O que está envolvido na produção de ferro-gusa?
O processo de produção de ferro-gusa envolve a combinação de minério de ferro, carvão vegetal e um material intermediário conhecido como fluxo dentro de um alto-forno. À medida que os materiais se combinam com o calor intenso, grande parte do minério de ferro derrete, criando uma forma líquida superaquecida. Dependendo dos materiais e do método de resfriamento utilizados, a produção de ferro-gusa pode ser uma etapa intermediária na criação de ferro forjado, ferro fundido ou aço.
Um alto-forno usado para a produção de ferro-gusa é geralmente uma grande estrutura de aço com várias aberturas. Perto do topo, as aberturas permitem a adição de minério, carvão e materiais fundidos em um padrão alternado. Mais abaixo, no forno, duas portas permitem a injeção de ar, que é pré-aquecido a qualquer ponto entre 1472-2192 graus Fahrenheit (800-1200 graus Celsius). No fundo do alto-forno, duas aberturas adicionais permitem que o metal líquido e a escória sejam drenados.
Uma vez dentro do forno, os materiais sofrem várias reações que permitem a criação de ferro-gusa líquido. O carvão libera monóxido de carbono, o que amplifica o calor do ar, elevando a temperatura a níveis ainda mais altos. À medida que o monóxido de carbono aumenta, reduz a quantidade de óxido de ferro nas camadas de ferro, deixando uma porcentagem maior de ferro metálico puro e reduzindo o ponto de fusão do minério. O material de fluxo, que geralmente é calcário ou feldspato, reage com impurezas no minério de ferro, criando um material de baixo ponto de fusão conhecido como escória e purificando ainda mais o minério. Uma vez que essas interações cruciais ocorrem, o ferro derrete e é drenado pelo fundo do forno.
O próximo passo na produção de ferro-gusa envolve o resfriamento do material e também explica o nome incomum do produto. À medida que o ferro líquido é drenado para fora do forno, é tradicionalmente desviado para um canal central longo, com muitos canais mais curtos dispostos em ângulos, onde esfria e endurece. O nome "ferro-gusa" vem da semelhança do canal longo com o porco-mãe e dos canais menores com os leitões. Na maioria das produções modernas de ferro-gusa, no entanto, esse processo não é mais usado, pois foram desenvolvidos métodos que permitem que o ferro-gusa seja transportado no estado líquido, e não como material duro.
A produção de ferro-gusa é geralmente apenas um passo na criação de um produto de ferro acabado, uma vez que o alto teor de carbono de ferro nesta forma o torna inutilizável. Para torná-lo mais versátil, ele pode ser derretido novamente e misturado com escória, criando ferro forjado ou combinado com minério de ferro e ligas adicionais para criar ferro fundido. Na maioria das vezes, a produção de ferro-gusa é um passo intermediário no caminho para a criação de aço, que envolve um segundo processo de queima para remover muitas das impurezas restantes e a adição de outros metais para criar uma liga à base de ferro.