Muitas coisas nas cidades são feitas com base do aço, sem o qual levariam a um colapso instantaneamente. Como é feita uma liga excepcional? Aqui veremos alguns métodos normalmente empregados durante o processo de fabricação de aço.

O aço é basicamente composto por uma liga de carbono e ferro, onde a presença de carbono pode variar de 0,25% a 1,5% e, portanto, o aço é classificado principalmente como aço de baixo carbono (cerca de 0,25% de carbono), aço de carbono médio (entre 0,25% e 0,75% de carbono) e aço de alto carbono (0,75% a 1,5% de carbono).

O aço pode ser fabricado através dos seguintes métodos principais:

  • Processo de Cementação
  • Processo de Cadinho
  • Processo de Bessemer
  • Processo fogo aberto
  • Processo elétrico

Vejamos estes um a um.

Processo de Cementação: neste processo, as barras de ferro forjado são introduzidas em um forno entre camadas de carvão em pó e são submetidas a uma temperatura muito alta – cerca de 700° Celsius por cerca de uma semana a quinze dias, dependendo da qualidade necessária do aço. As condições difundem lentamente o carbono em ferro e fazem com que o carbono se dissolva no ferro, aumentando a porcentagem de carbono. O aço obtido a partir deste processo é chamado de “aço blister” devido às marcas semelhantes a bolhas formadas na superfície devido aos gases desenvolvidos durante o processo de fabricação. A quantidade de carbono aqui é geralmente de cerca de 0,75% a 1,5%.

Processo de Cadinho: o processo envolve o aquecimento de fragmentos de aço blister ou pequenas barras de ferro forjado misturados com carvão dentro de cadinhos de argila. O aço fundido resultante atravessa por moldes de ferro. Esse aço é chamado de “aço fundido”. O aço fundido é extremamente duro e perfeitamente homogêneo. Eles são especificamente utilizados para fazer ferramentas de corte e os melhores utensílios de cozinha.

Processo Bessemer: neste processo, o ferro-gusa é derretido em uma cúpula e vertido no conversor Bessemer, com formato oval e com feito de aço e revestida com material refratário. É girado em munhões para facilitar a inclinação, vazamento ou carga.

Uma vez que o conversor acima é carregado com ferro gusa fundido, um forte jateamento de ar é aplicado através da massa fundida durante cerca de 20 minutos através de bicos existentes no fundo do recipiente. O processo oxida todos os vestígios do carbono e do presente de silício, deixando o conversor com ferro puro.

Depois disso, o jateamento de ar é interrompido e uma quantidade especificada de ferro-manganês é adicionada a ele para incluir o conteúdo recomendado de carbono e manganês no aço.

O procedimento de jateamento de ar é iniciado novamente por algum tempo, garantindo uma mistura perfeita da liga.

O conversor é então inclinado de modo que o material fundido possa ser descarregado nas conchas. No passo final, a liga fundida é deslocada para moldes retangulares onde ficará sob a forma de lingotes sólidos.

Processo forno de fundição aberto: A especialidade do forno de fundição aberto é o calor extremo que pode ser obtido a partir deles devido ao processo regenerativo. A carga de ferro-gusa, sucata de aço e minério de ferro são mantidas em fluxo, num recipiente raso com uma queima de chamas acima dele. O processo é iniciado dentro de fornos regenerativos a gás reverberação para maior eficiência.

Os regeneradores são colocados abaixo do forno e posicionados em dois pares. Os pares são aquecidos alternadamente através da passagem de gases quentes distribuídos a partir do forno em sua rota até a chaminé. Este calor é retido pelos regeneradores e é revertido e devolvido ao forno. Este procedimento de troca de calor ajuda o forno a manter altas temperaturas com menos combustíveis.

Uma vez que o forno é carregado com ferro gusa, minerais oxidantes puros como a hematita são adicionados de vez em quando, o que ajuda a oxidação e a remoção de impurezas como o silício, o carbono e o manganês do ferro-gusa. O ferro-manganês torna-se importante para restaurar a maleabilidade e também para carburar o ferro.

Processo elétrico: neste processo são utilizados fogões elétricos ou de alta frequência elétrica. Em fornos a arco elétricos que são mais comuns entre os dois processos, o arco elétrico de alta tensão atingido entre eletrodos de carbono e a carga se torna a fonte de uma temperatura muito alta. A carga é coletada diretamente de um forno de lareira aberta, o calor de arco intenso mantém a carga em seu estado fundido e as impurezas são removidas sob a forma de escória.

O forno de alta frequência baseia-se no princípio de que quando a corrente alternada de alta frequência é aplicada ao aço, as correntes de Foucault (ou corrente parasita) começam a fluir neles. Se esta indução feita for muito forte, pode aquecer o aço e derreter.

Os fornos elétricos são mais vantajosos em comparação aos outros processos de fabricação de aço devido à ausência de desenvolvimento de gases, fumaças, etc., que normalmente se tornam um grande problema com os fornos operados a combustível.