Ligas metálicas – Ferro Silício

Seguindo nosso roteiro de notícias sobre o setor de ligas metálicas, hoje vamos falar de outra importante liga produzida pelo setor de metalurgia, o ferro silício. A produção do ferro silício assemelha-se ao silício metálico, no entanto, o produto final possui diferentes concentrações e aplicações.

A fundição do ferro silício ocorre nos fornos elétricos a arco submerso (FEA), entretanto, anterior a isto, na usina é feito a seleção e classificação das matérias-primas que serão utilizadas. O silício é extraído do quartzo (areia – SiO₂) e o ferro é extraído da hematita (Fe₂O₃), juntamente com uma fonte redutora de carbono (carvão vegetal – C). Após a junção de todas matérias-primas no FEA, os eletrodos Sonderberg encarregam-se de fornecer energia elétrica ao processo e atingir temperaturas próximas à 1600 °C. De modo geral, ocorrem as seguintes reações:

SiO₂ + C → Si + CO₂

2 FeO₂ + 3 C → 4 Fe + 3 CO₂

Ao final, o ferro silício líquido é escoado do FEA para a panela metalúrgica que possui formato cônico e composta por uma tampa removível, objetivando a redução da perda de calor pela radiação. Além disso, este equipamento possui uma abertura elíptica para escoamento do material fundido. Nesta etapa, acontece também a separação da escória do ferro silício, composta por quartzo fundido e óxidos, que se deposita no fundo da panela devido a diferença de densidade.

Em seguida, para dar início ao processo de resfriamento e solidificação, o ferro silício é transferido para as lingotadeiras. Ao final da etapa de resfriamento, a liga metálica está formada, sendo destinada ao processamento para expedição de acordo com a demanda do consumidor final. Comumente a liga de ferro silício é comercializada em faixas granulométricas de: 0-3mm; 3-10mm; 10-60mm e; 60-120mm. Os principais tipos de ligas de ferro silício consumidas estão descritos detalhadamente na tabela 1.

Em virtude dos diferentes tipos de ligas de ferro silício, há uma ampla variedade na aplicação final. O Fe-Si 75% – Standard é utilizado em grande escala nas indústrias siderúrgicas e nas aciarias como agente desoxidante e elemento de liga, além disso, serve como agente grafitizante (formação de núcleos no metal fundido) na indústria de fundição. O Fe-Si 75% Alta Pureza é destinado à fabricação de aços especiais, sendo o aço de grão orientado e não orientado.

A diferença entre estes aços está na estrutura cristalográfica, sendo o aço de grão orientado formado por cristais organizados e direcionados para maior facilidade de magnetização. O aço de grão não-orientado é formado por cristais com maior dispersão nas orientações dos grãos, onde os valores das propriedades magnéticas são parecidos em todas as direções do plano da chapa. Estes aços são amplamente utilizados na fabricação de transformadores, freezers, compressores herméticos de sistemas de refrigeração, motores híbridos para automóveis, componentes de usinas hidrelétricas, entre outros.

Segundo o anuário do setor de ferroligas (MME, 2019), o Brasil exportou em 2018 o equivalente a 110.327 toneladas de ferrosilício, tendo como principais destinos o Japão, Holanda e Itália. O saldo na balança comercial é positivo, gerando receitas acima de US$166,00 milhões, o que caracteriza como produto de alto valor agredado.

No GT Ferroligas/SIF contamos com a participação de seis empresas produtoras de ligas de ferro silício, sendo a DOW, Ferbasa, Inonibrás, Minasligas, Nova Era Silicon e Grupo Maringá. Estas empresas contam com todo apoio e suporte do GT Ferroligas/SIF e renomados profissionais da UFV para a produção de florestas e bioredutor utilizado em seu processo. Isso resulta em maior produtividade e qualidade do produto final.

Referências

Companhia de Ferroligas da Bahia – FERBASA; Ferro silício 75 (FeSi 75). 2020. Disponível em: < http://www.ferbasa.com.br/conteudo_pti.asp?idioma=0&conta=45&tipo=56201 > Acesso em: 09 de setembro de 2020.

MME – MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA; Anuário estatístico: Setor Metalúrgico. Brasília – DF, 2019. 73p.

MINASLIGAS; Ferro silício. 2020. Disponível em: < https://www.minasligas.com.br/portal/produtos/ferro-silicio-75/ > Acesso em: 10 de setembro de 2020.

Humberto Fauller de Siqueira

Engenheiro Florestal

Coordenador Operacional do GT Ferroligas – SIF