Obtenção do Ferro e Aço

 

  

    O ferro forma o  núcleo do centro da Terra, sem ele não haveria atmosfera, nem campo magnético. É o quarto mineral mais comum da crosta terrestre.

   O ferro é o metal mais utilizado dentre todos os metais, e a fabricação de aço é de extrema importância em todo o mundo. O domínio da técnica de obtenção do ferro exerceu um papel importante no desenvolvimento da humanidade.

   O ferro e o aço são produzidos em grandes quantidades e tem diversas aplicações.

   Obtenção de Ferro

   Os principais minérios de ferro são:

•  Hematita: Fe2O3
•  Magnetita: Fe3O4
•  Limonita: FeO(OH)
•  Siderita: FeCO3

    A obtenção do ferro é obtido a partir de seus óxidos em um alto forno.

  Pela parte de cima o forno é alimentado com o minério de ferro, coque, que é o agente redutor, e as substâncias formadoras de escória (carbonato de sódio). O ar é inflado na parte de baixo do alto forno.

  

   No forno o coque entra em combustão produzindo calor e monóxido de carbono (CO). O óxido de ferro é reduzido a ferro, principalmente pelo CO. O ferro fundido dissolve cerca de 3 a 4% de carbono (C) do coque, formando assim o ferro gusa.

    A elevada temperatura do forno decompõe o carbonato de cálcio (CaCO3), a oxido de cálcio (CaO), que reage com todos os silicatos presentes como impurezas, tais como areia e argila, formando o silicato de cálcio ou escória. A escória que também está fundida flui junto com o ferro para o fundo do alto forno. A escória flui sobre o ferro fundido protegendo-o da oxidação.

 

  Reações globais envolvidas no processo de obtenção de ferro:

  Tais reações ocorrem em diversas etapas e diferentes temperaturas.

   A escória fundida e o ferro fundido são retirados periodicamente através de uma abertura na base do alto forno. 

  O ferro gusa é o ferro fundido que sai do alto forno. Uma pequena quantidade do ferro gusa é fundido novamente para a produção de peças metálicas. O ferro gusa é muito quebradiço,  contém até 4,3% de carbono e outras impurezas.

Ferro gusa

Obtenção de Aço

 👉Todas as ligas de ferro e carbono contendo menos de 2% de carbono são chamadas de aço

   O aço é dúctil e pode ser trabalhado e moldado de diversas formas. A dureza e a resistência do aço dependem da quantidade de carbono, quanto mais carbono mais resistente e mais duro. As formas mais comuns de aço são: aço doce, um aço baixa porcentagem de carbono, e o aço duro, com alto teor de carbono.

    

   O aço é obtido pela remoção da maior parte do carbono e de outras impurezas presentes no ferro gusa.

 

  O principal processo para a fabricação de aço é o Processo Básico de Oxigênio. Neste processo é adicionado no forno ferro gusa e carbonato de cálcio. Logo após,  gás oxigênio (O2) é injetado pela na superfície do metal fundido, ao entrar em contado com o metal o oxigênio rapidamente oxida as impurezas. Finalmente com as impurezas oxidadas, o aço fundido está pronto para ser retirado do forno e moldado.

   O principal uso do aço é na sua forma de aço doce, para a construção naval, fabricação de carros e para a construção civil.

   O aço é também aplicado na fabricação de outros tipos de ligas metálicas. Por exemplo o aço inoxidável, é um tipo de aço que tem cromo e níquel em sua composição, sendo por isso dificilmente oxidado, muito utilizado para a fabricação de talheres e artigos de decoração.

 🔨UM POUCO MAIS:

 Vídeo sobre a Era do Ferro e a sua importância para a humanidade 👇.

FONTE:

Química Inorgânica não tão concisa_ JDLee 5ª ediçã

http://www.conexaomineral.com.br/noticia/984/apos-34-meses-desativado-e-uma-grande-reforma-alto-forno-da-usiminas-e-reativado.html

https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aco.htm