alto-forno

O alto-forno é um forno de cuba ou fornalha com 20 a 30 metros de altura, com a forma de dois troncos de cone unidos pelas suas bases (cuba e ventre) e fechado na parte inferior pelo cadinho com a soleira.
Este tem como finalidade a fusão dos minérios de ferro, hematite (Fe₂O₃) e magnetite (Fe₃O₄) e obtenção de ferro-gusa ou simplesmente designada de gusa (ferro da primeira fundição).

Para a obtenção da gusa a partir do minério de ferro adiciona-se coque como combustível que vai permitir efetuar a separação de ferro do oxigénio no minério e calcário (ou castina) como fundente das gangas (minerais sem interesse metalúrgico). A função do fundente é a de separar o minério da ganga. O fundente é escolhido em função da ganga.

As matérias-primas (minério+ganga, coque e fundente) são introduzidas pela parte superior do forno, normalmente através de uma tremonha rotativa. O ar aquecido entre os 100 a 1350 ºC nos regeneradores de calor é injetado através de tubos situados na parte superior do cadinho e tem como funções permitir a combustão do coque e provocar o aquecimento das matérias-primas.
Os gases redutores formados (monóxido de carbono) atravessam totalmente as matérias-primas no sentido ascendente e reduzem o mineral, que se encontra em diferentes graus de oxidação. Simultaneamente, as matérias-primas são aquecidas pelos gases ascendentes.

No ventre, um pouco acima do nível dos tubos, o ferro reduzido (esponja de ferro) e a escória (subproduto constituído por gangas e por cinzas do coque) entram em fusão e escorrem para o cadinho, onde a escória, menos densa, passa a flutuar sobre a gusa. À medida que vai descendo, a gusa, por contacto com o coque, vai-se enriquecendo em carbono. A intervalos regulares procede-se à sangria (tubos de escoamento), tanto da gusa como da escória, que vertem dos respetivos furos de sangria.

A gusa pode ser transferida diretamente num misturador-forno, que a mantém no estado líquido e a transporta para a aciaria onde vai ser moldada em lingotes.
Os rendimentos de um alto-forno moderno, com cadinho de 9,7 m de diâmetro, são de cerca de 4500 toneladas por dia de gusa e 380 kg de escória por tonelada de gusa.