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Alto-forno em funcionamento

Alto-forno é como se chama a construção, na siderurgia, de tamanho variável, externamente revestido por metal e internamente com material refratário, onde é fundido o minério de ferro, a fim de transformá-lo em ferro-gusa.

HistóricoEditar

AntiguidadeEditar

Os alto-fornos mais antigos conhecidos foram construídos na China da dinastia Han, no Século I a.C., embora os artefatos férreos encontrados neste país datem do Século V a.C. - o que torna possível acreditar-se que a história dos altos-fornos na China seja mais antigo do que atualmente se supõe. Estes fornos primitivos possuíam paredes de barro com grande quantidade de minerais fosfóricos[1]

Enquanto se acreditava por muito tempo que os chineses haviam desenvolvido o método de derretimento do ferro, Donald Wagner (mesmo autor da referência anterior), publicou novo trabalho [2], o que substitui algumas de suas afirmações de seu trabalho anterior. Nesta pesquisa mais recente o autor coloca a data dos primeiros artefatos de fundição entre os séculos IV e V a.C., mas também cogita de evidências de que o uso dos fornos de fundição tenha se difundido para o ocidente. Ele sugere, também, que os alto-fornos primitivos teriam se evoluído a partir dos fornos para derretimento do bronze.

Europa AntigaEditar

O ferro foi fundido pelos gregos, celtas, romanos e cartagineses da Antiguidade. Foram encontrados vestígios variados na França (antiga Gália). Materiais encontrados na atual Tunísia sugerem seu uso por ali, como também na Antióquia durante o período helenístico. Embora seja pouco conhecido o seu uso durante a Idade Média, o processo provavelmente continuou em uso. A fundição aperfeiçoada recebeu o nome de forja catalã, e foi inventada na Catalunha, na atual Espanha, durante o século VIII. Em vez de usar a estrutura de ventilação natural, adicionou o sistema de foles para bombear o ar no interior. Isso permitiu a um tempo produzir um ferro de melhor qualidade, como aumentou-lhe a capacidade. É reconhecido que os monges cistercianos, que eram bons engenheiros e qualificados metalúrgicos, tinham conseguido produzir um verdadeiro aço, sendo considerados os inventores do alto-forno na Europa.

Idade MédiaEditar

Os alto-fornos mais antigos conhecidos fora construídos na Suécia ocidental, em Lapphyttan, e o complexo esteve ativo entre os anos de 1150 a 1350. Em Noraskog, no município sueco de Järnboås foram encontrados restos de alto-fornos datados de antes desse período, provavelmente por volta de 1100 [3]. Isso constitui um fato obscuro, e será possivelmente impossível determinar se o alto-forno foi desenvolvido indepentemente na Suécia medieva, ou se este conhecimento foi-lhes transmitido de alguma forma, da Ásia. Estes primitivos fornos, a exemplo dos chineses, eram extremamente ineficientes, se comparados com os atuais. Era utilizado o ferro das minas de Lapphyttan para a produção de bolas de ferro forjado, conhecidas como osmonds, e que eram internacionalmente comercializadas - uma possível referência disso encontra-se em um tratado com Novgorod, de 1203, além de várias referências certas nas contas alfandegárias inglesas entre os anos de 1250 a 1320. Foram também identificados fornos dos séculos XIII a XV na Westphalia.[4]

Podem ter sido também transmitidos os conhecimentos dos avanços teconológicos promovidos pela Ordem de Cister, inclusive do forno de produção do aço. Um alto-forno medieval (e o único identificado fora da Inglaterra, e que se acreditou conter avanços semelhantes aos alto-fornos modernos) foi identificado por Gerry McDonnell, arqueometalúrgico da University of Bradford. Ela localizava-se em Laskill, uma estação externa da Abadia de Rievalux, produtora de aço. Sua data, entretanto, não é precisa; ela certamente não sobreviveu à dissolução dos monastérios, promovida na década de 1530 por Henrique VIII - razão pela qual esse conhecimento não se espalhou para além de Rievaulx.[5]

A data de operação do forno não apenas não está clara, como também é possível não haver sobrevivido por muito tempo, de acordo com registos do Conde de Rutland, em 1541.[6]


FuncionamentoEditar

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1.Fornalha Cowper
2.zona de derretimento
3. zona de redução de óxido ferroso
4.zona de redução de óxido férrico
5.zona de pré-aquecimento (garganta)
6. alimentação de minério, pedra calcária e coque siderúrgico
7. escapamento de gases
8. coluna de minério, coque e pedra calcária
9. remoção de escória
10. ferro-gusa
11. Chaminé para escoamento dos gases liberados

O alto-forno baseia-se no fato de que o silício indesejável e outras impurezas, são mais leves do que o ferro fundido, seu produto principal, designado por ferro gusa. O forno é construído na forma semelhante a uma chaminé, numa estrutura alta feita com tijolos refratários. Coque, pedra calcária e minério de ferro (óxido de ferro) são inseridos no topo. O ar chega pela base. Este fornecimento de ar permite a combustão do combustível no seu interior. Isto reduz o óxido a metal que, sendo mais denso, se concentra na parte inferior do forno. A natureza exata da reação é:

Fe2O3 + 3 CO → 2Fe + 3CO2


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