ALTO-FORNO

O alto-forno é um equipamento destinado a produzir ferro gusa em estado líquido a uma temperatura  em torno de 1500 ºC, com a qualidade e em quantidade necessárias para o bom andamento dos processos produtivos subseqüentes. 

Para isso, o alto-forno utiliza como

matérias-primas básicas a carga metálica (sinter, pelotas e minério granulado) o combustível sólido (coque ou carvão vegetal), além de fundentes (calcário). 

O alto-forno é considerado o reator mais complexo da metalurgia. No seu interior ocorrem centenas de reações e estão presentes os três estados da matéria: sólidos, líquidos e gases. No reator ocorrem grandes variações de temperatura, desde 2000ºC, na zona em frente às ventaneiras, onde ocorre a queima do coque, até cerca de 150 ºC, na região superior, onde os gases da reação deixam o forno. 

A Figura acima mostra um desenho esquemático de um alto-forno.

Na parte superior do alto-forno se faz o carregamento da carga sólida, ou seja, minério de ferro (sinter, pelotas e minério granulado), coque e fundente (calcário). Estes materiais são distribuídos alternadamente (em camadas) a fim de otimizar o processo de reação química. Na parte inferior é introduzido também ar quente sob pressão através das ventaneiras. Este ar quente reage com o carbono produzindo o calor necessário 

para as reações no alto-forno. 

Na base do alto-forno temos o cadinho com dois furos em alturas diferentes. No orifício superior faz-se a remoção da escória (sobrenadante). No orifício 

inferior faz-se o vazamento do gusa líquido. O alto-forno é carregado após cada ciclo de extração de ferro gusa, sendo que este permanece todo o tempo carregado. 

O alto-forno é construído para ser autógeno (sem necessidade de aquecimento externo). O ar quente injetado reage com o coque e produz o aquecimento necessário para manter o processo. Esta queima gera gases CO e CO2, monóxido de carbono e dióxido de carbono. O primeiro tem a função de promover a redução do minério de ferro. 

A cada 40 minutos, aproximadamente, são produzidas cerca de 40 toneladas de ferro gusa. Isto corresponde a uma “corrida de ferro”. Com esta  informação pode-se estimar a quantidade de gusa produzida diariamente por uma siderúrgica, levando-se em conta que elas não interrompem seu funcionamento (aproximadamente 1.500 toneladas por dia). 

O objetivo de se fazer este processo é obter do minério de ferro, o ferro gusa, que é uma liga contendo aproxi.93 a 95% de Fe, 3,5 a 4,5% de carbono e outros elementos químicos (principalmente silício e manganês). A escória que sai do alto-forno pode ser utilizada como base para produção de cimento. 

Os gases de saída possuem uma 

elevada quantidade de poeira. São recolhidos por tubulações, a poeira é filtrada e são utilizados para aquecer o ar que entra pelas ventaneiras.