Fabricação posterior de ferro na Marquette Iron Range (Parte 2)

24 de maio de 2023

O alto-forno de Collinsville em 1888 é visto. (Foto cortesia do Marquette Regional History Center)

MARQUETTE – O artigo da semana passada discutiu as primeiras tentativas de fabricação de ferro na Marquette Iron Range usando tecnologia de forja de flores. Todas as quatro forjarias da área tiveram vida curta, saindo de operação no final da década de 1850, com uma produção total estimada em menos de 15.000 toneladas de ferro. Nenhuma das forjas jamais retornou lucro aos investidores.

Após o fracasso das forjas floridas, a área mudou para a tecnologia relativamente mais nova de altos-fornos. Os primeiros incluíram o Forno Experimental Collins em Collinsville (1858); a Pioneer Furnace Stack No. 1 em Negaunee (1858); o Collins Furnace, também em Collinsville (1858), o Pioneer Furnace Stack No. 2, também em Negaunee (1859); Fornalha do Norte em Harvey (1860); Bancroft Furnace em Forestville (1861), e foram seguidos por mais de 20 outros em toda a UP nas quatro décadas seguintes.

Os altos-fornos atingiram temperaturas mais altas e derreteram totalmente o ferro usando menos combustível. As forjas de flores exigiam cerca de 200-300 alqueires de carvão para produzir uma tonelada de flores de ferro, enquanto os altos-fornos precisavam de aproximadamente 125 alqueires de carvão para derreter uma tonelada de minério. Com o minério, os altos-fornos combinavam combustível (principalmente carvão, mas também carvão ou coque), fundente (principalmente calcário) e ar introduzido sob pressão. O coque é um combustível à base de carvão com alto teor de carbono e poucas impurezas. Assim como o carvão, é feito aquecendo carvão ou óleo na ausência de ar. Fluxo é um material usado para catalisar reações desejadas. Ele se liga quimicamente a impurezas indesejadas e produtos de reação, tornando-os mais fáceis de remover.

O alto-forno foi carregado (preenchido) por cima, permitindo que reações químicas ocorressem em todo o forno à medida que o material caía. Ferro líquido e escória acumulados em uma fornalha no fundo do forno. A escória era o resíduo pedregoso separado do metal durante o processo de fundição.

A escória era constituída pelos restos do fluxo de calcário, cinzas do carvão vegetal e substâncias formadas pela reação das impurezas do minério com o fluxo. Quando derretida, a escória formada é mais leve que o ferro fundido e flutua no topo. Uma abertura especial ou “entalhe” estava presente no forno e através dela a escória era retirada para descarte.

Em seguida, o forno seria “derramado”, permitindo que o metal líquido fluísse para um leito de fundição em areia. Os leitos consistiam em um canal ou corredor central, com muitos lingotes individuais em ângulos retos. Eles foram chamados de porcas e porcos devido à semelhança com uma ninhada de leitões amamentados por uma porca. Quando o metal esfriou e endureceu, os porcos foram simplesmente quebrados.

O ferro-gusa, também conhecido como ferro fundido ou bruto, era um produto intermediário da indústria siderúrgica na produção de aço. Tem um alto teor de carbono, normalmente 3,8-4,7% junto com sílica e outras impurezas, o que o torna quebradiço e não é útil diretamente como material, exceto para aplicações limitadas. Em vez de cementar o ferro florescente, o ferro-gusa precisava ser descarbonetado (removendo o carbono) para produzir aço utilizável. O aço é uma liga de ferro e carbono com maior resistência e resistência à fratura em comparação com outras formas de ferro. Como o ferro-gusa era destinado à refusão, o tamanho desigual dos lingotes e a inclusão de pequenas quantidades de areia causavam apenas problemas insignificantes, considerando a facilidade de fundição e manuseio.

Ao mesmo tempo que os altos-fornos foram introduzidos, a abertura das Soo Locks levou ao envio de minério não processado para fornos em Ohio e Pensilvânia. Também permitiu o transporte de carvão e coque para a Península Superior, embora isto se tenha revelado impraticável e antieconómico. Muitos dos altos-fornos locais fecharam rapidamente devido a problemas financeiros e/ou mecânicos, mas alguns continuaram operando até a década de 1920. Mesmo após o encerramento das operações dos altos-fornos, a mineração e o embarque de minério não processado continuaram.