As usinas siderúrgicas são instalações industriais que produzem ferro metálico a partir de minérios de ferro, como a hematita. A obtenção de ferro metálico a partir da hematita envolve uma série de reações químicas e processos técnicos.
O primeiro passo na produção de ferro metálico é a extração do minério de ferro da natureza. A hematita é um tipo comum de minério de ferro e é encontrada principalmente em depósitos sedimentares. Depois de ser extraída, a hematita é transportada para a usina siderúrgica, onde é submetida a um processo de beneficiamento para remover impurezas e aumentar a pureza do minério.
Uma vez que o minério de ferro está pronto para ser processado, ele é introduzido em um forno alto chamado forno alto-forno. Neste forno, o minério é aquecido a cerca de 1500 graus Celsius, em presença de uma mistura de carvão e ar. A reação química que ocorre neste forno é conhecida como redução do minério de ferro.
Durante a redução, o oxigênio presente na hematita é removido e o ferro é liberado. A reação química que ocorre pode ser representada pela seguinte equação química:
2 Fe2O3 + 3 C -> 4 Fe + 3 CO2
Na reação acima, a hematita (Fe2O3) é reduzida pelo carvão (C) para formar ferro metálico (Fe) e dióxido de carbono (CO2). O ferro metálico formado é uma liga de ferro e carbono, conhecida como ferro gusa.
O ferro gusa é retirado do forno alto-forno e levado para um forno de arco elétrico, onde é aquecido a cerca de 1600 graus Celsius. Neste forno, o carbono presente no ferro gusa é removido por uma reação de oxidação, resultando em aço puro. A reação química que ocorre neste forno pode ser representada pela seguinte equação química:
2 Fe + O2 -> 2 FeO
Na reação acima, o ferro gusa (Fe) é oxidado pelo oxigênio (O2) para formar óxido de ferro (FeO). O óxido de ferro é removido do forno de arco elétrico e o aço puro restante é moldado em diferentes formas, como chapas, barras ou tubos, de acordo com as necessidades do cliente.
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