Programa

A Química do FazerSiderurgia

parte 2

CONTEÚDOS DIGITAIS MULTIMÍDIA

Química1ª Série | Ensino Médio

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Objetivo geral:

Reconhecer a importância da química como co-

nhecimento imprescindível para a compreensão do

mundo que nos cerca.

Objetivos específicos:

Reconhecer a importância da siderurgia no mundo

moderno;

Identificar os processos químicos e industriais da

fabricação do aço.

Pré-requisitos:

Não há pré-requisitos.

Tempo previsto para a atividade:

Consideramos que duas aulas (45 a 50 minutos

cada) serão suficientes para o desenvolvimento das

atividades propostas.

Vídeo (Audiovisual)

Programa: A Química do Fazer

Episódio: Siderurgia – parte 2

Duração: 10 minutos

Área de aprendizagem: Química

Conteúdo: metais

Conceitos envolvidos: aço, metais, ferro gusa, escória, aciaria,

dessulfuração, siderurgia.

Público-alvo: 1ª série do Ensino Médio

Coordenação Didático-Pedagógica

Stella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Redação

Alessandra Muylaert Archer

Revisão

Gislaine Garcia

Projeto Gráfico

Eduardo Dantas

Diagramação

Romulo Freitas

Revisão Técnica

Nádia Suzana Henriques Schneider

Produção

Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro

Realização

Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação

Ministério da Ciência e Tecnologia

Ministério da Educação

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IntroduçãoEste guia, acompanha o episódio Siderurgia – Parte 2,

da série de programas A Química do Fazer, destinada à 1ª

série do Ensino Médio. Nele há sugestões, dicas e demais

orientações que pretendem contribuir para o sucesso da

aula. É importante ressaltar que o audiovisual não pretende

esgotar ou aprofundar o tema apresentado. A intenção é

sensibilizar os estudantes para o estudo da química. Para

tanto, o programa se vale de uma narrativa que faz a aproxi-

mação entre os conceitos científicos e a vida dos alunos.

O episódio Siderurgia 2 explica a segunda etapa do processo

de produção do aço, isto é, o beneficiamento do ferro gusa e

sua transformação em aço, o produto final. Vale ressaltar que

o episódio anterior, Siderurgia – 1, explica a primeira parte

do processo de obtenção do aço, que é a produção de ferro

gusa. Por isso, seria interessante programar a exibição dos

dois episódios, possivelmente com duas aulas sobre o tema.

Sabemos que a sua experiência em sala irá determinar

outras maneiras de enriquecer a aula, mas os vídeos pode-

rão ser importantes aliados nessa tarefa. Sugerimos que

verifique com antecedência, para o dia previsto, a disponi-

bilidade dos recursos necessários para a apresentação do

audiovisual – um computador ou equipamento específico de

DVD conectado a uma TV ou projetor multimídia. Recomen-

damos também, que seja elaborada uma atividade extra

para a turma, caso haja algum imprevisto que impossibilite a

exibição do vídeo.

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DesenvolvimentoAntes de exibir o segundo episódio sobre siderurgia, retome os conceitos vistos anteriormente. Relembre, por exemplo, que

o aço não é encontrado na natureza, ele é uma liga metálica de ferro e carbono produzida pelo homem nas siderúrgicas. Se

necessário você poderá mencionar ou questionar a turma sobre o que foi apresentado no primeiro episódio e fazer um resumo

do processo de fabricação do aço até o produto resultante das reações que acontecem no alto-forno, o ferro gusa.

Lembre-lhes que o ferro gusa é, portanto, o produto imediato da redução preferencial do minério de ferro nos alto-fornos e

que esta é apenas uma etapa intermediária para a obtenção do produto final, o aço.

Usina Integrada

Dependendo da usina siderúrgica, existem dois tipos de aciarias.

Como já foi visto no primeiro episódio, existem dois tipos de aciarias: as integradas e as semi-integradas. Informe aos alunos

que as integradas produzem ferro a partir do minério de ferro, enquanto as semi-integradas, que não produzem gusa, obtêm

o aço a partir da reciclagem de sucatas.

Peça aos alunos para observarem que neste episódio, o apresentador visita uma usina integrada, acompanhado de um responsá-

vel técnico. A visita acompanha todas as etapas da aciaria, explicando cada um dos seus processos: dessulfuração e convertedor.

1.dica!

O site do Instituto Aço

Brasil oferece muitas

informações sobre a pro-

dução do aço no Brasil:

http://www.acobrasil.

org.br/site/portugues/

index.asp

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Dessulfuração

Explique aos alunos que o processo de dessulfuração consiste na retirada do enxofre contido no gusa proveniente do alto-

forno. Em seguida, o gusa é transferido para a panela de gusa na aciaria.

Pergunte e observe se os alunos estão conseguindo acompanhar o tema durante a aula e durante a exibição do vídeo. Faça uma

pausa, se necessário, para explicar alguns pontos que considere importantes, de modo que quando eles estiverem assistindo

ao episódio, esses processos fiquem mais compreensíveis, afinal, embora o aço esteja presente no nosso dia-a-dia e seja o

produto mais reciclado em todo o mundo, a siderurgia não é um tema corriqueiro.

Informe aos alunos que o equipamento responsável pela transformação do gusa em aço é o convertedor.

Relembre que na usina integrada é realizada tanto a produção do ferro gusa a partir das matérias-primas, no alto-forno, quanto

a transformação do gusa em aço, na aciaria. Por isso, durante este processo, carrega-se primeiro uma quantidade de sucata

sólida produzida pela própria usina e que será reciclada durante o processo.

Em seguida, a panela de gusa é basculada, despejando o ferro gusa em estado líquido por cima da sucata. Depois do carrega-

mento da carga metálica é realizado um sopro de oxigênio no interior do convertedor. O objetivo desse processo é promover a

oxidação preferencial do excesso de carbono presente no gusa e retirar o restante das impurezas. Feito isso, o aço está pratica-

mente pronto. Enquanto a escória, resultante do processo, é vazada em um pote de escória, o aço segue agora para a etapa de

refino secundário, responsável pelas características finais dos diversos tipos de aço produzidos pela usina.

Refino Secundário

Informe aos alunos que após a retirada do excesso de carbono e de impurezas

como o silício, manganês e enxofre, a composição do aço está quimicamente

pronta. No entanto, dependendo do uso a que se destinam, certos aços re-

cebem a adição de alguns outros componentes. Explique que esse é o caso,

por exemplo, do aço inoxidável, que além de ferro e carbono contém cromo e

níquel. Ressalte que esses componentes extras permitem que o aço inoxidável

não enferruje e que possa ser utilizado, por exemplo, na fabricação de materiais

cirúrgicos. O nome inoxidável significa não se oxida.

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Lingotamento e Laminação

Depois da etapa do refino secundário, o aço passa para a área de lingotamento contínuo. Explique aos alunos que, nesta etapa,

o aço líquido é transformado em placas através do resfriamento controlado das paredes do molde.

Informe que a fase do lingotamento e da laminação é automatizada e que isso garante a qualidade das placas, que depois são

cortadas e identificadas.

Lembre que as lâminas de aço, por exemplo, são utilizadas na indústria automobilística para fazer as portas, capôs e carrocerias

dos carros.

Usina Semi-integrada

Informe aos alunos que nas usinas semi-integradas é possível fazer aço a partir da reci-

clagem de sucatas. Explique que, nessas usinas, é utilizado um forno completamente

diferente do convertedor na aciaria, os fornos elétricos a arco. Esclareça que ao contrário

do convertedor, esses fornos são adequados para trabalhar cargas com alta parcela de

material sólido.

Reciclagem

Uma das características do aço é que pode ser reciclado indefinidamente sem perdas na quantidade ou qualidade.

Informe que a reciclagem do aço é tão antiga quanto à própria história de sua utilização. Atualmente, a coleta de sucata de me-

tais para alimentar as aciarias é um negócio que gera emprego e renda nas grandes cidades do país. Além disso, a reciclagem

de aço possui um forte impacto ecológico, tanto por despender menos energia do que a sua criação inicial quanto por aprovei-

tar sucata industrial e sucata de ferro velho.

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AtividadesDivida a turma em dois grupos e peça aos alunos para elaborarem dois murais: um sobre as aciarias integradas e outro sobre as

semi-integradas.

Prepare, com seus alunos, um portfólio com notícias de jornais e revistas sobre siderurgia, coletados por eles.

Oriente os alunos para realizarem uma pesquisa sobre o aço inoxidável, destacando seus tipos e suas aplicações.

Liste, juntamente com sua turma, os diferentes tipos de aços existentes, especificando a composição química qualitativa e

quantitativa de cada um, bem como suas aplicações.

AvaliaçãoA avaliação é uma maneira de estimular a reflexão sobre como você conseguiu realizar as atividades e os objetivos propostos

para cada aula, reorientando as próximas aulas. Verifique com os estudantes se eles se sentem confiantes em relação aos

conteúdos trabalhados.

A análise do nível de interesse e participação dos alunos pode ser considerada um bom “termômetro” para você perceber em

quais momentos a atenção se perde, em que parte do conteúdo ainda há dificuldade de entendimento.

A opinião dos alunos também é muito importante para que você os conheça mais profundamente e também possa compará-

las com a sua própria. Desse modo, você poderá identificar em que as opiniões coincidem e no que diferem. A partir daí é

possível ter uma visão ampla do processo de ensino-aprendizagem, do que deve ser mantido, do que deve ser reformulado, se

há necessidade da revisão de alguns tópicos do conteúdo, entre outras observações.

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VÍDEO - AUDIOVISUAL

EQUIPE PUC-RIO

Coordenação Geral do ProjetoPércio Augusto Mardini Farias

Departamento de Química Coordenação de Conteúdos José Guerchon

Revisão Técnica Nádia Suzana Henriques Schneider

Assistência Camila Welikson

Produção de Conteúdos Eduardo Albuquerque Brocchi

CCEAD - Coordenação Central de Educação a Distância Coordenação GeralGilda Helena Bernardino de Campos

Coordenação de Audiovisual Sergio Botelho do Amaral

Assistência de Coordenação de Audiovisual Eduardo Quental Moraes

Coordenação de Avaliação e Acompanhamento Gianna Oliveira Bogossian Roque

Coordenação de Produção dos Guias do ProfessorStella M. Peixoto de Azevedo Pedrosa

Assistência de Produção dos Guias do ProfessorTito Tortori

RedaçãoAlessandra Muylaert ArcherGabriel NevesGisele MouraGislaine Garcia

DesignEduardo DantasIsabela La CroixRomulo Freitas

RevisãoAlessandra ArcherGislaine Garcia