Título

Potencial do carbeto de silício para ampliação da taxa de sucata no BOF e apoio à descarbonização da siderurgia

Potential of silicon carbide for increasing the scrap rate in BOF and supporting steelmaking decarbonization

Autoria

FIGUEIREDO, GUSTAVO NASCIMENTO; GERMANO, PEDRO HENRIQUE PEREIRA; GOMES, PEDRO HENRIQUE

FIGUEIREDO, GUSTAVO NASCIMENTO

Eu sou esse autor

GERMANO, PEDRO HENRIQUE PEREIRA

Eu sou esse autor

GOMES, PEDRO HENRIQUE

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DOI

10.5151/2594-5327-43781

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Resumo

A siderurgia possui papel relevante na economia global, porém está associada a elevadas emissões de dióxido de carbono, especialmente na rota integrada alto-forno–conversor a oxigênio (BF-BOF), ainda predominante na produção mundial de aço. Nesse contexto, o aumento da taxa de sucata metálica no processo BOF surge como uma alternativa relevante para redução da intensidade de carbono da produção siderúrgica, uma vez que possibilita a substituição parcial do ferro-gusa na carga metálica. Entretanto, a ampliação dessa taxa encontra limitações associadas ao balanço térmico do conversor. Diante disso, este trabalho analisa, sob a perspectiva da descarbonização, as principais estratégias utilizadas para aumento da taxa de sucata no BOF, com ênfase no uso de fontes externas de energia química. Inicialmente, são discutidos o funcionamento da rota BF-BOF e os fatores térmicos que limitam a incorporação de sucata no processo. Em seguida, são abordadas estratégias convencionais de aproveitamento energético e suas limitações operacionais. Posteriormente, é analisado o uso do carbeto de silício (SiC) como agente exotérmico capaz de fornecer energia adicional ao conversor e favorecer maiores taxas de sucata. Os resultados discutidos indicam que o SiC apresenta potencial relevante para apoiar estratégias de descarbonização da siderurgia, contribuindo para ampliação da taxa de sucata e redução indireta das emissões de CO₂ na rota integrada.

The steel industry plays a strategic role in the global economy; however, it is associated with high carbon dioxide emissions, especially in the blast furnace–basic oxygen furnace (BF-BOF) route, which still predominates in worldwide steel production. In this context, increasing the scrap rate in the BOF process emerges as a relevant alternative for reducing the carbon intensity of steelmaking, since it enables a lower dependence on hot metal in the metallic charge. However, increasing scrap utilization is limited by the thermal balance of the converter. Therefore, this study analyzes, from a decarbonization perspective, the main strategies used to increase the scrap rate in the BOF process, with emphasis on the use of external chemical energy sources. Initially, the operation of the BF-BOF route and the thermal factors limiting scrap incorporation are discussed. Subsequently, conventional energy optimization strategies and their operational limitations are presented. Finally, the use of silicon carbide (SiC) as an exothermic agent capable of providing additional energy to the converter and enabling higher scrap rates is analyzed. The results discussed indicate that SiC presents significant potential to support steel industry decarbonization strategies by increasing scrap utilization and indirectly reducing CO₂ emissions in the integrated route.

Palavras-chave

BF-BOF, Descarbonização da siderurgia, Taxa de sucata, Balanço térmico, Carbeto de silício

BF-BOF, Steel decarbonization, Scrap rate, Thermal balance, Silicon carbide