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revolução industrial, iniciada na
Grã-Bretanha no fim do século XVIII, representou a transição da sociedade
agrária e têxtil para a sociedade industrial, que se baseava no carbono, como
combustível, e no ferro, como matéria-prima fundamental para a fabricação
das máquinas. Conhecido desde os tempos pré-históricos, o metal dá nome à
idade do ferro, período histórico que sucedeu a idade do bronze. Pertencente ao grupo dos metais de transição, o
ferro é o quarto elemento químico em abundância na crosta terrestre. Na
natureza, apresenta-se principalmente combinado com o oxigênio em forma de
óxidos: hematita (Fe2O3), magnetita (Fe3O4), limonita (Fe2O3nH2O) e siderita
(FeCO3). O minério de ferro, fundido, tem múltiplas aplicações e grande
utilidade industrial.
Propriedades
físicas e químicas.
Quando puro, o ferro é um metal branco-cinzento
brilhante. Caracteriza-se pela grande ductibilidade, que permite transformá-lo
em fios e arames, e maleabilidade, que facilita a fabricação de folhas
laminares. Entre suas propriedades físicas destaca-se o magnetismo, que o torna
um ótimo material para fabricar ímãs. Quanto às propriedades químicas, o
ferro é inalterável, em temperatura normal, quando exposto ao ar seco.
Submetido ao ar úmido, o ferro metálico sofre oxidação e se transforma
lentamente em ferrugem (óxido de ferro), o que pode ser evitado se o ferro for
revestido de metal mais resistente à corrosão, como zinco (ferro galvanizado),
estanho (folha-de-flandres) ou cromo (ferro cromado). O ferro é atacado
facilmente por ácidos.
Ferroligas.
As ligas do tipo ferro-carbono podem ser classificadas
em quatro grupos distintos: (1) aço doce, liga que contém menos de 0,06% de
carbono e cuja estrutura é essencialmente ferrosa; (2) aços, ligas com
conteúdo de carbono entre 0,06% e 2%, que se subdividem em aços ao carbono,
aços-ligas e aços especiais ou aços finos; (3) ferro fundido, liga que
contém mais de dois por cento de carbono, em geral de reduzida ductibilidade e
maleabilidade, utilizada na fabricação de peças moldadas e tubos; (4)
ferroligas. No aço, a dureza está na razão direta da percentagem de carbono
na liga. As ferroligas são compostas de ferro com um ou mais
elementos em proporções adequadas para aproveitamento industrial ou para a
introdução de novos elementos na própria liga. Na siderurgia, são
matérias-primas fundamentais e sua falta impossibilitaria a produção de
vários produtos siderúrgicos. As ferroligas convencionais são:
ferromanganês, ferrossilício, ferrossilício-manganês e ferrocromo, presentes
na quase totalidade dos processos de produção de ferro e aço comum ou
especial. As ligas não convencionais, como ferroníquel, ferromolibdênio e
ferrotitânio, entre outras, servem como veículo para adição de elementos de
liga na produção de aços especiais. Os aços-ligas são denominados segundo os metais que
contêm, seu uso ou suas propriedades notáveis. Tem-se, assim: aço-cromo,
aço-níquel, aço-molibdênio; aços para ferramentas; aços inoxidáveis;
aços para produção mecânica (rolamentos e molas) e outros.
História.
Admite-se que o ferro tenha sido descoberto quando, no
período neolítico, fragmentos desse minério, que circundavam as fogueiras
feitas para aquecer os homens nas cavernas, foram reduzidos a metal sólido pelo
calor e o contato com a madeira carbonizada. Encontraram-se contas de ferro nas tumbas de Al-Gezirat,
Egito, datadas de 4000 a.C. As escavações feitas na área da antiga cidade de
Ur, na Caldéia, revelaram a existência de um artesanato incipiente de ferro no
terceiro milênio antes da era cristã. Os portões da Babilônia de
Nabucodonosor, no século VI a.C., foram reforçados com ferro. Entre os
chineses, o uso do ferro remonta pelo menos a 2250 a.C. Na Bíblia, o Gênesis
menciona Tubalcaim, artífice de todo instrumento cortante, de bronze e de
ferro. A exploração de jazidas de ferro começou a ser
feita com regularidade em torno de 1500 a.C., provavelmente no Oriente Médio,
de onde o metal teria sido importado por assírios e egípcios. A primeira
referência escrita ao metal consta de uma mensagem dirigida por um imperador
hitita ao faraó Ramsés II, no século XIII a.C. Do primeiro milênio da era
cristã em diante, o ferro difundiu-se por toda a bacia do Mediterrâneo. Acredita-se que o ferro, a princípio, tenha sido
obtido por um processo que não chegava a extraí-lo do minério, nem a
liquefazê-lo, mas tornava-o maleável. Dessa forma também se fundem outros
minérios associados ao de ferro, que se combinam e transformam-se em escória.
Em estado incandescente, a escória pode ser separada da massa, o que dá, como
produto final, um bolo de ferro. Com o metal desses bolos foram fabricados os
primitivos instrumentos de trabalho, como machados, martelos e pontas-de-lança. A principal fonte de abastecimento de ferro da Roma
antiga foi a península. O metal servia como matéria-prima do gladius hispanus,
espada curta de dois gumes usada pelos legionários. Após a queda do Império
Romano, desenvolveu-se na Espanha a fabricação de objetos de ferro.
Tornaram-se famosas as lâminas de aço de Toledo, que rivalizavam com as de
Damasco. As forjas catalãs, de cuja evolução se originaram os grandes fornos,
estenderam-se à França e à Alemanha e serviram para a fabricação de
ferramentas e armas. Na forja catalã, que dominou a produção de ferro
até o século XV, o ar frio é insuflado na fornalha por meio de foles manuais.
O carvão de madeira é posto na lareira e, quando se acha em brasa, é coberto
por uma camada de minério, à qual se seguem camadas justapostas de carvão e
minério, ficando a última ao lado do fole. Insuflado o ar, o carvão se queima
e se processa então, a redução do minério a metal. Após diversas experiências e inventos, chegou-se ao
alto-forno em meados do século XV. O ferro obtido em alto-forno tem o nome de
ferro-gusa, ferro fundido ou simplesmente gusa. As temperaturas mais elevadas
permitiram que o ferro absorvesse mais carbono que carvão e se transformasse em
gusa, o qual sai do forno em estado líquido incandescente. Modernamente, o
minério de ferro, além da fabricação do gusa, também é aproveitado para a
manufatura de pigmentos, cimento, gás purificado e gás hidrogênico, bem como
na fundição de várias ligas metálicas. A maior parte da produção mundial
destina-se à indústria siderúrgica.
Produção
brasileira.
Instalou-se em São Paulo o primeiro forno de ferro da
América, no fim do século XVI. Os de Jamestown, na Virgínia, Estados Unidos,
são posteriores a 1607. O mineral havia sido descoberto no Brasil, no início
do século XVI, pelos jesuítas, que logo passaram a fabricar, com o metal
obtido na forma primária da redução do minério, anzóis, facas e outros
tipos de ferramenta. Uma importante descoberta foi a da jazida de
Ibirapuera, à esquerda do rio Pinheiros, onde morava Afonso Sardinha, que
descobriu ferro em Biraçoiaba, próximo a Sorocaba SP. Afirma-se que em 1590
Sardinha começou a explorar a mina. Em 1597 comunicou o fato a Francisco de
Sousa, governador-geral do Brasil, e doou a jazida ao rei de Portugal. Sousa
passou a zelar pela extração do minério, razão pela qual mereceu o título
de marquês das Minas. Disseminou-se em Minas Gerais e São Paulo o processo
de fabricação de ferro em forjas e cadinhos. O metal era utilizado para ferrar
cascos de animais de tração e em aros de carros de bois. Em 1785, a rainha D.
Maria I proibiu o funcionamento de fábricas no Brasil, fato que deu especial
significado político à fabricação do ferro, transformada num dos ideais de
emancipação dos inconfidentes. Com a transferência da corte portuguesa de
Lisboa para o Rio de Janeiro, D. João VI incumbiu, em 1808, o intendente
Câmara (Manuel da Câmara Ferreira Bethencourt e Sá) de instalar uma fábrica
de ferro no morro do Pilar. A primeira corrida de ferro-gusa desse alto-forno
foi em 1814. Antes disso, em 1812, o barão de Eschwege obtinha ferro líquido
em sua fábrica em Congonhas MG. O rei incumbiu também Francisco de Varnhagen de
instalar uma fábrica de ferro em São João de Ipanema, posterior Sorocaba SP.
Essa iniciativa destacava-se das anteriores, de tipo artesanal, e marcou o
início da indústria siderúrgica no Brasil, em 1818. Pouco tempo depois, o
engenheiro de minas francês Jean-Antoine Félix de Monlevade, dito João de
Monlevade, instalou uma fundição de ferro perto de Caeté MG. Foi a partir de 1921 que realmente se iniciou o
desenvolvimento da produção brasileira de ferro-gusa, com a instalação de
diversos altos-fornos. Já em 1936 fabricavam-se no país cerca de oitenta mil
toneladas. Com a instalação, em 1941, da Companhia Siderúrgica Nacional, em
Volta Redonda RJ, a produção de ferro iniciou uma nova época de
desenvolvimento com incentivo estatal. No fim do século XX, o Brasil figurava
entre os três países possuidores das maiores reservas conhecidas de minério
de ferro em todo o mundo. Passou de terceiro a segundo lugar após a descoberta
de riquíssimas reservas no norte de Minas Gerais e na serra de Carajás, no
Pará. |
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