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A transformação milagrosa do aço: como o aço foi criado nos tempos antigos?
O aço, um material indispensável na sociedade moderna, foi descoberto e forjado pelos humanos há milhares de anos. No entanto, o antigo processo de produção de aço exigia tecnologias e conceitos completamente diferentes em comparação à indústria siderúrgica atual. Seu processo de nascimento é repleto de inúmeras inovações e progressos, o que nos faz pensar: como os antigos criaram naturalmente essa grande causa com ferramentas e tecnologias simples?
Composição básica do aço
O aço é composto principalmente de ferro e carbono. Comparado ao aço, o ferro fundido é um material duro e quebradiço, difícil de usinar. O aço é plástico e mais fácil de moldar e usar do que o ferro fundido. Embora o ferro sozinho não seja forte o suficiente para suportar altas pressões, o carbono em quantidades moderadas (geralmente menos de 1%) confere resistência ao aço e outras propriedades importantes. Além do carbono, a produção de aço também requer a remoção de impurezas como nitrogênio, silício, fósforo e enxofre, e a adição de elementos de liga como manganês, níquel e cromo para produzir diferentes tipos de aço.
A história inicial do aço
A tecnologia de fabricação de aço evoluiu na China, Índia e Roma antigas. Um dos primeiros métodos de fabricação de aço foi o "forjamento a fogo", um processo no qual um bloco de ferro era forjado repetidamente para remover impurezas.
Tecnologia de aço da China
Na China do século XI, surgiu um sistema semelhante ao processo Bessemer, a primeira tentativa do mundo de descarbonizar parcialmente o aço. A tecnologia foi descrita por Shen Kuo, um funcionário do governo durante a Dinastia Song, que testemunhou a metalurgia local enquanto viajava pela região de Hebei.
Progresso do aço na Europa
No século XV, a Europa começou a desenvolver processos de fundição que compartilhavam os mesmos princípios de ventilação do processo Bessemer. Posteriormente, os métodos de produção de aço continuaram a melhorar no século XXI até que processos modernos foram formados.
Processo moderno de produção de aço
A produção moderna de aço envolve três etapas: primária, secundária e terciária. Há diversas técnicas para escolher em cada estágio.
Processo primário: Produção básica de aço a oxigênio
No processo básico de fabricação de aço com oxigênio, o ferro-gusa rico em carbono é derretido e convertido em aço. Soprar oxigênio no ferro-gusa fundido pode oxidar parte do carbono e removê-lo. Este processo foi desenvolvido por Robert Durrer em 1948 como uma melhoria no conversor Bessemer. Essa tecnologia melhorou muito a eficiência da produção de aço.
Processo secundário: pós-processamento do aço
Durante esta fase, os fabricantes de aço adicionarão ou removerão outros elementos para manipular ainda mais a composição química do aço e produzir aço de maior qualidade.
Processo de três etapas: fundição e moldagem
Durante esse processo, o metal fundido é moldado em chapas de aço, bobinas ou outros formatos desejados.
Problemas de emissão de carbono
De acordo com estimativas de 2021, a produção de aço é responsável por cerca de 11% das emissões globais de CO2, com cerca de 1,8 toneladas de CO2 emitidas para cada tonelada de aço produzida.
Desafios e oportunidades futuros
À medida que a conscientização ambiental cresce, a indústria siderúrgica busca reduções significativas de emissões. Desde o uso de energia renovável até a melhoria da tecnologia de processos, muitas empresas estão trabalhando para desenvolver "aço verde". Isso também nos faz pensar: em tal processo de transformação, podemos encontrar um ponto de equilíbrio que possa atender à crescente demanda por aço e proteger nosso planeta?
