6048 – Forno para Metais – Séc. 4 a.C.


Os chineses foram o primeiro povo a fabricar ferramentas como machados e serrotes. Seu segredo era este forno, que permite derreter qualquer tipo de metal. No século 11 d.C., a indústria do ferro chinesa passou a usar carvão mineral em vez de vegetal para alimentar os fornos (e com isso poupou florestas inteiras). Atualmente, um grande forno industrial chega a produzir mais de 8 mil toneladas de ferro líquido por dia.

Um forno de coque é um equipamento usado para a produção de coque, que é derivado do carvão. A mistura e o aquecimento do carvão betuminoso em temperaturas que variam de 1.000 a 2.000 graus Celsius dentro do forno de coque produzem o subproduto de coque. Por isso, forno de coque é uma parte crucial do processo de produção de coque.

O coque é um resíduo sólido de material carbonáceo queimado. Ele também contém uma pequena quantidade de cinzas e enxofre. O coque pode ser usado como combustível ou como um agente redutor nos altos-fornos usados para a fundição do minério de ferro. É geralmente considerado um dos três materiais fundamentais para a produção de ferro, que é então usado para fazer aço, geralmente em combinação com calcário e minério de ferro. Os gases do forno de coque podem também ser empregados como combustível.
A maioria dos fornos de coque de carvão produz carvão por aquecimento em condições controladas. Como a ausência de oxigênio é importante para produzir o coque de melhor qualidade, os tipos de fornos de coque são concebidos como fornos sem ar, ou fornos a vácuo.

6046 – A Forja à Pressão – Entre 6 mil a.C. e 3 500 a.C.


A forja solta um peso contra uma placa de metal para que ela amasse e adquira o formato desejado. Essa invenção permitiu que objetos e utensílios metálicos, até então moldados manualmente com martelo, fossem produzidos com mais agilidade – processo que mais tarde permitiria fabricar carros, aviões e veículos em geral. As forjas modernas, que empregam pressão hidráulica e são usadas para moldar a fuselagem de jatos, chegam a exercer 50 mil toneladas de pressão.

Um pouco +

O aço é muito importante na vida moderna. Automóveis, aviões, navios, linhas de transmissão de energia elétrica, tubulações de água, redes integradas de telefonia, etc., são feitos de aço. Nas casas o aço está presente em larga escala, dos talheres às panelas, passando pelos vergalhões que garantem a estabilidade das construções. Ainda, além da presença direta nos bens duráveis, o aço é vital na construção das máquinas e equipamentos que tornam possível à humanidade, gozar dos benefícios e facilidades conferidos pelos bens de consumo modernos. Desta maneira, fica inconcebível qualquer tentativa de imaginar o mundo moderno sem a presença de um grama de aço. Mais, pode-se dizer que o poderio econômico de uma nação está direta e intimamente ligado com o consumo per capita de aço.

A primeira vez que o homem fez contato com elemento ferro, foi sob a forma de meteoritos, daí a etimologia da palavra siderurgia, cujo radical latino sider significa estrela ou astro(04). O ferro, encontrado em meteoritos, contém normalmente 5 – 26% níquel, enquanto que o ferro produzido artesanalmente continha apenas traços deste elemento, logo, sempre foi muito fácil diferenciar os artefatos feitos a base de ferro oriundo de meteoritos. Os mais antigos artefatos de ferro que se tem notícia são dois objetos encontrados no Egito, um na Grande Pirâmide de Gizé, construída aproximadamente em 2900 A.C., e outro na tumba de Abidos, construída aproximadamente em 2600 A.C.
Por volta do século V A.C. os chineses, que já haviam inventado a roda,
começaram a fabricar o ferro carburado, mais tarde chamado ferro-gusa. Em 221
A.C., o império chinês foi capaz de dominar praticamente todos os reinos
circundantes, graças às suas apuradas técnicas de produção de ferro. Estas são
provas irrefutáveis de como o uso do ferro tem alterado a história ao longo dos
tempos.
Vários processos de obtenção do ferro foram desenvolvidos ao longo do
tempo e usados longamente nas distintas regiões, como o forno de redução
africano (século VI A.C.), o buraco de redução, usado em vários países do
mediterrâneo, o forno de exaustão natural, desenvolvido pelos gregos, entre
outros. Estes tipos de fornos, foram utilizados ao longo dos séculos e na idade
média até o século VIII, quando uma pequena forjaria da Catalunha criou a forja
Catalã, um conceito que pode ser considerado como um dos maiores avanços na
tecnologia de redução de minério de ferro. A primeira forja Catalã tinha uma
cúpula feita de pedras, de seção circular, de aproximadamente 1 metro de altura por 0,76 metros de diâmetro conhecida como cuba, com um bocal inferior conectado a um fole para o suprimento de ar aquecido. O minério era alimentado sobre uma camada de carvão, e sobre ele outra camada de carvão era alimentada,em procedimento muito semelhante ao atualmente usado. A forja Catalã produzia cerca de 160 kg de ferro em cinco horas, enquanto que as técnicas anteriores produziam neste mesmo intervalo de tempo, no máximo 23 kg. A forja Catalã dominou a produção de ferro até o século XV.

4011 – Mecânica Industrial – Máquinas – O Torno Mecânico


Um velho modelo de torno muito utilizado

É uma máquina-ferramenta que permite usinar peças de forma geométrica de revolução. Estas máquinas-ferramenta operam fazendo girar a peça a usinar presa em um cabeçote placa de 3 ou 4 castanhas ou fixada entre os contra-pontos de centragem enquanto uma ou diversas ferramentas de corte são pressionadas em um movimento regulável de avanço de encontro à superfície da peça, removendo material de acordo com as condições técnicas adequadas.
É uma máquina operatriz extremamente versátil utilizada na confecção ou acabamento em peças. Para isso, utiliza-se de placas para fixação da peça a ser trabalhada. Essas placas podem ser de três castanhas, se a peça for cilíndrica, ou quatro castanhas, se o perfil da peça for retangular.
Basicamente é composto de uma unidade em forma de caixa que sustenta uma estrutura chamada cabeçote fixo. A composição da máquina contém ainda duas superfícies orientadoras chamadas barramento, que por exigências de durabilidade e precisão são temperadas e retificadas. O barramento é a base de um torno, pois sustenta a maioria de seus acessórios, como lunetas, cabeçote fixo e móvel, etc.
Esta máquina-ferramenta permite a usinagem de variados componentes mecânicos: possibilita a transformação do material em estado bruto, em peças que podem ter seções circulares, e quaisquer combinações destas seções.
Através deste equipamento é possível confeccionar eixos, polias, pinos, qualquer tipo possível e imaginável de roscas, peças cilíndricas internas e externas, além de cones, esferas e os mais diversos e estranhos formatos.
Com o acoplamento de diversos acessórios, alguns mais comuns, outros menos, o torno mecânico pode ainda desempenhar as funções de outras máquinas ferramentas, como fresadora, plaina, retífica ou furadeira.
Pelo desenvolvimento do torno mecânico, a humanidade adquiriu as máquinas necessárias ao seu crescimento tecnológico, desde a medicina até a indústria espacial. O torno mecânico é a máquina que está na base da ciência metalúrgica, e é considerada a máquina ferramenta mais antiga e importante ainda em uso.
O torneamento é a operação realizada pelo torno. Trata-se da combinação de dois movimentos: rotação da peça e movimento de avanço da ferramenta. Em algumas aplicações, a peça pode ser estacionária, com a ferramenta girando ao seu redor para cortá-la, mas basicamente o princípio é o mesmo. O movimento de avanço da ferramenta pode ser ao longo da peça, o que significa que o diâmetro da peça será torneado para um tamanho menor. Alternativamente a ferramenta pode avançar em direção ao centro, para o final da peça, o que significa que a peça será faceada. Frequentemente, são combinações dessas duas direções, resultando em superfícies cônicas ou curvas, com as quais as unidades de controle dos tornos CNC atuais podem lidar por meio de muitas possibilidades de programas.
O torneamento pode ser decomposto em diversos cortes básicos para a seleção de tipos de ferramentas, dados de corte e também para a programação de certas operações. Estamos nos referindo principalmente ao torneamento externo, mas é importante lembrar que existem outras operações mais específicas, como rosqueamento, ranhuramento e mandrilamento.
Extremo cuidado é necessário ao operar este tipo de máquina, pois por ter suas partes giratórias, necessariamente expostas, pode provocar graves acidentes. Você não pode utilizar luvas, correntes, anel, roupas com mangas compridas e folgadas para que não ocorra risco de se machucar. As castanhas necessariamente devem ficar protegidas com anteparos, preferencialmente, transparentes, como policarbonato, e ter um sistema de intertravamento de segurança.
Torno CNC
Máquina na qual o processo de usinagem é feita por Comandos Numéricos Computadorizados (CNC) através de coordenadas X (vertical) e Z (longitudinal).Sua grande vantagem em relação ao torno mecânico é o acabamento e o tempo de produção.
Torno revolver
Torno simples com o qual é possível executar processos de usinagem com rapidez, em peças pequenas[Ex: buchas]
Torno vertical
Usado para trabalhar com peças com um diâmetro elevado;
Torno horizontal universal
Usado para várias funções principalmente em peças de pequeno diâmetro e grande comprimento.

2110-A Aciaria


A gusa de primeira fusão é o produto básico a partir do qual se obtém os diversos tipos de aço, diminuindo-se o teor de carbono e acrescentando-se pequenas quantidades de outros metais. Os 2 processos mais conhecidos são o Siemens – Martin e o Bessemer é um processo bastante antigo e econômico. Atualmente utiliza-se um processo derivado, denominado conversor a oxigênio ou processo LD, que insufla oxigênio puro, em vez de ar. Existem vários outros processos, é claro.
O Ferro E O Aço
A ponte Golden Gate tem 1280 Metros sobre a baía de San Francisco, ma Califórnia e 2825 me tros de comprimento total. Seus pilares são de ferro e os cabos de sustentação, de aço. A metalurgia e a siderurgia são a espinha dorsal dos países industrializados e é um parâmetro para avaliar a evolução econômica dos países subdesenvolvidos. Não existem jazidas de ferro puro, ele é extraído de numerosos minérios, como a hematita, a magnetita, a limonita e a pirita. O que estamos acostumados a chamar de ferro, trata-se de uma liga de ferro e carbono. Tais ligas são conhecidas genericamente como aço. E gusa se a proporção de carbono for inferior a 1,9%, esta chama-se aço, se for maior que 2% recebe o nome de gusa. Sua fabricação é feita em um complexo industrial chamado siderúrgica. As matéria primas consistem em minério de ferro, carvão, fundentes como o cal e o ar. O carvão é utilizado sob a forma de coque que é obtido na própria usina mediante a preparação do carvão mineral na unidade denominada coqueria. As matéria primas são introduzidas no alto-forno e aí transformadas em gusa, a liga de ferro com 2% de carbono. Uma parte é envida á fundição para a fabricação de peças de ferro fundido. Outra parte da gusa é misturada com sucata de aço e eventualmente, com outros metais, transformando-os em aço, com menos de 1,9% de carbono. O aço é remetido para a fundição e para a forja ou laminação, onde são fabricados objetos de diversos tipos : vergalhões para concreto armado, vigas, chapas , barras, cabos, trilhos, tubos, rodas etc. O alto forno é uma torre de material refratário, que não se alteram sobre a ação do calor, tijolos e pedras revestida externamente com chapas de aço de até 40 metros de altura. Podendo funcionar ininterruptamente por anos. O coque entra em combustão e produz o monóxido de carbono, o principal agente redutor, que reage com o minério e permite a liberação do metal, separando-o dos elementos com o qual estava combinado. O ferro fundido misturado com o carbono, é recolhido ao cadinho que se localiza na parte inferior do alto forno, de onde sai através de um conduto denominado furo de corrida. No mesmo cadinho é recolhida também a escória que é uma espécie de massa vítrea que resulta da reação dos fundentes com as impurezas existentes no minério.
Tipos de aço
Existem uma família inteira de ligas denominadas gusa, com diferentes propriedades, bastando variar a quantidade de carbono. Aços especiais são conseguidos se adicionando outros metais a liga. É o caso por exemplo do inoxidável, contendo cromo, níquel e outros metais; há aços de corte rápido, com até 20% de tungstênio, empregados na fabricação de instrumentos de corte; aços de silício, que contém esse elemento num percentual variável entre 2,5 e 4,5% com alta resistência elétrica e baixa capacidade de magnetização. O metal de fusão é derramado em uma forma e aí fica até se solidificar para o resfriamento. No caso de objetos acabados, é necessário realizar depois um polimento para eliminar rebarbas e imperfeições do molde. O metal incandescente é macio e assim pode ser tracionado entre 2 longas séries de cilindros rotativos que lhe dão forma e espessura desejada. No forjamento é dado á liga a forma e dimensões por meio de golpes violentos. Tais podem ser produzidos por um martelo mecânico ou prensa. Esta pode exercer uma pressão de várias toneladas por cm quadrado.