O Ferro: da Mina ao Alto-Forno

O minério de ferro

O ferro é um dos elementos mais abundantes da superfície de nosso planeta. É encontrado em quantidade inferior apenas ao oxigênio, ao silício e ao alumínio. Porém, entre esses quatro elementos mais abundantes da Terra, o ferro é o que possui maior importância nas aplicações industriais e maior índice de produção.
O ferro também possui a particularidade de ser o metal pesado geralmente mais barato, apesar de algumas de suas raras ligas serem mais caras que o próprio ouro.
Quando quimicamente puro, o ferro não é utilizado nas atividades industriais, por ser muito flexível e apresentar oxidação com extrema facilidade. O ferro é empregado nas indústrias sempre em liga com outros elementos, principalmente com o carbono, cuja composição nas ligas de ferro varia de 0,0008% a 6,4%.
As ligas de ferro e carbono, comumente chamadas de minério de ferro, são de grande importância nas atividades das indústrias, sendo muito empregadas na metalurgia.

As minas fornecedoras de minério de ferro são de dois tipos: (a céu aberto) e (em galeria). As minas a céu aberto exploradas com mais facilidade, pois possibilitam o emprego de grandes máquinas escavadoras, que diminuem o custo de exploração e favorecem maior rendimento ao trabalho.
Já a exploração das minas de galeria exige o emprego de técnicas especiais de operação, além da construção de caras instalações auxiliares para a extração, como sustentação de arcada dos túneis, elevadores e sistemas de iluminação artificial e ventilação. No Brasil, que possui a sexta maior reserva de minério de ferro do mundo, a maioria das jazidas é a céu aberto.

Mina de galeria e ...

mina a céu aberto, mais comumente encontrada no Brasil

O ferro é extraído das minas e levado para as siderúrgicas, onde recebe o primeiro tratamento industrial. Nas minas em galeria, o material extraído é transportado das regiões subterrâneas até a superfície por meio de pequenos vagões que correm por estreitos trilhos, ou através de correias transportadoras, que são um tipo de esteira que corre levando o ferro até o exterior da mina.

Transporte do minério de ferro em pequenos vagões e em esteiras móveis

A escolha da região para a construção de uma usina siderúrgica obedece certas condições que são: proximidade das vias de transporte (ferrovia ou rodovia) utilizáveis para o abastecimento de matérias-primas e combustível (carvão vegetal) necessários ao funcionamento da siderúrgica, como também para a distribuição dos produtos acabados aos centros consumidores.
Porém, o fator mais importante observado no ato da escolha do local para a construção de uma siderúrgica é ligado diretamente a questões políticas e econômicas, que possibilitarão o desenvolvimento da região escolhida.
É o conjunto desses fatores que determina a instalação das siderúrgicas geralmente longe das regiões onde ficam as minas de extração do minério de ferro, como é o caso da usina da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), localizada em Volta Redonda, no RJ, e fundada pelo presidente Getúlio Vargas durante o Estado Novo, em 1941. As minas de ferro que abastecem a CSN ficam em Congonhas e Arcos, no estado de Minas Gerais. Já o carvão vegetal usado na CSN é trazido de Siderópolis, em Santa Catarina.

Dois momentos da CSN: no antigo registro fotográfico acima e ...

atualmente, ao fundo no plano da foto

A CSN é hoje a maior indústria siderúrgica do Brasil e da América Latina, sendo também uma das maiores do mundo, com uma produção de 6 milhões de toneladas de aço bruto e 5 milhões de toneladas de laminados por ano. A CSN pertenceu ao Governo Federal até 1993, quando foi privatizada pelo Programa Nacional de Desestatização, posto em prática durante os governos dos ex-presidentes Fernando Collor e Itamar Franco.
Quando uma usina siderurgia fica localizada no litoral, as matérias primas necessárias para o seu funcionamento são transportadas e chagam por meio de navios. No terminal, imensos guindastes descarregam grande quantidade de minério de ferro diariamente.
O ferro é retirado dos navios e posto sobre uma série de longas esteiras transportadoras que o levam até depósitos ao ar livre, onde fica até ser utilizado. Uma usina siderúrgica instalada perto dos terminais, ou próxima das minas de extração do ferro, oferece vantagens econômicas em relação a uma indústria mais afastada, já que sempre o esquema que reduz as operações de transporte e manuseio do minério de ferro é o economicamente mais rendoso.
Para que o ferro extraído da mina tenha melhor aproveitamento possível, é necessário que os pedaços de minério bruto sejam, no máximo, pouco maiores que o tamanho de um punho fechado. Sendo assim, o minério é fragmentado em um britador e depois classificado de acordo como tamanho dos pedaços.
Os maiores são fragmentados outra vez, a fim de ficarem do tamanho padrão desejado. Já os menores, que impediriam a circulação do ar e dos gases nos fornos, são unidos termicamente formando aglomerados do tamanho ideal para a utilização nos fornos.
Antes de ser levado ao alto-forno, o minério de ferro é aquecido a seco, no processo conhecido como calcinação, para que sejam eliminadas algumas substâncias que dificultam o processamento siderúrgico e contaminam o produto final. Tais substâncias são o enxofre, o arsênio, a água e o anidrido carbônico. Depois da calcinação, o minério de ferro está pronto para ser levado ao forno da siderúrgica.
No forno, para derreter o minério de ferro, é utilizado carvão mineral que, por ser barato e abundante, é um dos combustíveis fósseis mais utilizados em nosso Planeta, junto com o petróleo e o gás natural, cujas queimas são as maiores responsáveis pelo aquecimento global e pela liberação de gases poluentes na atmosfera.
O carvão mineral é o resultado da lenta decomposição de animais e plantas durante milhares de anos, e é encontrado nas cores preta ou marrom, sendo extraído do subsolo por meio de processos de mineração.

O carvão mineral

Antes de ser usado para aquecer os fornos das siderúrgicas, o carvão mineral deve ser tratado para perder algumas impurezas como o enxofre, e ganhar resistência para enfrentar as pressões elevadas do processo de derretimento do minério de ferro sem se romper.

Produtos resultantes após os processos industriais realizados sobre o minério de ferro

O carvão deve suportar o peso do minério que é colocado sobre ele, além de fornecer o calor e os gases necessários ao derretimento do ferro. Dessa forma, o carvão mineral garante a passagem dos gases e do ar, imprescindíveis à combustão no alto-forno. Depois de derretido, o ferro poderá ser empregado na produção do aço e dos mais variados elementos que origina no meio industrial.