1. Eficiência energética aplicada
à siderurgia
João Latini Filho
Sylvio Leal Barbosa
Wilson Braga Júnior

2. Visão geral do setor siderúrgico
O Brasil é o oitavo maior produtor de aço e o segundo maior exportador de
ferro gusa .
A siderurgia caracteriza-se no Brasil pela importação de carvão mineral,
exportação de ferro gusa.
Produção mundial de aço em 2000 de 849 milhões de toneladas e 1,2
bilhões de toneladas em 2010.
O Brasil é responsável por 2,16% da produção de aço em 2009 com 26,5
milhões de toneladas.
O setor de produção de ferro gusa e aço responde por cerca de 6% do
consumo energético do país.

3. Aspectos energéticos da redução
USINAS INTEGRADAS
NÃO INTEGRADAS ~30%
BALANÇO QUÍMICO DE INSUMOS
QUEIMA DO GÁS DE ALTO FORNO
NA TOCHA FLARE
PERDA DE CALOR NO PROCESSO

4. Energia nas indústrias do Brasil
75% Bagaço
de cana
60%
Carvão
Fonte: BEN 2010

5. Energia nas indústrias de Minas Gerais
Fonte: BEEMG 2009

6. Energia nas indústrias do Espírito Santo
Fonte: ASPE 2010

7. Produção não integrada de Ferro-gusa por
região do Brasil
Minas Gerais é o principal pólo Brasileiro de produção de ferro gusa
A região de Carajás apresenta a partir de 2006 uma taxa de crescimento
na produção quase linear de aproximadamente 270 mil toneladas/ano
Fonte: SINDIFER

8. O carvão na siderurgia do Brasil
Produção de ferro gusa por tipo de redutor
Para cada tonelada de ferro gusa
é necessário, em média:
0,725t de carvão vegetal ou 0,4t
de coque.
Para cada tonelada de Ferro
Gusa:
Produzida com carvão mineral
é gerado 1,9t de CO2
Produzida com carvão vegetal de
reflorestamento fixa 1.1t de CO2
A queima de carvão vegetal não
reflorestado gera uma quantidade
de 5 t de CO2.
Fonte: CENBIO Fonte: ABRAF

9. Matriz energética da siderurgia
 Abertura para novas
tecnologias
CARVÃO VEGETAL
 Fontes substituíveis e
fontes únicas
COQUE
 Carvão 70% da matriz
 Redução da
dependência do carvão pelo
aumento da eficiência da
conversão.
Fonte: BEN 2009

10. Diagrama de Sankey da siderurgia
Fonte: CETEC

11. O gás de alto forno
Fonte: CETEC
 Produção de 1.800 Nm³/t
 PCI médio de 4.000 kJ/Nm³
 PCI médio do gás natural é de 47.500kJ/Nm³
Fonte: PUC-MG
 ~ 50% já utilizado para aquecimento do ar de sopro

12. Processo de geração de energia
elétrica pelo ciclo Rankine
 Possibilidade de
adaptação de vários tipos
de combustível
 Alto custo inicial para
siderúrgicas não integradas
 Dependência de ciclo de
refrigeração
 Necessidade de
processo automatizado
Fonte: BEN 2009

13. Simulação da capacidade de geração
Empresa com capacidade de produção de 10.000 t/mês
Produção de gás de alto forno: 18x10^6 Nm³/mês = 25.000 Nm³/h
Quantidade energética do gás: 27,78 MJ / mês
Quantidade de gás reinjetada no gás de alto forno ~ 50%
Produção média da empresa ~ 85%
Rendimento energético típico do ciclo de uma termelétrica a gás de alto
forno: 20%
Capacidade de geração elétrica com gás de alto forno: ~3 MW

14. Simulação para a produção total de ferro
gusa no Brasil
Capacidade de produção de 25,3 milhões de toneladas de gusa em 2009
Produção média anual de 80%
BEN 2010: Consumo da indústria brasileira foi de 5,34x10^16 Joules
Simulação das empresas de gusa apresentam capacidade de geração
anual de 1,45x10^16 Joules
Quantidade de energia gerada pelas indústrias de 27% do consumo total
Minas gerais integradas: 2,24 x10^16 Não integradas:1,42x10^15

15. Instalações realizadas pela concessionária
Fonte: CEMIG
 Capacidade de se tornar auto-sustentável em energia elétrica
 Fator de capacidade variável pois está diretamente relacionado
com a produtividade da empresa
 Energia economizada promove benefícios para siderurgia,
concessionária e meio ambiente

16. Aquecimento do ar de sopro: Glendon
Gases exaustão
Perdas Térmicas
Fonte: CETEC

17. Turbina TRT
Potencial
de queima
Aproveitamento das
propriedades físicas
Fonte: V&M

18. Considerações finais
O Brasil apresenta alto potencial de instalação de melhorias energéticas no
setor siderúrgico
Benefícios ambientais relacionados o aproveitamento energético podendo
gerar créditos de carbono.
A utilização das tecnologias depende, na maioria dos casos, de incentivo
financeiro nas empresas não integradas.
Capacidade das empresas se tornarem auto sustentáveis em energia
elétrica como vantagem competitiva
Riscos a viabilidade das medidas pela não homogeneidade da produção ao
longo do ano