Ferro e Aço.

Como se Fabrica o Aço.

Entre as descobertas científicas, que gradativamente iam melhorando o processo de produção industrial, merece destaque a "utilização do carvão de pedra para redução do minério de ferro, que resultou na localização dos complexos siderúrgicos - independente da localização das florestas fornecedoras do carvão de lenha - e que veio determinar, por privilégios geológicos, o pioneirismo de uma nação na siderurgia. A Grã-Bretanha foi, realmente, a maior beneficiária dessa conquista científica, em razão de possuir, em territórios economicamente próximos, jazidas de minério de ferro e de carvão de pedra.

A expansão da Revolução Industrial modificou totalmente a metalurgia e o mundo: o uso de máquinas a vapor para injeção de ar no alto-forno, laminares, tornos mecânicos e o aumento de produção transformaram o ferro e o aço no mais importante material de construção. Em 1779, construiu-se a primeira ponte de ferro, em Coalbrookdale, Inglaterra; em 1787, o primeiro barco de chapas de ferro e muitas outras inovações.

"Nenhum dos novos usos do ferro, no entanto, contribuiu de maneira mais decisiva para o desenvolvimento da indústria siderúrgica, do que as ferrovias.”

"Somente na década de 1830, graças às encomendas das ferrovias à indústria siderúrgica, a indústria britânica retomou o ritmo de crescimento da última década do século XVIII."(20). Exatamente em 1830, entra em operação a ferrovia Liverpool-Manchester.”

"O crescimento da indústria siderúrgica, certamente promovido pela implantação das redes ferroviárias, não somente britânicas como também européias, ensejou a perspectiva de produção de ferro e aço em uma escala nunca vista anteriormente.”

Na segunda metade do século XIX o desenvolvimento siderúrgico foi muito rápido, aparecendo os processos Siemens Martin (1865), Bessemer (1870) e Thomas (1888), de obtenção do aço em escala industrial. Outro método de fabricação do aço que ganhou ampla aceitação é o forno elétrico. Mas, devido às suas pesadas demandas de energia, é de operação dispendiosa. Embora seja capaz de fabricar o aço a partir do ferro gusa, é normalmente utilizado para o ulterior refino do metal já refinado.

O trabalho do aço, base da nossa civilização, é agora seguido, passo a passo, pelo controle dos instrumentos científicos, tanto na medida das temperaturas como no exame microscópico dos produtos obtidos.

Atualmente o processo mais usado na obtenção do aço é o processo LD (Linz-Donawitz) e, nas aciarias espalhadas pelo mundo, são produzidas centenas de milhões de toneladas por ano (a marca de um milhão de toneladas por ano foi conseguida em 1876; em 1926, já se fabricava cem milhões de toneladas/ano, chegando-se atualmente a níveis de 700 milhões de toneladas, ou mais) de aços das mais diversas qualidades e propriedades mecânicas, sob a forma de chapas, perfis, barras, tubos, trilhos, etc

Produção do aço

Aço é o ferro onde foi removida a maior parte das impurezas. O aço também possui uma certa concentração de carbono (0,5 % a 1,5 %) As impurezas como a sílica, o fósforo e o enxofre enfraquecem muito o aço, então devem ser eliminadas. A vantagem do aço sobre o ferro é o aumento de sua resistência.

O forno Siemens-Martin é uma das maneiras de produzir aço a partir de ferro-gusa. O ferro-gusa, o calcário e o minério de ferro são colocados em um forno Siemens-Martin. Este é aquecido a aproximadamente 871 ºC (1600 ºF). O calcário e o minério formam uma escória que flutua na superfície. As impurezas, incluindo o carbono, são oxidadas e migram do ferro para a escória. Quando o teor de carbono está correto, você terá aço-carbono.
Outra maneira de produzir aço a partir de ferro-gusa é o Processo Bessemer (em inglês).
As aciarias mais modernas utilizam o chamado forno básico insuflado com oxigênio (em inglês) para produzir aço. A vantagem é que esse é um processo rápido - aproximadamente 10 vezes mais rápido que o forno Siemens-Martin.
Neste ponto pode ser adicionada uma grande variedade de metais ao aço para criar diversas propriedades. Por exemplo, a adição de 10  a 30 % de cromo, cria o aço inoxidável, que é muito resistente à ferrugem. A adição de cromo e molibdênio cria o aço cromo-molibdênio, que é resistente e leve.
Quando se pensa sobre isso, existem dois fatos na natureza que facilitaram a rápida evolução dos humanos. O primeiro é a grande disponibilidade de algo tão útil quanto o minério de ferro. O segundo é a disponibilidade de uma grande quantidade de petróleo e carvão para fornecer energia para a produção de ferro. Esta é uma coincidência afortunada, pois sem o ferro e a energia, não teríamos chegado tão longe quanto chegamos.