O que é aço de cadinho?

O termo aço cadinho pode ser um pouco enganador, pois não se refere a um produto de aço específico, mas a um processo de produção de aço específico. O processo do aço do cadinho envolve a fundição de material, como ferro forjado, ferro fundido e aço da bolha em pequenos cadinhos de fundição para cementação ou descarbonetação. Durante esses processos, o carbono é difundido ou removido do estoque para produzir qualidades metalúrgicas ideais no produto acabado. Após a fundição, o cadinho é removido do forno e o aço é derramado em moldes de lingote. O processo do aço cadível é um dos métodos documentados mais antigos de produção de aço e, embora tenha sido substituído por métodos mais eficientes, ainda é usado para produzir pequenas quantidades de materiais de alta qualidade para aplicações especializadas.

O aço é uma combinação de ferro e pequenas quantidades de carbono. Combinações como essas são conhecidas como ligas com aditivos, neste caso o carbono, melhorando a qualidade do material base e fornecendo características específicas ao produto final. O aço, por exemplo, é mais duro que o ferro forjado, menos quebradiço que o ferro fundido e possui melhores qualidades de resistência ao desgaste e à corrosão do que qualquer um deles. O aço pode ser produzido de várias maneiras, a maioria das quais envolve a fusão do estoque de ferro na presença de uma fonte de carbono. Esse processo faz com que pequenas quantidades de carbono se difundam no ferro derretido, com concentrações finais típicas de carbono variando de 0,2% a 2,1%, dependendo do uso pretendido da liga.

Uma das formas mais antigas de produção de aço é o processo de aço do cadinho; a primeira documentação confiável dos aços fabricados com cadinhos são registros islâmicos medievais por volta de 1050. O princípio básico do aço produzido com cadinhos gira em torno da fundição de estoque de metal em embarcações ou recipientes feitos de vários materiais refratários, pequenos o suficiente para serem manuseados por uma ou duas pessoas. Os contêineres ou cadinhos são carregados com vários metais, incluindo ferro forjado, ferro fundido ou aço de bolha e queimados em fornos especiais para derreter a carga. Materiais com baixo teor de carbono, como ferro forjado, são suplementados com uma fonte de carbono, como carvão, que carbura ou infunde o fundido com carbono. Por outro lado, material de estoque com conteúdo de carbono muito alto para a fabricação de aço em geral é descarbonetado; isso normalmente é feito expondo o material derretido a uma fonte de oxigênio.

O processo geralmente começa com os cadinhos sendo aquecidos a calor branco em um forno a coque ou a gás, no ponto em que são removidos da fonte de calor, carregados com as matérias-primas e retornados ao forno. Eles são deixados por várias horas até as matérias-primas derreterem completamente. Os cadinhos são então removidos do forno, as impurezas na superfície do aço fundido são removidas e o aço é derramado em moldes de lingotes. Esse processo é demorado e caro e foi amplamente substituído por processos mais econômicos e de alta capacidade, como os fornos Bessemer. A alta qualidade do aço cadinho, no entanto, significa que o processo ainda é usado para produzir pequenas quantidades de aço para nichos de mercado especializados.