4 - Criando o ferro
Como você viu na
seção anterior, todos os minérios de ferro contém ferro combinado com oxigênio.
Para obter ferro puro, a partir do minério de ferro, é necessário eliminar o
oxigênio.
A instalação mais simples para obter o ferro a
partir do minério de ferro é chamada forno de lingotamento. Nesse forno,
é queimado carvão com minério de ferro e uma
boa alimentação de oxigênio (fornecida por um fole ou soprador). O carvão é,
essencialmente, carbono puro. O carbono combina-se com o oxigênio para
criar dióxido de carbono e monóxido de carbono (liberando uma grande quantidade
de calor no processo). O carbono e o monóxido de carbono combinam-se com o
oxigênio contido no minério de ferro e levam-no embora, deixando o ferro
metálico.
No forno, o fogo não é suficientemente quente para
fundir completamente o ferro; então, o resultado final é uma massa esponjosa
contendo ferro e silicatos (o bloco). Aquecendo e martelando o bloco, os
silicatos vítreos misturam-se ao metal de ferro criando o ferro forjado.
O ferro forjado é resistente e fácil de trabalhar, tornando-o perfeito para
criar ferramentas.
A maneira mais avançada de fundir o ferro é em um
alto forno. O alto forno é carregado com minério de ferro, carvão vegetal ou coque
(o coque é o carvão feito de hulha) e calcário (CaCO3). Sobram grandes
quantidades de ar no fundo do forno. O cálcio contido no calcário
combina-se com os silicatos para formar escória. O ferro líquido
acumula-se no fundo do forno juntamente com uma camada de escória na parte
superior. Periodicamente, o ferro líquido é liberado para fluir e esfriar.
O ferro líquido geralmente flui para um canal com
entalhes em um leito de areia. Quando frio, esse metal é conhecido como ferro-gusa.
Para obter uma tonelada de ferro-gusa, inicia-se
com duas toneladas de minério, uma tonelada de coque e meia tonelada de
calcário. O fogo consome cinco toneladas de ar. A temperatura atinge quase 1600
ºC (aproximadamente 2900 ºF) no centro do alto forno.
O ferro-gusa contém de 4 a 5 % de carbono e é tão
duro e quebradiço que é praticamente inútil. Podem ser feitas algumas coisas
com o ferro-gusa:
- Fundindo-o,
misturando-o com escória e martelando-o para eliminar a maior parte do
carbono (chegando a 0,3 %) é obtido o ferro forjado. O ferro
forjado é o material utilizado pelo ferreiro para criar ferramentas,
ferraduras, etc. Quando aquecido, o ferro forjado é maleável, dobrável,
soldável e muito fácil de trabalhar.
- É a matéria prima para o aço.
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