Refino de Aços: Fundamentos e Aplicações

De 2015 a 2020 o mundo refinou uma média de 1760 Mt/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, arranha céus, 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!).
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 à luz dos fundamentos termodinâmicos e cinéticos, indicando as possíveis melhorias esperadas na produção de aço no futuro próximo.