurezas que o tornam frágil.
A produção de aço primária tem dois métodos: BOS (forno de oxigênio básico) e os métodos mais modernos EAF (forno elétrico a arco). O método BOS adiciona sucata de aço reciclada ao ferro fundido em um conversor. Em altas temperaturas, o oxigênio é soprado através do metal, o que reduz o teor de carbono entre 0-1,5%.
O método EAF, no entanto, alimenta sucata de aço reciclada por meio de arcos elétricos de alta potência (com temperaturas de até 1.650 graus Celsius) para derreter o metal e convertê-lo em aço de alta qualidade.
A produção de aço secundária envolve o tratamento do aço fundido produzido nas rotas BOS e EAF para ajustar a composição do aço. Isso é feito adicionando ou removendo certos elementos e / ou manipulando a temperatura e o ambiente de produção. Dependendo dos tipos de aço necessários, os seguintes processos de fabricação de aço secundários podem ser usados:
- Mexendo
- Fornalha de panela
- Injeção de panela
- Desgaseificação
- CAS-OB (ajuste de composição por borbulhamento de argônio selado com sopro de oxigênio)
A fundição contínua vê o aço fundido fundido em um molde resfriado, causando a solidificação de uma fina casca de aço.O fio da casca é retirado usando rolos guiados, então é totalmente resfriado e solidificado. Em seguida, o cordão é cortado dependendo da aplicação - placas para produtos planos (chapa e tira), blocos para seções (vigas), tarugos para produtos longos (arames) ou tiras finas.
Na conformação primária, o aço fundido é então conformado em vários formatos, geralmente por laminação a quente, um processo que elimina defeitos de fundição e atinge o formato e a qualidade de superfície exigidos. Os produtos laminados a quente são divididos em produtos planos, produtos longos, tubos sem costura e produtos especiais.
Finalmente, é hora de manufatura, fabricação e acabamento. As técnicas de conformação secundária dão ao aço sua forma final e propriedades. Essas técnicas incluem:
- Moldando (laminação a frio), que é feito abaixo do ponto de recristalização do metal, o que significa que o estresse mecânico - não o calor - afeta a mudança
- Usinagem (perfuração)
- Junção (soldagem)
- Revestimento (galvanização)
- Tratamento térmico (têmpera)
- Tratamento de superfície (cementação)