Quando o homem conseguiu a quantidade
necessária de calor para fundir o minério
de ferro, encerrou a Idade do Bronze e deu início
à Idade do Ferro. O fator custo teve importante
papel nesta mudança.
A fronteira entre o ferro e o aço
foi definida na Revolução Industrial,
com a invenção de fornos que permitiam
não só corrigir as impurezas do ferro,
como adicionar-lhes propriedades como resistência
ao desgaste, ao impacto, à corrosão,
etc. Por causa dessas propriedades e do seu baixo
custo o aço passou a representar cerca de 90%
de todos os metais consumidos pela civilização
industrial.
Basicamente, o aço é
uma liga de ferro e carbono. O ferro é encontrado
em toda crosta terrestre, fortemente associado ao
oxigênio e à sílica. O minério
de ferro é um óxido de ferro, misturado
com areia fina.
O carbono é também
relativamente abundante na natureza e pode ser encontrado
sob diversas formas. Na siderurgia, usa-se carvão
mineral, e em alguns casos, o carvão vegetal.
O carvão exerce duplo papel
na fabricação do aço. Como combustível,
permite alcançar altas temperaturas (cerca
de 1.500o Celsius) necessárias à fusão
do minério. Como redutor, associa-se ao oxigênio
que se desprende do minério com a alta temperatura,
deixando livre o ferro. O processo de remoção
do oxigênio do ferro para ligar-se ao carbono
chama-se redução e ocorre dentro de
um equipamento chamado alto forno.
Antes de serem levados ao alto forno,
o minério e o carvão são previamente
preparados para melhoria do rendimento e economia
do processo. O minério é transformado
em pelotas e o carvão é destilado, para
obtenção do coque, dele se obtendo ainda
subprodutos carboquímicos.
No processo de redução,
o ferro se liquefaz e é chamado de ferro gusa
ou ferro de primeira fusão. Impurezas como
calcário, sílica etc. formam a escória,
que é matéria-prima para a fabricação
de cimento.
A etapa seguinte do processo é
o refino. O ferro gusa é levado para a aciaria,
ainda em estado líquido, para ser transformado
em aço, mediante queima de impurezas e adições.
O refino do aço se faz em fornos a oxigênio
ou elétricos.
Finalmente, a terceira fase clássica
do processo de fabricação do aço
é a laminação. O aço,
em processo de solidificação, é
deformado mecanicamente e transformado em produtos
siderúrgicos utilizados pela indústria
de transformação, como chapas grossas
e finas, bobinas, vergalhões, arames, perfilados,
barras etc.
Com a evolução da tecnologia,
as fases de redução, refino e laminação
estão sendo reduzidas no tempo, assegurando
maior velocidade na produção.
As usinas de aço do mundo
inteiro segundo o seu processo produtivo, classificam-se:
Existem ainda unidades produtoras chamadas
de não integradas, que operam apenas uma fase
do processo: redução ou laminação.
No primeiro caso estão os produtores de ferro
gusa, os chamados guseiros, que têm como característica
comum o emprego de carvão vegetal em altos fornos
para redução do minério. No segundo,
estão os relaminadores, geralmente de placas
e tarugos, adquiridos de usinas integradas ou semi-integradas
e os que relaminam material sucatado.
No mercado produtor operam ainda unidades
de pequeno porte que se dedicam exclusivamente a produzir
aço para fundições.