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  1. 1. Prof. Fábio Henrique de Melo Ribeiro, MSc. Eng. Civil e Eng. Seg. Trab. AÇO TECNOLOGIA DA CONSTRUÇÃO I UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS CURSO DE ARQUITETURA E URBANISMO
  2. 2. Aço MINÉRIO DE FERRO CARVÃO MINERAL Energia térmica e química para redução do minério de ferro Matéria-prima fundamental
  3. 3. 2. Produção do Ferro-gusa 3. Produção do aço 4. Refinamento lingotamento 5. Conformação mecânica 1. Preparo das matérias primas Etapas na Produção do AÇO
  4. 4. 1. PREPARO INICIAL DAS MATÉRIAS-PRIMAS CARVÃO MINERAL COQUEIFICAÇÃO Eliminação de impurezas. Destilação do carvão (ausência de ar). Liberação de substâncias voláteis 1300ºC COQUE METALÚRGICO MINÉRIO DE FERRO SINTERIZAÇÃO Aglutinação de finos de minério. Elevados teores de finos dificultam a entrada de ar. Adição de um fundente (finos de calcário ou areia silicosa e os finos de coque). SÍNTER
  5. 5. 2. PRODUÇÃO DO FERRO-GUSA REDUÇÃO INICIAL DO MINÉRIO DE FERRO EM UM ALTO FORNO. CARBONO + OXIGÊNIO (COQUE) (MINÉRIO) REAÇÃO EXOTÉRMICA SÍNTER + COQUE + FUNDENTE (Calcário)
  6. 6. 2. PRODUÇÃO DO FERRO-GUSA CALOR E ÓXIDO DE CARBONO VÃO REDUZINDO O MINÉRIO DE FERRO, SENDO QUE O EXCESSO DE CARBONO CARBONATA O FERRO RESULTANTE. GOTEJAMENTO DO FERRO NO CADINHO. A ESCÓRIA (MAIS LEVE QUE O FERRO-GUSA) FLUTUA NO MATERIAL LÍQUIDO, SENDO FACILMENTE SEPARÁVEL. <ul><li>FERRO-GUSA </li></ul><ul><li>ESCÓRIA DE ALTO FORNO </li></ul><ul><li>GASE </li></ul>
  7. 7. ESCÓRIA DE ALTO-FORNO FORMADO PRINCIPALMENTE POR ALUMINOSSILICATOS DE CÁLCIO ESTRUTURA VÍTREA E ALTA REATIVIDADE RESFRIAMENTO RÁPIDO - TANQUES DE GRANULAÇÃO ESCÓRIA GRANULADA DE ALTO-FORNO
  8. 8. 3. PRODUÇÃO DO AÇO - ACIARIA FERRO GUSA + SUCATAS DE AÇO OU FERRO FUNDIDO ADIÇÃO DE FERRO-LIGAS PARA AJUSTE DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA DESCARGA DA MATÉRIA-PRIMA PARA QUEIMA OU CALCINAÇÃO FERRO GUSA  AÇO
  9. 9. FORNOS <ul><li>CONVERSOR BESSEMER </li></ul><ul><li>Refinamento de ferro-gusa (somente). </li></ul><ul><li>Passagem de oxigênio ou ar comprimido através da massa líquida </li></ul><ul><li>Oxidação </li></ul><ul><li>Eliminação das impurezas e o carbono </li></ul><ul><li>~ 1700º C </li></ul>
  10. 10. FORNOS 2. FORNO SIEMENS-MARTIN Forno horizontal longo com várias aberturas laterais Obtenção de calor através da queima de combustível gasoso ou óleo. Os gases são exalados por uma das extremidades e não são transportados para as chaminés antes de passarem por um recuperador.
  11. 11. FORNOS 3. FORNO ELÉTRICO O forno elétrico é uma espécie de grande recipiente basculante, com duas aberturas diametralmente opostas; sendo uma para carga do material sólido e outra por onde é vertida a massa líquida. Calor fornecido pelos três eletrodos verticais, geralmente de grafite. 1590 a 1700º C
  12. 12. FORNOS 3. FORNO ELÉTRICO Durante a queima do material é comum a injeção de oxigênio, que acelera a fundição do material sólido e a queima do carbono. Nessa fase nota-se nitidamente a separação da escória do aço líquido. Grande variação no tamanho dos fornos elétricos com uma produção “por corrida” variando de ½ até 100 toneladas.
  13. 13. 4. REFINAMENTO E LINGOTAMENTO REFINAMENTO Refinamento e ajuste de sua composição final  aço é levado a fornos menores. Fornos elétricos  fornos panela 1600ºC Ao final do período de refino amostras são enviadas para controle laboratorial. Ferros-liga podem ser adicionados para enquadramento do produto final nos limites requeridos.
  14. 14. 4. REFINAMENTO E LINGOTAMENTO LINGOTAMENTO O aço líquido é despejado em moldes de seção quadrada, definindo sua forma. O molde tem o nome de lingoteira, a qual, por ser refrigerada com água é conhecida como lingoteira refrigerada. 1200º C As barras são cortadas em comprimentos de aproximadamente 15 metros.
  15. 15. 5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA LAMINAÇÃO A QUENTE REAQUECIMENTO DAS BARRAS SUBMISSÃO A UM ESFORÇO DE COMPRESSÃO LATERAL E POSTERIORMENTE DIAMETRAL REDUÇÃO DE SEÇÃO TRANSVERSAL (TRANSFORMADA EM SEÇÃO CILÍNDRICA)
  16. 16. 5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA LAMINAÇÃO A QUENTE CONTATO DO METAL QUENTE COM O MEIO AMBIENTE PROVOCA UMA OXIDAÇÃO SUPERFICIAL NA BARRA. FORMAÇÃO DA CAMADA SUPERFICIAL DE ÓXIDOS – “ CAREPA DE LAMINAÇÃO” A ESPESSURA DA CAREPA É PROPORCIONAL À VELOCIDADE DO RESFRIAMENTO. NO CASO DO CA-50 O RESFRIAMENTO RECEBE AINDA A PRESENCA DE ÁGUA COM A CONSEQUENTE FORMAÇÃO DE UMA CAREPA DE ÓXIDOS DE COLORAÇÃO CINZA OU AZULADA.
  17. 17. 5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA TREFILAÇÃO (AÇO CA-60) <ul><ul><li>DEFORMAÇÃO A FRIO – “ESTIRAMENTO” DO AÇO. </li></ul></ul><ul><ul><li>OS FIOS DE AÇO SÃO FORÇADOS A PASSAR ATRAVÉS DE VÁRIOS ANÉIS OU FIEIRAS. </li></ul></ul><ul><ul><li>DEFORMAÇÃO MICROESTRUTURAL, COM ALONGAMENTO DOS GRÃOS PARALELAMENTE AO ESFORÇO DE TRAÇÃO. </li></ul></ul><ul><ul><li>É NECESSÁRIO QUE SE REMOVA A CAREPA DE LAMINAÇÃO (BANHO DE AÇO CLORÍDRICO)  BANHOS DE ÁGUA  BANHOS COM CAL. </li></ul></ul>
  18. 18. 5. CONFORMAÇÃO MECÂNICA TREFILAÇÃO (AÇO CA-60) <ul><ul><li>ESTRUTURA ENCRUADA APRESENTA GRÃOS SEVERAMENTE DISTORCIDOS (INSTABILIDADE). </li></ul></ul><ul><ul><li>COM “ESTÍMULO” OS CRISTAIS TENDERÃO A SE REACOMODAR (TRATAMENTOS TÉRMICOS, COMO POR EXEMPLO RECOZIMENTO). </li></ul></ul><ul><ul><li>CARACTERÍSTICAS DA TREFILAÇÃO: </li></ul></ul><ul><ul><li>AUMENTO DO LIMITE DE ESCOAMENTO E RESISTÊNCIA À TRAÇÃO </li></ul></ul><ul><ul><li>REDUÇÃO DA DUCTILIDADE </li></ul></ul>
  19. 19. <ul><li>CORROSÃO DAS ARMADURAS </li></ul><ul><li>A corrosão da armadura é um problema crítico, que pode comprometer severamente a segurança e a capacidade de serviço das estruturas. </li></ul><ul><li>Os principais fatores que provocam a corrosão são o meio ambiente e o cobrimento inadequado (proteção física e química) . </li></ul>PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
  20. 20. <ul><li>Na corrosão eletroquímica, os elétrons movimentam-se no aço, partindo das regiões anódicas para as catódicas, completando-se o circuito elétrico através do eletrólito que é uma solução iônica (HELENE, 1993). </li></ul><ul><li>Este tipo de corrosão é resultado da falta de uniformidade do aço, contato com metais menos ativos, assim como também, das heterogeneidades do meio químico ou físico que rodeia o aço. </li></ul>PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
  21. 21. PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
  22. 22. PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS
  23. 23. <ul><li>O dano ao concreto provocado pela corrosão da armadura, pode se dar na forma de expansão, fissuração, destacamento do cobrimento de concerto e redução da seção transversal da armadura, podendo ocorrer o colapso estrutural. </li></ul>PATOLOGIA DAS ESTRUTURAS

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