O gusa é o produto imediato da redução do minério de ferro pelo coque ou carvão e calcário num alto forno. O gusa normalmente contém até 5% de carbono, o que faz com que seja um material quebradiço e sem grande uso direto.[1]

Gusa usada para fundição dúctil

Geralmente nos processos industriais, o ferro gusa é considerado como uma liga de ferro e carbono, contendo de 2,11% a 5,00% de carbono e outros elementos ditos residuais, como silício, manganês, fósforo e enxofre.

O gusa é vertido diretamente a partir do cadinho do alto forno para contentores para formar lingotes, ou usado diretamente no estado líquido em aciarias ou fundições. Os lingotes são então usados para produzir ferro fundido e aço, ao extrair-se o carbono em excesso.

Na Europa, o processo só se tornou comum a partir do século XIV.

Maiores produtores de gusa
País Produção %
R. P. da China 46,4
Japão 9,7
Rússia 5,9
Estados Unidos 4,3
Ucrânia 3,8
Brasil 3,7

Embora seja o sexto maior produtor, o Brasil é o maior exportador mundial de gusa. «BNDES financia com R$ 30 milhões ampliação da produção de ferro gusa da Usipar». BNDES. 20 de agosto de 2008. Consultado em 17 de maio de 2022 


O Brasil se destaca como o maior produtor mundial de ferro gusa a partir de carvão vegetal.[carece de fontes?] Minas Gerais é o Estado com maior número de produtores, destacando as cidades de Timóteo, Itaúna, Sete Lagoas, Pitangui, Bom Despacho e Divinópolis como principais polos produtores.[carece de fontes?]

Produção

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Normalmente, o aço é fabricado a partir de oxigênio e óxido de ferro, na aciaria. Retirado o excesso de carbono, silício e fósforo, através de processos relativamente fáceis, resta a retirada do enxofre (dessulfuração), que é mais complicada [2]. o aço carbono é formado por uma pequena percentagem de ligas de carbono, e tem uma estrutura cristalina cúbica de corpo centrado (ccc).

Inovações

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A busca de eficiência no processo de dessulfuração do ferro gusa resultou em novos procedimentos e inovações em equipamentos, que aumentaram significativamente a qualidade final do aço e reduziram o consumo de energia, além de transformar um resíduo tóxico em material inerte. As conquistas são da equipe de pesquisa do Laboratório Interdisciplinar de Eletroquímica e Cerâmica da Universidade Federal de São Carlos (LIEC-UFSCar), em parceria com a Companhia Siderúrgica Nacional (CSN). A CSN atualmente produz 4,5 milhões de toneladas anuais de aço e já está operacionalizando as inovações.

Os processos atuais usam óxido de cálcio e carbonato de cálcio que reagem com o enxôfre, formando sulfeto de cálcio. Como a retirada do enxôfre não é muito eficiente, o aço chega a um padrão de qualidade 4 ou 5, numa escala de um a dez. "Acrescentamos carbeto de cálcio (conhecido como carbureto) e borra de alumínio (alumínio metálico), um resíduo da fabricação de alumínio, tóxico para as plantas", conta Elson Longo, da UFSCar, coordenador da pesquisa. "O alumínio eleva a temperatura do banho e melhora a dessulfuração, convertendo-se, ainda, de alumínio metálico em óxido de alumínio, que deixa de ser tóxico". Em seguida, é adicionada uma liga de magnésio e alumínio, ambos metálicos, e o resultado é um aço que chega a 10, na escala de qualidade.

As injeções dos elementos dessulfurizadores são feitas no carro torpedo — espécie de "esteira" na qual se faz o transporte do ferro gusa do alto forno para o conversor — de modo que não foi necessário fazer grande reformas na siderúrgica. O custo deste aço nobre, mesmo assim, é mais alto, porém a equipe também pensou num sistema de silos, que permite fabricar aço "a la carte", com o padrão de qualidade (e preço) definido pelos compradores.

À adaptação no sistema de fabricação, acrescentaram também uma modificação no revestimento do carro torpedo, que ganhou uma camada interna de cerâmica altamente refratária e uma tampa, com as quais deixou de perder calor — cerca de 40°C — em seu curto trajeto. Tais medidas, em conjunto, resultaram numa economia de energia de 17%. Para os altos fornos, que usam carvão coque ou mesmo carvão vegetal, isso também significa uma redução nas emissões de gases do efeito de estufa.

Referências

  1. S.A, Priberam Informática. «gusa». Dicionário Priberam. Consultado em 8 de junho de 2023 
  2. http://www.h2brasil.com/parte-1/1-2-4-o-carv-o-vegetal#/
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