COSTA E SILVA
De 2015 a 2020 o mundo refinou uma média de 1760Mt/ano de aço em aciarias, com um consumo médio de produtos acabados de aço de 200 a 227 kg/ano per capita. Desde a invenção dos conversores, por Bessemer, em 1856 e do desenvolvimento do forno Siemens-Martin em 1864 o refino dos aços vem sofrendo uma notável evolução. Esses processos viabilizaram a produção em alta escala de aços para aplicações comerciais, e o final do século XIX viu a explosão de aplicações do aço em estruturas de pontes, arranhacéus, material bélico e embalagens. A “metalurgia física” floresceu no começo do século XIX e, com o melhor entendimento das relações entre propriedades, composição química e processamento, demandas ainda mais rigorosas foram impostas aos processos de refino. Para atender a essas demandas, o empirismo foi sendo eliminado das operações de refino, sendo substituído pelo entendimento da termodinâmica das reações envolvidas e pelo estudo e modelamento dos processos cinéticos que controlam a velocidade do refino. Hoje, mesmo na elaboração de aços simples, pelo menos seis elementos químicos são regularmente controlados no aço, alguns inclusive no nível de partes por milhão (ppm, isso é 1g/t!).
Embora os processos de aciaria atuais sejam capazes de produzir massas de aço liquidas com homogeneidade impressionante, desde 1870, pelo menos, a influência da solidificação sobre a homogeneidade e as características dos produtos de aço é conhecida. Por este motivo, os processos de lingotamento e os processos de refusão fazem parte da área de refino das usinas siderúrgicas e são aqui também discutidos. O balanço entre fundamentos e aplicações e a discussão de suas relações segue, aproximadamente, o enfoque utilizado pelo autor no ensino do tema nas últimas décadas. Assim, espera-se que o texto seja útil tanto para aqueles que estudam o refino do aço como para os que já atuam na área, seja na produção ou na pesquisa e desenvolvimento.
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REFINO DOS AÇOS
Neste livro, o autor revê os conceitos de termodinâmica aplicados ao refino de aço com um variado conjunto de exemplos, incluindo o uso da termodinâmica computacional. Da mesma forma, os fundamentos de cinética, com ênfase na cinética do transporte de massa, que tem papel central na taxa com a qual o refino se passa, são revistos e aplicados na análise dos processos. Assim, os processos de refino primário (Forno Elétrico a Arco e Conversor a Oxigênio, principalmente) e secundário (metalurgia de panela, desgaseificação, processos de produção de aços inoxidáveis, em especial) são apresentados e discutidos a luz dos fundamentos termodinâmicos e cinéticos, indicando as possíveis melhorias esperadas na produção de aço no futuro próximo.
André Luiz V. da Costa e Silva
REFINO DOS AÇOS Fundamentos e aplicações