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Surfando na Onda do Crescimento Econômico o papel das novas tecnologias José Henrique Noldin Júnior, eng., M.Sc. D.Sc. Gerente de Tecnologia Aplicada,

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1 Surfando na Onda do Crescimento Econômico o papel das novas tecnologias José Henrique Noldin Júnior, eng., M.Sc. D.Sc. Gerente de Tecnologia Aplicada, Tecno-Logos S/A

2 Objetivo Introdução Cadeia Siderúrgica Novas Tecnologias Quem são? Impacto Técnico Impacto Econômico Impacto Ambiental Conclusões

3 Pudong

4 Pudong

5 Aço, sempre presente!

6 Evolução da Produção Mundial de Aço Bruto (1950 – 2007)

7

8

9

10 Principais desafios (oportunidades?) para as novas tecnologias Competição com outros materiais Suprimento de matérias-primas Concentração de Fornecedores Mercado – Concentração de Consumidores Posicionamento da China Restrições ambientais Volatilidade dos Mercados / Barreiras de comércio Fonte: José C. DAbreu, 2008

11 Relembrando a cadeia siderúrgica...

12 Quem são as novas tecnologias siderúrgicas? Preparação de matérias-primas Aglomeração a frio (pelotização e briquetagem) Processo HPS (Hybrid Pelletized Sinter) Processo SSW (Segregation Slit Wire) Coating granulation process (JFE) Conceito de mini-sinterização, 50 a 300 kt/ano (Processo SKP, etc) Fornos de queima mais eficientes e flexíveis com relação ao uso de diferentes combustíveis Sinterizações com alta produtividade, baixas emissões e alta eficiência energética

13 Preparação de matérias-primas Coque... O calcanhar de Aquiles! By-product e Heat-Recovery Heat-recovery (ex.: Coqueria SOL 1,55 MMt/a e 175 MW) Stamp charging, top charging, pre-heating, briquetting In-situ dessulfurization (SID) Uso de COG para aplicações mais nobres ( $)

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15 Problemas ambientais (emissões e baixo índice de reciclagem de resíduos sólidos); Baixa flexibilidade operacional; Práticas modernas ainda não entendidas (PCI, DRI, modelos, etc.); Produção similar entre reformas (> produtividade < vida útil) Capital intensivo (Baixa rentabilidade própria); Baixa flexibilidade de MP; Capacidade instalada mundial antiga; Custo revamp, relining, adequação ambiental pode ser proibitivo; Abundância de minérios finos e/ou de baixo teor de Fe; Área de Redução

16 Fonte: VDEh A evolução do astro principal!

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18 Área de Redução Alto-forno Moderno Fuel-Rate < 480 kg/tgusa Consumo de coque < 270 kg/tgusa Injeção de carvão (PCI) > 240 kg/tgusa Injeção de gás natural > 150 kg/tgusa Temperatura do ar > C Oxigênio no ar de sopro > 35% Produtividade volumétrica = 3,5 a 4,0 t/m 3 /dia (cargas metálicas?) Acompanhamento contínuo da evolução do desgaste real do revestimento refratário, especialmente do cadinho, via controle de processo

19 Área de Redução Alto-forno Moderno Uso de tecnologias de melhor convivência com minérios com teores mais elevados de fósforo, sílica e alumina Menores emissões líquidas de CO 2 Reciclagem completa dos resíduos gerados Baixa utilização de água Uso eficiente da energia química e calor sensível do gás de alto-forno Uso de minérios mais finos, através de técnicas de micro-aglomeração Reciclagem de gás de topo: injeção no AF

20 Alto-Forno super eficiente Melhorar a eficiência no AF (programa Japonês) Diminuição de temperatura e da altura da zona de reserva Diminuição das temperaturas de fusão Diminuição da espessura da zona coesiva Aumento da velocidade de redução Aumento de hidrogênio como redutor Melhoria da permeabilidade Diminuição das perdas térmicas Aumento da utilização de gás (CO 2 /(CO+CO 2 ) Diminuição slag-rate Fonte: Cyro Takano, ABM 2007

21 30% redução CO 2 Nova geração de altos-fornos? Fonte: LKAB

22 Mini Altos-Fornos Vanguarda brasileira Uso de carvão vegetal ou coque Baixo investimento específico Flexibilidade na preparação e composição de cargas Fácil operação e manutenção VU < 350 m 3 (90 a 310 kt/ano) Fonte: Noldin, Scherer (Minitec)

23 Primus Oxycup HIsmelt Finex ITmk3 Corex Mini AF Alto Forno AISI DIOS Hi-QIP Romelt Ausmelt Finesmelt MOE (eletrólise) Matmor Sidcomet PSH RHF (Fastmet Redsmelt Inmetco IDI, etc.) Iron Carbide Purofer Finmet Midrex HyL Danarex Carvão Coque Descontinuado Carvão Gás Natural Descontinuado Estágio Conceptual / Bancada Estágio Protótipo / Piloto Estágio Evolução comercial Estágio Maturidade Declínio / Desenvolvimento de Soluções alternativas GUSA / NUGGETS DRI / HBI / Fe3C SL/RN Circored Idle TECNORED Fonte: NOLDIN com base em ACARP E os emergentes estão chegando em bloco!

24 TECNORED Mini-Reator Menor Mais rápido Mais barato MELHOR

25 FEA de alta potência e grande diâmetros; Aumento da produtividade e da eficiência energética; Espumação da escória; Energia química suplementar: queimadores oxy-fuel / Injeção de O 2 (pós- combustão); Controle químico e quantidade da escória gerada; Elementos residuais nas sucatas: processos de remoção / redução dos efeitos deletérios no aço (nucleação dirigida / processos near net shape); Aciaria Elétrica (FEA)

26 Uso de metal líquido em FEA Aquecimento 70% Fusão 20% Superaquecimento 10%

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28 Sopro combinado; Agitação pelo fundo; Pós-combustão; Projetos de lança; Controle dinâmico e monitoração da escória; Melhoria dos refratários / slag splashing; Uso mais intensivo de sucata: forno de energia otimizada (pós-combustão + pré aquecimento de sucata); Aciaria Oxigênio (70% prod. mundial)

29 Sopro de oxigênio submerso; Pós combustão do monóxido de carbono que emerge do banho; Pré-aquecimento da carga fria, via o calor sensível dos gases; Basculamento do forno, tanto durante o sopro quanto no vazamento; Retirada de escória e adições de fundentes sem interrupção do sopro de oxigênio permitindo redução do P no aço a níveis < 0,01 %; Vazamento livre de escória; Intervalo de apenas 8 horas para troca de soleira. Gusa líquido/Carga Sólida = 50/50; 60/40, etc. Aciaria EOF (Energy Optmized Furnace) Fonte: Scherer (Minitec)

30 Fonte: Jeremy Jones

31 Consteel

32 Refino secundário Várias tecnologias!!! De-C para níveis mínimos Remoção de gases (H 2, N 2, O 2 ) Ajuste preciso da composição Rápida homogenização De-P De-S De-Si

33 Lingotamento / Laminação

34 Castrip

35 Nova geração de aços

36 Enfim...

37 Agradecimentos Comissão Organizadora Tecno-Logos S/A Sérgio Scherer (Minitec –

38 Surfando na Onda do Crescimento Econômico o papel das novas tecnologias José Henrique Noldin Júnior, eng., M.Sc. D.Sc. Gerente de Tecnologia Aplicada, Tecno-Logos S/A


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