FERRO
É o elemento mais abundante na Terra e o segundo mais abundante na crosta terrestre(depois do alumínio). É o metal mais empregado pela nossa civilização, mas possui pouca utilidade prática na forma pura.
Quando misturado com outros elementos químicos, origina ligas com propriedades muito úteis, sendo a mais conhecida o aço, formado por ferro e carbono em proporções adequadas.
Por não ser um metal nobre ele sofre corrosão com facilidade, notadamente em presença de ar úmido. Na crosta terrestre, o ferro só é encontrado combinado com outros elementos.
Para obtê-lo industrialmente é necessário executar uma reação química envolvendo seus minérios. Isto acontece no alto-forno das siderúrgicas.

Fe2O3 + 3 CO ? 2 Fe + 3 CO2

hematita monóxido de carbono ferro metálico gás carbônico

O monóxido de carbono é obtido pela queima de carvão, que tem dupla finalidade : fornecer o calor necessário e produzir o agente redutor da reação (o próprio monóxido de carbono). Geralmente se utiliza o coque, um tipo de carvão com altíssimo teor de carbono que não existe na natureza ( é obtido através do aquecimento da hulha, uma variedade de carvão mineral). O produto obtido é chamado de ferro-gusa , que levará ao ferro fundido.
A quantidade de oxigênio é controlada para queimar só a quantidade de carbono que se quer.
No forno também é introduzido calcário (CaCO3), cuja finalidade é eliminar as impurezas presentes no minério, principalmente a areia ou sílica (SiO2) e a alumina (Al2O3).
Um alto-forno siderúrgico funciona dia e noite, todos os dias, por vários anos sem cessar, pois recolocá-lo em funcionamento é uma operação complicada que pode levar semanas, devido à dificuldade em se atingir e manter as elevadas temperaturas necessárias.

DO FERRO AO AÇO
O ferro-gusa contém impurezas indesejáveis (3 a 4% de carbono) : é um material de elevada dureza, mas bastante quebradiço. É usado na fabricação de ferro fundido.
O ferro fundido (2 a 3% de carbono) também é duro, mas é menos quebradiço que o ferro-gusa. Ë utilizado na fabricação de blocos de motores, grades de casas, pés de bancos de jardim, etc.
Após o processo de purificação do ferro-gusa, em que o teor de carbono se reduz a menos de 0,2%, obtêm-se o ferro doce, que possui outras propriedades satisfatórias, mas é um material de baixa dureza.
Para se obter o aço , o teor de carbono deve ficar em torno de 0,2 a 2%, obtendo-se um material com propriedades altamente vantajosas.
Quanto mais alto o teor de carbono, mais duro e quebradiço será ele.
O aço é obtido por purificação do ferro-gusa ainda líquido, logo após a sua saída do alto-forno.

AÇO
A história do aço teve início quando o minério de ferro foi colocado em altos fornos.
O forno tem, aproximadamente, 40m de altura e é continuamente alimentado, no topo, com uma mistura de minério, coque e pedra calcária(principalmente carbonato de cálcio), que ajuda a fundir algumas substâncias que acompanham a hematita. Cada kg de ferro produzido requer cerca de 1,75 kg de minério, 0,75 kg de coque e 0,25 kg de pedra calcária. Operando em plena capacidade, podem produzir cerca de 10.000 t/dia.

Muito resistente à tração, é muito utilizado em cabos de elevadores e teleféricos, Na construção civil é usado na elaboração do concreto armado (concreto contendo em seu interior uma estrutura feita com vergalhões de aço).
Controlando o teor de carbono presente no aço, os fabricantes obtêm um produto com as propriedades adequadas para os mais variados usos.

Tipo de aço Conteúdo de carbono (%) Propriedades/Aplicações
Aço de baixo teor de carbono Menos de 0,15 Ductilidade e baixa dureza/arame de ferro
Aço de moderado teor de carbono 0,15 a 0,25 Cabos,pregos,grades e ferraduras
Aço de médio teor de carbono 0,25 a 0,60 Pregos,vigas, cercas e componentes estruturais
Aço de alto teor de carbono Mais de 0,60 Maçanetas,navalhas,tesouras,brocas

AÇOS ESPECIAIS
Por adição de quantidades desejadas de outros elementos ao aço obtêm-se ligas com propriedades especiais.

Elemento adicionado Quantidade típica(%) Efeito : aumenta a ...
Manganês 0,5 a 10
13 Força e a dureza(diminui a ductilidade)
Resistência ao uso
Níquel Menos de 5
Mais de 5 Força e a resistência ao choque
Resistência à corrosão e à dureza
Crômio Variável
Mais de 12 Dureza e a resistência ao uso
Resistência à corrosão
Vanádio Variável Dureza
Tungstênio Mais de 20 Dureza(especialmente a altas temperaturas)

PROTEÇÃO CONTRA A CORROSÃO
- Revestir a peça com materiais que não deixem água e oxigênio chegarem até o ferro :
- Tinta - Zinco (zincagem ou galvanização)
- Graxa - Níquel (niquelação)
- Crômio (cromação) - Estanho (estanhagem) *

- Revestir ou prender no ferro um metal que sofra corrosão mais rápida (metal de sacrifício ) :
- Zinco - Alumínio - Magnésio

(*) A estanhagem é utilizada na fabricação de latas de conserva. O estanho é mais resistente ao ataque de água e oxigênio do que o ferro, porém sofre corrosão de forma mais rápida. Se a camada de estanho trincar, o ferro fica exposto e é oxidado na frente do zinco. Por isso, não se deve consumir o alimento contido em latas amassadas.

RECICLAGEM
Os metais usados, depois de jogados no lixo, vão parar no depósito de sucatas, onde se faz a separação, principalmente, do ferro que é separado dos outros metais.
O sucateiro vende cada metal para uma empresa, que trata do seu aproveitamento.
A sucata que a siderúrgica compra está , normalmente, enferrujada e possui diversas impurezas.
O material é colocado num forno, fundindo aço e ferrugem juntos. As impurezas indesejáveis não fundem e ficam flutuando no ferro líquido, de onde são removidas.
Amostras do material derretido são levadas para análise e a composição é acertada posteriormente.


* Elementos ainda não descobertos