Title

REVISÃO DE PATENTES DE PROCESSOS DE REDUÇÃO DIRETA

PATENTS REVIEW OF DIRECT REDUCTION PROCESSES

Authorship

Ribeiro, Tiago Ramos; Neto, João Batista Ferreira; Takano, Cyro; Poço, João Guilherme Rocha

Ribeiro, Tiago Ramos

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Neto, João Batista Ferreira

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Takano, Cyro

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Poço, João Guilherme Rocha

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DOI

10.5151/4444-4444-27337

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Abstract

A redução do ferro é a etapa da produção de aço que mais consome energia e emite CO2. Os processos de redução direta são uma alternativa ao tradicional alto forno devido ao uso de H2 no gás de redução e consequente menor emissão de CO2. Existem duas tecnologias principais, Midrex e Energiron (ou Hyl) que representam 80% da produção mundial de ferro esponja. Uma revisão das patentes publicadas por estas duas empresas foi realizada e foi possível descrever o funcionamento dos processos, os desenvolvimentos ao longo dos anos e evidenciar as diferenças. Ambos os processos são baseados em fornos de cuba onde os gases de redução fluem em contracorrente ao minério aquecendo-o e reduzindo o ferro. Os gases de redução são gerados pela reforma catalítica de metano. A reforma no processo Midrex é realizada principalmente pela reação com CO2, e no processo Energiron com H2O. Há uma versão sem um reformador separado, o processo Energiron ZR. Neste processo o gás natural é injetado conjuntamente com H2O e CO2 no reator de redução e o ferro recém reduzido funciona como catalizador das reações de reforma.

Ironmaking is the major energy consuming and CO2-emmiting step in steel production. Direct reduction processes are an alternative to the traditional blast furnace due to the use of H2 in the reducing gases which generate less CO2. There are two main technologies, Midrex and Energiron (or Hyl) which are responsible for 80% of the DRI production. The patents published by these companies were reviewed and it was possible to describe the functioning of both process, the developments over the years and distinguish the differences. Both process are based on shaft furnaces where reducing gases flow in countercurrent to the ore heating it and reducing iron. The reducing gases are generated by catalytic reforming of methane. The reforming in Midrex is mainly by reaction with CO2 and in Energiron with H2O. There is a process version without a separate reformer, the Energiron ZR. In this process natural gas is injected together with CO2 and H2O in the reduction reactor and the recently reduced iron works as catalyst for reforming reactions.

Keywords

Redução direta, Midrex, Hyl, Energiron, DRI, Ferro-esponja

Direct reduction, Midrex, Hyl, Energiron, DRI