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Seminários de Redução, Minério de Ferro e Aglomeração


ISSN 2594-357X

Título

Descarbonização da rota BF-BOF pela Injeção de Gás Rico em Hidrogênio: Uma Abordagem de Balanço Global de Massa e Energia

Decarbonization of the BF-BOF Route by hydrogen-rich Gas Injection: A system-level Mass and Energy Balance Approach

Autoria

DOI

10.5151/2594-357X-43938

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Resumo

Na transição para a siderurgia de baixo carbono, rotas alternativas como EAF baseada em sucata e a DR–EAF têm recebido atenção. Contudo, restrições de matéria-prima - pelotas de alto teor, sucata de alta qualidade, disponibilidade de hidrogênio e infraestrutura de suporte - devem manter a rota BF–BOF em operação por décadas. Essa rota ainda permite reduções incrementais de CO₂ sem mudanças relevantes no processo, incluindo melhor distribuição da carga, injeção de gases ricos em hidrogênio, uso de carvão vegetal, fracionamento do sínter, carregamento de sucata e HBI, além da digitalização. Destaca-se que a injeção de gases ricos em hidrogênio pode reduzir significativamente as emissões. Como as unidades do processo são interconectadas, é necessária uma avaliação em nível de planta para capturar impactos nos balanços globais de massa e energia. Neste estudo, um modelo de rota BF–BOF é desenvolvido no HSC Chemistry para analisar a redistribuição do gás de coqueria do uso como combustível para injeção no alto-forno. Os resultados indicam que evitar a combustão direta pode trazer benefícios econômicos e ambientais.

 

In the shift toward low-carbon steelmaking, alternative routes such as scrap-based EAF and DR–EAF are attracting attention. However, constraints on feedstock - high-grade DR pellets, high-quality scrap, hydrogen availability, and supporting infrastructure - are expected to keep the BF–BOF route in operation for decades. Despite its maturity, it can still achieve incremental CO₂ reductions without major process changes, including improved burden distribution, injection of hydrogenous gases, use of biomass char, sinter size fraction control, scrap and HBI charging, and digitalisation. Notably, hydrogen-rich gas injection can substantially reduce emissions. Because process units are interconnected, plant-wide assessment is required to capture impacts on overall mass and energy balances. Here, a BF–BOF model is developed in HSC Chemistry to analyse rerouting coke oven gas from fuel use to blast furnace injection. Results for Brazilian conditions suggest that avoiding direct combustion can deliver both economic and environmental benefits.

Palavras-chave

Descarbonização, Alto-Forno, Injeção de Gases, Balanço de Massa e Energia

Decarbonisation, Blast Furnace, Gas Injection, Mass and Energy Balance

Como citar

Baniasadi, Maryam; Esslaili, Hajar; Campos, Thiago Rabelo Nunes; Pereira, Gustavo Germano. Descarbonização da rota BF-BOF pela Injeção de Gás Rico em Hidrogênio: Uma Abordagem de Balanço Global de Massa e Energia, p. 349-361. In: 54º Seminário de Redução de Minérios e Matérias-Primas, São Paulo, SP - Brasil, 2026.
ISSN: 2594-357X, DOI 10.5151/2594-357X-43938