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LISTA DE EXERCÍCIOS
Professor: Gabriel L. Tacchi Nascimento Disciplina: Processos Químicos Tecnológicos Aluno: Josianne Karla Silva Data: 20/06/
- Três amostras de minérios de ferro de regiões distintas foram analisadas e os resultados, comvalores aproximados, estão na tabela: Região Tipo de óxido encontrado Massa da amostra Massa de ferro encontrada A Fe 2 O 3 100 gramas 52,5 gramas B FeO 100 gramas 62,3 gramas C Fe 3 O 4 100 gramas 61,5 gramas Considerando que as impurezas são inertes aos compostos envolvidos, as reações de redução do minério de ferro com carvão, de formas simplificadas, são: 2 Fe 2 O 3 + 3 C → 4 Fe + 3 CO 2 2 FeO + C → 2 Fe + CO 2 Fe 3 O 4 + 2 C → 3 Fe + 2 CO 2 Dados: Massas molares (g/mol) C = 12; O = 16; Fe = 56; FeO = 72; Fe 2 O 3 = 160; Fe 3 O 4 =
a) Os minérios que apresentam, respectivamente, a maior pureza e o menor consumo de carvão por tonelada de ferro produzido são de quais regiões? Percentual de pureza para cada minério de ferro: Fe 2 O 3 : 160 g Fe 2 O 3 --------- 100 % 112 g Fe 2 --------- x x = 70% porcentagem de Fe no minério 70g ------- 100 g 52,5g ------ x x= 75%
FeO: 72 g FeO ------ 56 g Fe 100 g ------------ x x= 78g de Fe 78g -------- 100 % 62,3g ------ x x= 80% Fe 3 O 4 232g Fe 3 O 4 -------- 168g Fe 100g --------- x x= 72g 72g -------- 100 % 61,5g ------ x x= 85% Verificando as proporções entre os coeficientes do Fe e Carvão das equações A, B e C chegamos a conclusão que o menor consumo de Carvão ocorre na B. Efetuando o cálculo, temos que: 2Fe consome 1C 2x56 ---------- 12 1000g --------- x x= 107kg Resposta: Maior pureza região C com 85% e o menor consumo de carvão região B com 107 kg. b) Quais serão as massas de insumos para a produção de ferro gusa, para uma siderúrgica quetem alto-forno de 50 t/corrida? Para a produção do ferro gusa em alto forno, são necessárias as seguintes matérias- primas para cada tonelada de material produzido:
equipamentos e utensílios domésticos, pois não possuem níquel em sua composição, o que reduz significativamente o custo de produção. O cromo é o principal constituinte da liga ferrítica (entre 11% e 20%), juntamente com pequenas adições de outros estabilizadores de ferrite, tais como silício e nióbio, além de contar com menos de 0,08% de carbono. Os aços ferríticos apresentam boa soldabilidade e podem ser facilmente conformados. Além disso, são bastante resistentes à fadiga térmica, o que os torna ideais para fabricação de componentes que estejam expostos a variações de temperatura, como sistemas de exaustão de veículos, por exemplo. Características: ▪ Magnéticos (grudam imãs): sim. ▪ Resistência à corrosão atmosférica: moderada, sendo que há uma boa resistência em ambiente rural e urbano, mas é menos indicado para meios marinhos e industriais. Os aços ferríticos possuem resistência superior à da família de aço inox martensítico. ▪ Resistência à água do mar: boa. ▪ Contato com alimentos: quando não se necessita de alta dureza, os aços ferríticos são os mais utilizados para embalagens e utensílios de cozinha. Aços austeníticos: A família dos aços inoxidáveis austeníticos é a mais ampla em termos de número de ligas e de variedade de utilização. Em sua composição, possuem entre 17% e 25% de cromo e entre 7% e 20% de níquel. Os austeníticos têm como principais características alta resistência à corrosão, boa ductilidade, boa resposta aos trabalhos a frio e a facilidade em operações de soldagem, permitindo uma vasta gama de aplicações. Características ▪ Magnéticos (grudam imãs): geralmente não, porém podem possuir pequenos teores de ferrita, apresentando, nesses casos, leve magnetismo. ▪ Resistência à corrosão atmosférica: alta, exceto nos meios marinhos e industriais. ▪ Resistência à água do mar: boa. ▪ Contato com alimentos: boa resistência para embalagens que entram em contato com
leite, sucos de frutas, óleos vegetais, café, etc. Aços martensíticos: Aços martensíticos possuem uma composição semelhante à dos aços inoxidáveis ferríticos e contam com 12% a 18% de cromo e entre 1% e 1,5% de carbono. Este tipo de aço inox apresenta uma menor resistência a corrosão. De fato, é a família de aço com a resistência mais baixa a esse tipo de reação. Por outro lado, os aços inoxidáveis martensíticos possuem alta dureza e resistência à oxidação em meio atmosférico, inclusive sem queda significativa de dureza (até 500°C). Por conta disso, são muito pouco soldáveis. Os aços martensíticos são utilizados pelas indústrias alimentícias, de bebidas, químicas, petroquímicas, de máquinas e equipamentos. Sua aplicação pode ser encontrada em itens de cutelaria, eixos, instrumentos cirúrgicos, parafusos, porcas, pás e outras peças para turbinas a vapor, além de válvulas e hastes de registro. Características ▪ Magnéticos (grudam imãs): sim. ▪ Resistência à corrosão atmosférica: boa, sendo adequada em locais pouco poluídos. ▪ Resistência à água do mar: moderada. ▪ Contato com alimentos: utilizado em embalagens e utensílios onde é necessário dureza e/ou resistência ao desgaste. b) Justifique a relação de cada tipo de talher (garfo, faca e colher) com o seu respectivo aço. Os aços inoxidáveis martensíticos tem que sofrer a operação da têmpera, que transforma a ferrita em austenita e esta última em martensita durante o resfriamento. Com o temperamento, o carbono forma parte da fase martensítica e não está disponível para ser precipitado como carboneto de cromo. Somente depois de temperados, estes materiais passam a ser resistentes à corrosão. A alta dureza do material temperado (estrutura martensítica) faz com que estes materiais sejam muito utilizados na fabricação de facas. A resistência ao desgaste é muito forte. Os aços inoxidáveis austeníticos é o mais popular, têm excelente resistência à corrosão, excelente ductilidade (existe aqui uma grande mudança nas propriedades
