Aço, Liga Metálica

Aço, Liga Metálica

Aço é um liga metálica de múltiplas aplicações industriais, cujo principal componente é o ferro, na qual entram quantidades variáveis de carbono, elemento que lhe confere propriedades específicas.

Os diferentes tipos de aço se classificam em dois grandes grupos. Ao primeiro pertencem os aços ao carbono, de cuja composição participam, além do ferro e do carbono, elementos residuais como enxofre, silício, fósforo e outros que o processo de fabricação não consegue eliminar. Ao segundo grupo pertencem as ligas integradas por elementos adicionados intencionalmente, cuja função é melhorar a qualidade do aço.

A produção de aço dá a medida do desenvolvimento econômico de um país. Seu consumo cresce proporcionalmente à construção de edifícios, à execução de obras públicas, à instalação de meios de comunicação e à produção de equipamentos utilizados na exploração das riquezas necessárias ao bem-estar dos povos.

Todas as variedades de aço contêm certa quantidade de manganês, elemento que se acrescenta à liga para evitar a ação negativa do enxofre, que torna o aço quebradiço à temperatura de 1.300oC, à qual é submetido para laminação e forja. A adição de 12% de cromo faz com que o aço se torne inoxidável. Um alto teor de carbono aumenta a resistência e a dureza do aço. O silício aumenta a elasticidade, enquanto a presença de fósforo faz com que o aço reduza sua resistência a impactos ou vibrações.

Processos de fabricação - O aço é obtido pela transformação de minério de ferro em ferro-gusa, processo que se dá em altos-fornos. A etapa seguinte é o refino, que elimina por oxidação os elementos indesejáveis. O ferro resultante desse processo tem alto grau de pureza e é acrescido de quantidades adequadas dos elementos que vão formar a liga final. Os principais processos de refino do gusa são:

(1) Bessemer. Processo que tem lugar num conversor que contém o ferro em fusão, ao qual é insuflado ar. A operação elimina o carbono, que se combina com o oxigênio do ar.

(2) Siemens-Martin. A oxidação se processa pela aplicação de ar pré-aquecido com os gases desprendidos do alto-forno. As temperaturas, mais elevadas do que as empregadas no processo anterior, permitem a fusão da sucata e seu aproveitamento.

(3) Método elétrico. Usado na fabricação de aços especiais, este sistema utiliza fornalhas elétricas revestidas de material refratário.

Propriedades físico-químicas - O aço é uma substância dura, flexível e resistente. Sua composição química varia de acordo com a finalidade a que é destinado. Para artefatos que requerem durabilidade, o aço-silício-manganês é o tipo indicado. O aço-níquel é o mais resistente aos choques, o inoxidável à corrosão e o aço-cromovanádio é o que melhor reage ao desgaste. O chamado ferro de fundição resiste bem à pressão, enquanto o invar apresenta um coeficiente de dilatação reduzido e o aço-silício tem propriedades eletromagnéticas.

Grandes produtores - O emprego do coque (carvão mineral) na fabricação do aço foi testado pela primeira vez na Inglaterra por volta de 1780. Até essa época, o aço empregado na manufatura inglesa era importado da Suécia ou da Rússia, depois de refinado por processos tradicionais que utilizavam carvão vegetal. O aço assim obtido era de baixa qualidade. O uso do coque favoreceu a expansão da indústria inglesa, que no começo do século XIX contava com 160 altos-fornos. A invenção do processo Bessemer de refino, em 1856, foi decisiva para a metalurgia inglesa, pois em poucos anos a produção de aço triplicou. Os novos métodos de fabricação do aço difundiram-se pela Europa ainda no século XIX.

Um dos maiores produtores da atualidade, o Japão, só deu impulso a sua produção de aço depois da primeira guerra mundial, em contato com técnicas ocidentais que aprimorou com pesquisa tecnológica própria. Rico em carvão mas com escassez de minério de ferro, explorou as ricas jazidas chinesas até que a revolução socialista suspendeu o fornecimento. Passou a importar matéria-prima do Brasil.

A Rússia, que já era produtora de aço refinado a carvão vegetal desde os primórdios da moderna metalurgia, intensificou a prospecção de carvão mineral e minério de ferro depois da revolução socialista de 1917. Com seus recursos naturais e a importação das técnicas ocidentais, o estado soviético construiu gigantescos complexos integrados, que combinavam a exploração do minério, do carvão e a produção do aço numa única cadeia.

A fabricação do aço nos Estados Unidos começou na primeira metade do século XIX. A primeira locomotiva a vapor do país foi produzida numa fábrica instalada em Baltimore em 1828. A guerra de secessão (1861-1865) contribuiu para o desenvolvimento da indústria do aço indispensável à fabricação de canhões. Terminada a guerra, iniciou-se a construção de estradas de ferro a maquinaria pesada. Um pujante parque industrial desenvolveu-se em Pittsburg, em cujas proximidades existiam abundantes jazidas de carvão de boa qualidade. Em meio século, os Estados Unidos se tornaram o maior produtor de aço do mundo.

Aço no Brasil - O Congresso Internacional de Geologia, realizado em Estocolmo em 1910, publicou estatísticas sobre as reservas ferríferas brasileiras que despertaram a atenção das nações industrializadas. A exportação do minério bruto prevaleceu sobre a industrialização até o final da década de 1930. Ao estourar a segunda guerra mundial, o Brasil contava com 11 pequenas siderúrgicas que produziam pouco mais de noventa mil toneladas de aço por ano. Quase a metade dessa produção vinha da Companhia Siderúrgica Belgo-Mineira.

A Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) foi criada em 1941, em Volta Redonda - RJ. Sua construção foi negociada com os Estados Unidos durante a guerra, em troca de uso de bases militares no Nordeste. A Companhia Siderúrgica de Tubarão entrou em funcionamento em 1983. Dois anos mais tarde, foi inaugurada a Aço Minas S. A. (Açominas).

A indústria siderúrgica brasileira enfrentou graves problemas durante a década de 1990. Os baixos preços ordenados pelo governo federal, com o propósito de beneficiar a indústria automobilística, coincidiram com a depreciação do aço no mercado internacional, resultante da substituição progressiva por materiais como o plástico e a cerâmica. O déficit acumulado do setor provocou uma contenção salarial que gerou repetidas greves, a mais séria delas ocorrida em 1988 na CSN, cujas instalações foram ocupadas pelo Exército. A partir de 1991, o governo privatizou a maior parte das empresas estatais, inclusive as siderúrgicas. A primeira a passar ao controle privado foi a Usiminas, seguida de Tubarão e Acesita, em 1992, e da CSN, em 1993.

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