levantamento dos níveis de produção de aço e ferro-gusa, cenário

Levantamento dos níveis de produção de aço e ferro-gusa, cenário em 2020.

Ênfase: Usos da energia gerada na combustão dos gases da carbonização

Nota Técnica referente à letra “a” do estudo técnico 1 do Termo de Referência do contrato 49, do ano de 2013, entre CGEE e MDIC, para subsídios em:

“Modernização da Produção do Carvão Vegetal”

MODERNIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DO CARVÃO VEGETAL

Nota Técnica



Brasília, DF Abril, 2014

Centro de Gestão e Estudos Estratégicos Presidente Mariano Francisco Laplane Diretor Executivo Marcio de Miranda Santos Diretores Antonio Carlos Filgueira Galvão Gerson Gomes

Centro de Gestão e Estudos Estratégicos - CGEE SCS Qd 9, Lote C, Torre C Ed. Parque Cidade Corporate - salas 401 a 405 70308-200 - Brasília, DF Telefone: (61) 3424.9600 Fax. (61) 3424 9659 http://www.cgee.org.br Este relatório é parte integrante das atividades desenvolvidas no âmbito do Contrato Administrativo CGEE/MDIC 49/2013/Ação: Subsídios para Revisão do Plano Siderurgia (Carvão Vegetal) - 29.1.1. Todos os direitos reservados pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE). Os textos contidos neste relatório NÃO poderão ser reproduzidos, armazenados ou transmitidos.

Nota Técnica: “Levantamento dos níveis de produção de aço e ferro-gusa, cenário

em 2020 -- Ênfase: Usos da energia gerada na combustão dos gases da

carbonização”. Subsídios 2014 ao Plano Siderurgia do MDIC: Modernização da

Produção do Carvão Vegetal. Contrato Administrativo CGEE/MDIC 49/2013. Brasília:

Centro de Gestão e Estudos Estratégicos, 2014. (Produto a).

33 p.

1. Produção de aço e gusa. 2. Cenário siderurgia 2020. I. CGEE. II. Título.

MODERNIZAÇÃO DA PRODUÇÃO DO CARVÃO VEGETAL

Nota Técnica



Consultor Sergio Wilibaldo Garcia Scherer

Equipe Técnica do CGEE Elyas Ferreira de Medeiros (Liderança do Estudo) Cristiano Hugo Cggnin (Apoio Metodológico) Marina Brasil (Apoio Administrativo)

CONTEÚDO

SUMÁRIO EXECUTIVO RELATÓRIO 1) EVOLUÇÃO DA PRODUÇÃO DE AÇO, MUNDIAL E BRASILEIRA, NO PERÍODO 2000/2008 E ENTRE 2008 E 2013. 1.1 – Quadro I – Produção de aço Mundial e Brasileira no período 2000/2012 1.2 – Quadro II – Produção de aço nos BRIC’s – Brasil, Rússia, Índia e China e sua participação mundial 1.3 – Observações 2) METÁLICOS - DETALHAMENTO DA PRODUÇÃO DE AÇO – PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE AÇO – CARGA METÁLICA 2.1 - Produção Mundial e Brasileira de Ferro Gusa, entre 2000/2012 2.2 - Produção Mundial, Indiana e Brasileira de Ferro Esponja entre 2000/2012 2.3 - Observações sobre produção mundial de metálicos em 2012 2.4 - Observações sobre a Produção Brasileira de Metálicos para a Siderurgia 2.5 - Processo de Produção de Aço: são praticamente dois

2.6 - Processos a Oxigênio

2.7 - Processo Elétrico

3) PRODUÇÃO DE AÇO X INSUMOS – CENÁRIO DE BASE PARA O ANO 2020 3.1 – Histórico da Produção de Ferro Gusa e Aço no Brasil (2000/2012) e Cenário 2020. 3.2 – Comentários sobre os critérios adotados para o ano 2020. 4) PRODUÇÃO DE GUSA NO MUNDO E NO BRASIL ATÉ A CRISE DE 2008 E DEPOIS ATÉ 2013 4.1 – Produção Mundial e Brasileira de Ferro Gusa entre 2000/2012 5) DETALHAMENTO DA PRODUÇÃO DE GUSA SEGUNDO PROCESSO – REDUTOR – TIPO E DESTINAÇÃO DO PRODUTO 5.1 – Produção Mundial e Brasileira de Ferro Gusa entre 2000/2012 5.2 – Comentários

6) PRODUÇÃO E CONSUMO DE METÁLICOS CONCORRENTES AO GUSA – SUCATA E DRI

7) COMPARAÇÃO DAS PERSPECTIVAS DE DISPONIBILIDADE NO BRASIL E NO MUNDO DE

CADA METÁLICO

8) USOS DA ENERGIA GERADA NA COMBUSTÃO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO

RESUMO EXECUTIVO

1 – É apresentado o desempenho da Siderurgia nos períodos 2000/2008 – 2008/2012

– 2000/2012, com resultados em milhões de toneladas e aumentos em percentagem

anual (% aa)

Períodos Mundo BRIC’s Brasil

2000/2008 1.326,4/847,70 5,76% aa 674,78/240,40 13,77% aa 33,70/27.90 2,39% aa

2008/2012 1.547,4/1.326,4 3,93% aa 899.93/674,48 7,46% aa 34.5/33,70 0,59% ss

2000/2012 1.547,4/847,70 5,14% aa 899,93/240,40 11,63% aa 34,5/27,90 1,79% aa

O Brasil não acompanhou o ritmo de expansão da Siderurgia Mundial.

Anote-se que, no período de 2004/2011, as nossas exportações de minério de ferro

cresceram a um ritmo de 7,38% aa. Se a produção de aço tivesse expandido na mesma

proporção seria, em 2012, 53,81 milhões de toneladas.

2 – No que se refere a metálicos, especificamente ao ferro gusa, a exemplo do aço, o

Brasil não acompanhou o ritmo da Siderurgia Mundial.

2.1 – Quanto ao gusa a coque no Brasil, somos totalmente dependentes da

importação de carvão mineral (metalúrgico e não coqueificável). Uma maior

participação de energia nacional, na produção do gusa a coque, pode ser alcançada

pelas alternativas abaixo:

2.1.1 – O carvão metalúrgico nacional voltando a fazer parte da mistura de carvões nas

coquerias das grandes usinas siderúrgicas brasileiras a coque, em proporção adequada

às suas características.

2.1.2 – Metalização da carga com gusa produzido com carvão vegetal. Cada 10% de

metalização correspondendo a uma diminuição de 12% no carvão importado.

2.1.3 – Substituição do carvão mineral importado, cujos finos são injetados (PCI) pelas

ventaneiras dos grandes altos fornos a coque, por finos de carvão mineral nacional e

finos de carvão vegetal. O consumo de carvão para PCI, em 2012, foi da ordem de 2,8

milhões de toneladas.

2.1.4 – Temos o grande diferencial positivo de produzir gusa a carvão vegetal de

florestas plantadas, ou seja, com energia renovável, cuja produção deve aumentar, e

muito, não só pelo mercado nacional: indústria siderúrgicas integradas, usinas

siderúrgicas semi integradas e fundições, mas também pelo mercado internacional,

pois se trata do melhor metálico.

2.1.7 - São apresentados critérios para o aumento da produção até o ano 2020 (3% aa

– 4% aa – 5% aa) todos possíveis, assumindo que haverá madeira legal para atingir as

metas apontadas de produção.

2.1.6 – No entanto, deve-se bem pesquisar, e criar as condições de competitividade do

ferro gusa nacional no mercado externo, o que é perfeitamente possível, mesmo ante

à produção de ferro esponja (DRI/HBI) nos EUA, onde se fala em gás de xisto, “shale

gas,” produzido com gás a cerca de US$4,00/MMBTU ou US$16,00/Gcal, e até menos.

Com este preço, o redutor no exterior, por tonelada de esponja, estará entre US$40 e

44/t DRI.

2.1.6 – É citado o Processo COREX, que pode produzir gusa usando somente carvão

mineral. Inclusive já existiram experiências em unidade de demonstração industrial,

em Kehl, Alemanha, exclusivamente à base de matérias-primas brasileiras: minério,

lotadas; e carvão metalúrgico de SC e carvão energético do RGS.

2.1.7 – Quanto ao ferro esponja, já o produzimos com redutor sólido na empresa Aço

Finos Piratini, de 1973 a 1989; e na USIBA, entre 1975 e 2009. Em ambos os casos, o

estudo prospectivo denominado Roadmap Tecnológico do Carvão Mineral Nacional,

CGEE, ano de 2012, os coloca com metas sugeridas para 2023 e 2035.

2.1.7.1 – O problema de voltar a produzi-lo é muito mais econômico que técnico.

2.1.8 – Assim, a questão dos metálicos, graças também ao industrial minério de ferro

nacional, é um problema resolvido.

2.2 – Os dois processos principais de produção de aço: a oxigênio (LD/BOF e EOF) e

elétrico estão descritos, e todos são muito bem operados no Brasil

3 – Na solução para os gases da carbonização, que são lançados diretamente na

atmosfera, gerando poluição, está o grande problema da cadeia produtiva do ferro

gusa a carvão vegetal.

3.1 – Como a maioria dos processos enforna a madeira com cerca de 30% de umidade,

o prazo entre o corte na floresta e o enfornamento na carbonização é da ordem de

100 dias.

3.1.1 – No entanto, ao menos um dos processos de carbonização – o DPC - já faz isto

no próprio processo, permitindo que a madeira recém cortada possa ser enfornada,

evitando, assim, os 100 dias.

3.1.1.1 – O Processo Bricarbras e o Processo JG, ambos em fornos cilíndricos metálicos,

informam que também têm o mesmo recurso.

3.2 – Os gases da carbonização são: condensáveis e não condensáveis.

3.3 – Os condensáveis podem ser recuperados, sendo esfriados; e, por densidade,

separados em: ácido pirolenhoso e alcatrão.

3.3.1 – Neste caso os não-condensáveis podem ser queimados.

3.3 – Queima de todos os gases de carbonização e aproveitamento da energia gerada

para:

3.3.1 – Produção de vapor e energia elétrica;

3.3.2 – Secagem da madeira.

3.4 – A solução para o gases da carbonização deve trazer um maior rendimento

gravimétrico na carbonização (kg de carvão produzido/kg de madeira seca enfornada),

ou seja, com a mesma madeira uma maior produção de carvão vegetal, com ganhos

técnicos, econômicos e ambientais, aumentando a competitividade do gusa a carvão

vegetal.

3.4.1 – A maior parte do investimento/custo na cadeia produtiva do gusa a carvão

vegetal está nas terras, no reflorestamento e na carbonização; e não na usina de gusa.

* * *

1) EVOLUÇÃO DA PRODUÇÃO DE AÇO, MUNDIAL E BRASILEIRA, NO PERÍODO 2000-2008

E 2008-2013.

1.1) QUADRO I – PRODUÇÃO DE AÇO MUNDIAL E BRASILEIRA NO PERÍODO

2000/2012

Unidade: milhões de toneladas

A B C D E F G H

Ano Mundial Brasileira C/B Pos. LD/BOF % de C

EAF % C

EOF % C

2000 847,7 27,9 3,29 9ª. 21,68 5,74 0,44

2001 850,3 26,7 3,14 9ª. 20,83 5,40 0,48

2002 903,8 29,6 3,27 9ª. 23,09 5,98 0,53

2003 968,1 31,1 3,21 9ª. 23,99 6,59 0,57

2004 1.066,5 32,9 3,08 9ª. 24,83 7,51 0,57

2005 1.146.5 31,6 2,76 9ª. 24,08 6,96 0,58

2006 1.243,8 30,9 2,48 9ª. 22,82 7,54 0,54

2007 1.346,1 33,8 2,51 9ª. 25,13 8,08 0,57

2008 1.326,5 33,7 2,54 9ª. 25,23 7,93 0,55

2009 1.230,0 26,5 2,15 9ª. 19,66 6,35 0,50

2010 1.431,4 32,9 2,30 9ª. 24,61 7,81 0,51

2011 1.535.9 35,2 2,29 9ª. 26,45 8,23 0,54

2012 1.547,4 34,5 2,23 9ª. 25,96 8,09 0,47

2013 34,2

Variação anual de 2000/2008

+5,76% aa +2,39% aa


+3,93% aa +0,59% aa


+ 5,14% aa +1,79% aa

Fontes: IABr (1) e WSA (2)

Coluna D - % da participação brasileira de aço na produção mundial;

Coluna E – Posição brasileira entre os produtores de aço;

Coluna F – Participação do processo a oxigênio LD/BOF na produção brasileira de aço;

Coluna G – Participação do processo elétrico na produção brasileira de aço;

Coluna H – Participação do processo a oxigênio EOF na produção brasileira de aço;

1.2) QUADRO II – PRODUÇÃO DE AÇO NOS BRIC’s E SUA PARTICIPAÇÃO MUNDIAL

Unidade: milhões de toneladas

A B C D E F G

País Ano 2000

Ano 2008

Aumento Anual

2000/2008

Ano 2012

Aumento anual

2008/2012

Aumento Anual

2000/2012

Brasil 27,90 33,70 2,39 34,5 0,59 1,79

Rússia 59,14 70,83 2,28 70,43 0,00 1,48

Índia 26,92 57,91 10,09 77,56 7.58 9,22

China 126,50 512,34 19,10 716,54 8,75 15,55

TTL BRICs 240,40 674,78 13,77 899,93 7,46 11,63

Mundial 847,70 1.326,50 5,76 1.547,40 3,93 5,14

% BRIC’s 28,36 50,87 58,16

Fontes: IABr (1)) e WSA (2)

1.3) OBSERVAÇÕES

a) A Siderurgia mundial teve um aumento de produção muito significaiva no período

2000/2012, impulsionado principalmente pela China e Índia.

b) A produção brasileira tem perdido participação no total mundial.

c) No entanto, no que se refere à exportação de minério de ferro, a exportação tem o

seguinte desempenho, segundo o IBRAM:

Em 2004 exportou 200,925 milhões de ton. (125,58 milhões de ton. de gusa ou aço);



A exportação de minério de ferro brasileiro tem aumentado no seguinte ritmo: no

período 2008/2004 8,81%aa – no período 2008/2011 5,51% aa, e no período 2004/201

7,38% aa. d) No período 2001 a 2004 a produção brasileira de aço passou de 32,9 para 35,2 milhões de toneladas. Se tivesse aumentado no mesmo ritmo das exportações de minério de ferro (7,38% aa), teria sido de 53,81 milhões de toneladas.

2) METÁLICOS - DETALHAMENTO DA PRODUÇÃO DE AÇO – PROCESSOS DE PRODUÇÃO DE AÇO – CARGA METÁLICA

2.1) PRODUÇÃO MUNDIAL E BRASILEIRA DE FERRO GUSA, ENTRE 2000/2012

Unidade: 1.000t

A B C D E F

Ano Mundial Brasileira Brasileira a coque – Usinas

Integradas

Brasileira a Carvão Veg.

Usinas Integradas.

Brasileira a Carvão Veg. –

Produtores Independentes

2000 575.870 27.723 20.523 1.254 6.146

2001 586.016 27.391 19.573 1.353 6.510

2002 610.531 29.650 21.596 1.294 6.760

2003 669.895 32.015 22.564 1.347 8.104

2004 719.123 34.761 23.226 1.450 10.085

2005 800.709 33.884 22.461 1.650 9.773

2006 881.041 32.452 21.276 1.709 9.467

2007 961.498 35.571 23.963 1.980 9.628

2008 849.852 34.871 24.381 2.148 8.348

2009 933.625 25.266 18.998 1.867 4.401

2010 1.035.120 30,865 23.701 2.135 5.028

2011 1.104.746 33.415 25.334 2.257 5.824

2012 1.122.380 32.448 24.581 2.319 5.548

2013

Variação anual

2000/2008

+ 4,99% aa 2,91% aa + 2,18 % + 6,96% aa +3,80%

Variação anual

2008/2012

+ 7,20% aa - 1,81% aa ---- +1,93% aa negativa

Variação anual 2000/2012

+ 5,72% aa 1,32% aa + 1,51% aa + 5,26% aa negativa

Fontes: WSA (2) IABr (1) AMS (3) SINDIFER (4)

2.2) PRODUÇÃO MUNDIAL, INDIANA E BRASILEIRA DE FERRO ESPONJA ENTRE 2000/2012

Unidade: 1.000 toneladas

A B C D

Ano Mundial Indiana Brasileira

2000 43.740 5.498 412

2001 40.081 5.720 340

2002 45.079 5.731 361

2003 48.828 7.051 410

2004 55.157 9.121 440

2005 57.710 12.052 411

2006 59.175 15.037 376

2007 66.370 20.110 362

2008 66.044 20,916 302

2009 64.452 23.444 11

2010 70.015 24.831 ---

2011 70.900 21.252 ---

2012 70,937 19.677 ---

2013


+5,29% aa +18,18% aa


+ 1,80% aa -0,985% aa

Variação Anual 2000/2012

+4,11% aa +11,21% aa

Fontes: WSA (2) e IABr (1)

a) A Índia é a maior produtora mundial de ferro esponja, sendo que entre 75 a 80 % é

produzido em fornos rotativos operando com carvão não coqueificável.

b) A produção de ferro esponja aqui constante foi produzida na USIBA, pelo Processo HYL a

redutor gasoso.

c) Durante os anos de 1973 a 1989 foi produzido ferro esponja na Aços Finos Piratini, em

Charqueadas, em forno rotativo operando com carvão mineral local de alto teor de cinzas.

Quando a Índia montou o seu primeiro forno rotativo, doado pela UNIDO, para operar

também com carvão mineral não coqueificável, uma equipe indiana da SIIL – Sponge Iron India

Limited – foi treinada na Aços Finos Piratini.

Se o Brasil voltar a produzir ferro esponja com carvão mineral nacional não coqueificável de

alto teor de cinzas, os engenheiros brasileiros poderão ser reciclados e treinados na Índia.

2.3) OBSERVAÇÕES SOBRE PRODUÇÃO MUNDIAL DE METÁLICOS EM 2012

Ferro Gusa: 1.122,38 milhões de toneladas ou 1.122,38 gusa/1.077,2 milhões de t aço = 1,042t de gusa/t de aço.

Os volumes de produção do gusa e do aço são próximos, o que significa uma carga metálica nos fornos a oxigênio da ordem de 90% de gusa.

Ferro Esponja: 70.937 milhões de toneladas.

Total gusa + esponja: 1.182,317 milhões de toneladas.

Produção Mundial de aço em 2012: 1.547,4 milhões de toneladas.

Admitindo uma média de 1,13 a 1,15 ton. de metálicos / ton. de aço, a demanda por metálicos foi da ordem de 1.749 milhões a 1.779,51 milhões de toneladas. Assumindo 1.750 milhões de toneladas de metálicos.

O ferro gusa significou 63,6% dos metálicos ou 71,89% do aço produzido.

O ferro esponja significou 4,05 dos metálicos e ou 4,58% do aço produzido.

Praticamente todo o saldo via aciarias elétricas.

A sucata participou com 1.750 milhões – 1112,38 milhões gusa – 70.937 milhões de ferro esponja = 566.725 milhões.

Assim, a carga metálica na produção de aço, em nível mundial, foi de: 63,56% de gusa – 4,05 de esponja – 32,39% de sucata.

Segundo o WSA em 2012, o aço foi produzido pelos seguintes processos: 69,6% em

processos a oxigênio ou 1.077,2 milhões de toneladas – 29,3% em aciarias elétricas ou 453,89 milhões de toneladas – 1,1% em outros processos, 17 milhões de toneladas.

2.4) OBSERVAÇÕES SOBRE A PRODUÇÃO BRASILEIRA DE METÁLICOS PARA A SIDERURGIA

Ferro Gusa no Brasil em 2012

- Das siderúrgicas integradas a coque 24,58 milhões de ton.

- Das siderúrgicas integradas a carvão vegetal 2,32 milhões de ton.

- Total gusa para a produção de aço a oxigênio 26,90 milhões de ton.

- 26,90 milhões t gusa/26,54t de aço a oxigênio = 1,014 t de gusa/t de aço

- Da indústria do Ferro Gusa carvão vegetal 5,55 milhões de ton.

das quais 3,03 milhões exportadas e o saldo

para as aciarias elétricas e fundições brasileira.

- Total Gusa para integradas e semi-integradas 28,50 milhões de ton.

- Total de Gusa a Coque e a Carvão Vegetal 32,45 milhões de ton.

Ferro Esponja: não houve em 2012 produção de ferro esponja.

Metálicos ferrosos: para 34,5 milhões de toneladas de aço, são necessárias entre 38,5 a

39,0 milhões de toneladas.

Sendo, gusa, 28,5 milhões de toneladas, o saldo de 10 a 10,5 milhões será de sucata.

Em 2012, a produção brasileira de aço foi de 34,54 milhões de toneladas, sendo por

processos a oxigênio: LD/BOF 25,96 milhões (75,16%) + EOF 0,47 milhões (1,36%), num

total de 26,43 milhões de ton. ou 76,61 % do total, e processo elétrico de 8,11 milhões de

ton., ou 23,48% do total.

A produção de gusa para as aciarias integradas a oxigênio foi de 26,90 milhões de

toneladas, sendo a produção de aço nas mesmas de 26,43 milhões de ton., ou seja, 1.018

ton. de gusa/ton. de aço.

Não se tem a produção de ferro esponja no Brasil, e a geração nacional de sucata não é

significativa. Porém, tem-se a produção de ferro gusa sólido de diversos produtores

independentes para abastecer as aciarias elétricas, o que traz vantagens técnicas e

econômicas. A participação do ferro gusa sólido nas aciarias elétricas brasileiras é da ordem

de 20% e, se não houvesse esse gusa sólido doméstico disponível, a participação do aço a

processo elétrico seria menor.

Um tema muito importante é a competitividade do gusa brasileiro a carvão vegetal no

mercado externo. Hoje nos EUA o gás de xisto ou “shale gas”, está a US$4,00/MMBTU

ou USD$16,00Gcal, e mesmo menos, o que significa um custo na produção de uma

tonelada de esponja 9DRI/HBI entre 2,5 a 2,7 Gcal/t.

É um assunto para ser examinado sob os aspectos técnicos, econômicos e ambientais.

Consultando-se a literatura, não foi encontrada a produção de gusa pelo processo

Corex, que tem unidades na Coreia do Sul, China, Índia e África do Sul. Caracteriza-se

por produzir ferro gusa somente com carvão não coqueificável, embora pequenas

percentagens de coque melhorem a produtividade.

A Usina de Saldanha Bay na África do Sul usa o gás de topo do Corex como gás redutor em

sua Unidade Midrex de produção de ferro esponja, sendo a primeira do mundo a usar gás

de carvão para produzir ferro esponja.

Outras usinas COREX estão adotando o mesmo procedimento para o gás de topo do Corex;

a) O Processo Corex usa somente oxigênio e o gás de topo de seu reator de redução

tem cerca de 2.000 kcal/Nm3. O gás de topo, após ser retirado o CO2 e o H20, é um

gás redutor.

b) A tempo, em 1987, a então CVRD mandou matérias-primas nacionais (pelotas,

minério de ferro e carvão metalúrgico nacional de SC e carvão energético brasileiro do

RS para testar na unidade de demonstração inicial existente em Kehl, Alemanha).

O teste foi muito bem sucedido e os estudos do resultado indicavam que o melhor uso

para o gás de topo era como gás redutor para a produção de ferro esponja. (5)

No Brasil, nada aconteceu, mas em 1998 a Saldanha Bay iniciou a operação para a

CVRD, exatamente como o estudo havia proposto.

A tempo, o processo KR hoje Corex teve todas as ideias iniciais, e mesmo Engenharia,

desenvolvidos em Divinópolis na KTS – Korf Tecnologia Siderúrgica, hoje MINITEC. A

KTS era empresa de engenharia local do Grupo Korf, então sócio majoritário e gerente

da Siderúrgica Pains, hoje Gerdau Divinópolis.

2.5) PROCESSO DE PRODUÇÃO DE AÇO: SAO PRATICAMENTE DOIS

Processos a oxigênio. Processo LD/BOF responsável pela maior parte da produção de aço

no mundo e no Brasil, e Processo EOF – um processo brasileiro – em operação no Brasil e

na Índia.

• Há também alguma produção pelo processo Siemens Martin, mas em fase de extinção.

Processos Elétricos: basicamente em fornos elétricos a arco.

• Há também alguma produção, principalmente na Índia, em fornos de indução, mas no

Brasil este tipo de forno só opera nas indústrias de fundição.

2.6) PROCESSOS A OXIGÊNIO

Opera sempre com grande percentagem de gusa líquido, pois as reações do oxigênio com o

carbono, silício e manganês geram a energia necessária ao processo.

A adição de carga fria, geralmente sucata, seja na temperatura ambiente ou mesmo pré-

aquecido, de ferro gusa sólido e também de algum ferro esponja, servem para controlar a

temperatura de vazamento do aço.

Assim, todas as aciarias a oxigênio são integradas, produzindo o ferro gusa líquido.

2.7) PROCESSO ELÉTRICO

Devido à sua flexibilidade, permite diversas composições da carga metálica.

100% de sucata sólida.

Sucata sólida e ferro esponja, tanto de produção própria, como comprado.

Usinas usando altas percentagens de ferro esponja de produção própria são consideradas usinas integradas à redução direta. Alguns exemplos: nos países vizinhos: ACINDAR e SIDERCA, na Argentina; e as usinas de Puerto Ordaz, na Venezuela.

No Brasil, praticamente todas as usinas semi-integradas, que operam com fornos elétricos

a arco, tem a carga metálica composta de sucata, interna e adquirida; e ferro gusa sólido,

adquirido.

A aciaria da VSB, em Jeceaba atualmente, opera com sucata interna e adquirida; e ferro

gusa sólido adquirido. Porém, em breve, deve entrar em operação o seu primeiro alto

forno de 350m3 que irá fornecer gusa líquido à aciaria. A aciaria de VSB em Jeceaba tem

pré-aquecedor de sucata, o que aumenta a produtividade e diminui o consumo de energia

elétrica. Seu forno elétrico a arco é para 200 t de aço por corrida, mas opera com 170 t,

para compatibilizar com a capacidade do forno panela.(6)

Também, no Brasil temos usinas que têm produção própria, ou compram ferro gusa

líquido de terceiros, o que aumenta a produtividade e diminui ainda mais o consumo de

energia elétrica, com aumento da produtividade e uma diminuição ainda maior do

consumo de energia elétrica. É o caso da ARCELORMITTAL de Juiz de Fora, da

ARCELORMITTAL de Cariacica (compra gusa líquido de terceiros) e da SINOBRAS em

Marabá.

3) PRODUÇÃO DE AÇO X INSUMOS – CENÁRIO DE BASE PARA O ANO 2020

3.1) HISTÓRICO DA PRODUÇÃO DE FERRO GUSA E AÇO NO BRASIL (2000/2012), E

CENÁRIO PARA 2020.

Unidade: 1.000t

ANO Gusa Coque

Gusa Integ.

Carvão Vegetal

Gusa Prod. Indep. C. Veg.

TOTAL

GUSA

Aços a Oxig.

LD/BOF

Aço Elétrico

FEAs

Aço a Oxig. EOF

TOTAL

AÇO

2000 20.523 1.254 6.146 27.723 21.677 5.745 443 27.685

2001 19.573 1.353 6.510 27.391 2.831 5.403 483 26.717

2002 21.596 1.294 6.760 29.650 23.093 5.985 526 29.604

2003 22.564 1.347 8.104 32.015 23.986 6.589 572 31.147

2004 23.226 1.450 10.085 34.761 24.827 7.513 571 32.909

2005 22.461 1.650 9.773 33.884 24.078 6.959 580 31.610

2006 21.276 1.709 9.467 32.452 22.821 7.541 539 30.901

2007 23.963 1.980 9.628 35.571 25.130 8.081 571 33.782

2008 24.381 2.148 8.348 34.871 25.221 7.933 552 33.716

2009 18.998 1.867 4.401 25.266 19.662 6.349 495 26.506

2010 23.701 2.135 5.028 30,865 24.607 7.812 509 32.928

2011 25.334 2.257 5.824 33.415 26.447 8.231 542 35.220

2012 24.581 2.319 5.548 32.448 25.962 8.094 468 34.524

2013 34,2

Cenários 2020

Aumento 3% aa

31.144 2.938 7.029 41.111 32.984 10.255 593 43.742

Aumento 4% aa

33.626 3.172 7.590 44.389 35.516 11.073 650 47.233

Aumento 5% aa

36.306 4.425 8.194 47.926 38.346 11.955 691 50.992

fontes – WSA (2) IABr (1) AMS (3) SINDIFER (4) – cenários para 2020 assumidos pela

MINITEC.

3.2) COMENTÁRIOS SOBRE OS CRITÉRIOS ADOTADOS PARA O ANO 2020

• Há relação entre o crescimento do consumo de aço e o PIB.

• Esta relação varia de acordo com o grau de desenvolvimento do país.

• Países muito desenvolvidos, a relação entre % de crescimento do consumo de aço / % de

crescimento PIB pode de 1,0; até inferior a 1.

• No caso do Brasil, com tantas as obras de infraestrutura e habitação a realizar,

certamente a relação é superior a 1,0. Aqui, assumiu-se 1,5, embora já se tenha visto

estudos em que se usa 1,7.

• Assim se, no período 2012/2020, o crescimento do consumo de aço for de 3% aa é porque

o PIB evoluiu no mesmo período a 2% aa.


o PIB evoluiu no mesmo período a 2,67% aa.


o PIB evoluiu no mesmo período a 3,33%aa.

• Note-se que a tabela acima -- histórico e cenários para 2020 -- são para a produção de

aço, porém, a relação comentada é entre consumo de aço e PIB.

• É admitido que, mesmo que parte do aumento do consumo de aço seja atendido por

importações, o aumento de exportações nacionais compense, ao menos em tonelagem,

as importações.

• No que se refere a total dependência do Brasil de carvão mineral importado, a

participação de energia nacional nos grandes altos fornos a coque pode ocorrer pelas

seguintes vias: (14)

- O carvão metalúrgico nacional volte a ser explorado e entre com uma participação

pequena na mistura dos carvões a coqueificar.

- Metalização da carga dos grandes altos fornos a coque com gusa produzido com carvão

vegetal.

- Substituição do carvão mineral importado, cujos finos são injetados pelas ventaneiras

dos grandes altos fornos nacional a coque, por finos de carvão mineral nacional e por

finos de carvão vegetal.

4) PRODUÇÃO DE GUSA NO MUNDO E NO BRASIL ATÉ A CRISE DE 2008; E DEPOIS ATÉ 2013

4.1) PRODUÇÃO MUNDIAL E BRASILEIRA DE FERRO GUSA ENTRE 2000/2012

Unidade: 1.000t

A B C D E F


Integradas


Usinas Integradas



2000 575.870 27.723 20.523 1.254 6.146

2001 586.016 27.391 19.573 1.353 6.510

2002 610.531 29.650 21.596 1.294 6.760

2003 669.895 32.015 22.564 1.347 8;104

2004 719.123 34.761 23.226 1.450 10.085

2005 800.709 33.884 22.461 1.650 9.773

2006 881.041 32.452 21.276 1.709 9.467

2007 961.498 35.571 23.963 1.980 9.628

2008 849.852 34.871 24.381 2.148 8.348

2009 933.625 25.266 18.998 1.867 4.401

2010 1.-35.120 30,865 23.701 2.135 5.028

2011 1.104.746 33.415 25.334 2.257 5.824

2012 1.122.380 32.448 24.581 2.319 5.548

2013

Variação anual

2000/2008

+ 4,99% aa 2,91% aa + 2,18 % + 6,96% aa +3,80%

Variação anual

2012/2008

+ 7,20% aa - 1,81% aa ---- +1,93% aa negativa

Variação anual

2012/2008

+ 5,72% aa 1,32% aa + 1,51% aa + 5,26% aa negativa

Fontes – IABr (1) WSA (2) AMS (3) SINDIFER (4)

A produção de gusa no Brasil, seja a coque, seja a carvão vegetal, a exemplo da produção

siderúrgica não tem acompanhado o ritmo mundial.

5) DETALHAMENTO DA PRODUÇÃO DE GUSA SEGUNDO PROCESSO - REDUTOR – TIPO E

DESTINAÇÃO DO PRODUTO

5.1) PRODUÇÃO MUNDIAL E BRASILEIRA DE FERRO GUSA ENTRE 2000/2012

Unidade: 1.000t

A B C D E F


Integradas


Usinas Integradas



2000 575.870 27.723 20.523 1.254 6.146

2001 586.016 27.391 19.573 1.353 6.510

2002 610.531 29.650 21.596 1.294 6.760

2003 669.895 32.015 22.564 1.347 8;104

2004 719.123 34.761 23.226 1.450 10.085

2005 800.709 33.884 22.461 1.650 9.773

2006 881.041 32.452 21.276 1.709 9.467

2007 961.498 35.571 23.963 1.980 9.628

2008 849.852 34.871 24.381 2.148 8.348

2009 933.625 25.266 18.998 1.867 4.401

2010 1.035.120 30,865 23.701 2.135 5.028

2011 1.104.746 33.415 25.334 2.257 5.824

2012 1.122.380 32.448 24.581 2.319 5.548

2013

Variação anual

2000/2008

+ 4,99% aa 2,91% aa + 2,18 % + 6,96% aa +3,80%

Variação anual

2012/2008

+ 7,20% aa - 1,81% aa ---- +1,93% aa negativo

Variação anual

2012/200

+ 5,72% aa 1,32% aa + 1,51% aa + 5,26% aa negativo

Fontes – WSA (2) IABr (1) AMS (3) SINDIFER (4)

5.2) COMENTÁRIOS

Como processo, a imensa maioria do ferro gusa no mundo é produzido em altos fornos.

Os altos fornos a coque podem ser de grandes dimensões de volume e são a base de

metálicos, na maioria das usinas siderúrgicas integradas.

Há também altos fornos a coque de menores dimensões, que produzem ferro gusa para

comercialização, como por exemplo, na Rússia e na Ucrânia.

A KTS, hoje MINITEC, projetou e instalou na Índia muitos mini altos fornos a coque, alguns

para gusa comercial, mas a Hospet Steel é uma usina integrada para aços especiais, com

mini altos fornos a coque da KTS e aciaria EOF. A Kirsloskar produz gusa para sua fundição e

para terceiros e a Electrosteel usa o gusa para tubos centrifugados. (7)

Os altos fornos a carvão vegetal são de menores dimensões pela menor resistência do

carvão vegetal.

O maior produtor mundial de ferro gusa a carvão vegetal é o Brasil, com produções de 7 a

12 milhões de t/ano de gusa. O potencial brasileiro de produzir ferro gusa a carvão vegetal,

com energia renovável, é imenso. Atualmente, o ferro gusa brasileiro a carvão vegetal já é

base para usinas siderúrgicas integradas, e os produtores independentes abastecem toda a

demanda nacional, seja de gusa de fundição, seja de gusa aciaria para as usinas a forno

elétrico a arco, além de abastecer o mercado internacional.

O ferro gusa Brasileiro a carvão vegetal é o grande diferencial que o Brasil tem em relação à

siderurgia mundial, pois produz ferro gusa com energia renovável -- a fotossíntese do

carbono do carbono nas florestas plantadas, corrigindo assim o passivo ambiental e com

ganhos econômicos.

O outro pais é o Paraguai que, ao reiniciar as operações ACEPAR, poderá produzir na

ordem de 250.000 t/ano de gusa.

Embora o ferro gusa também possa ser produzido em fornos elétricos de redução é uma

prática em desuso pelo grande consumo de energia elétrica. No Brasil, a Mannesmann

operou por muitos anos com duas funções: produzir gusa e produzir gás combustível para

a laminação. O consumo de energia elétrica era da ordem 2.000 kWh/t.

Também o Processo Corex é uma alternativa comprovada, pois utiliza carvão mineral,

inclusive carvões não coqueificáveis. O processo se caracteriza por dois reatores operando

em série: o reator de redução, que descarrega o ferro esponja a quente no reator de

fusão. No reator de fusão é injetado oxigênio, com o ferro gusa acumulando no cadinho.

O processo de retirada do ferro gusa e da escória é igual ao realizado em alto forno. Há

unidades COREX em operação:

- Na Posco, Coreia do Sul

- Na Baoseel, China

- Na Essar, Índia

- Na Jindal, Índia, sendo o gás de topo utilizado para produzir ferro esponja numa unidade

MIDREX.

- Na Saldanha Bay na África do Sul, onde o gás de topo é utilizado para produzir ferro

esponja numa unidade MIDREX.

Uma variante é o FINEX, onde o reator de redução é substituído por uma unidade de

produção, que, com finos de minério em leito fluidizado, produz finos de ferro esponja

que são briquetados e carregados no reator de fusão.

No Brasil, está em desenvolvimento o Processo Tecnored para produzir ferro gusa,

utilizando briquetes autorredutores, produzidos com finos de minério de ferro e de

carvão.

O ferro gusa pode ser classificado por gusa de aciaria, que é a grande maioria da produção

mundial, e no Brasil, com silício menor que 1,5% – ferro gusa de fundição com silício

acima de 1,5%; ferro gusa nodular, com Silício 0,5 máx.; manganês, 0,1; fósforo, de 0,05 a

0,06; e enxofre, 0,02, máximo.

No Brasil, todo ferro gusa a carvão vegetal destina-se à indústria siderúrgica, integrada ou não,

para a indústria de fundição de ferro e aço, bem como para exportação.

No Brasil, o consumo anual de ferro gusa de fundição, mais ferro gusa nodular, é da ordem de

um milhão de t/anos.

6) PRODUÇÃO E CONSUMO DE METÁLICOS CONCORRENTES AO GUSA – SUCATA E DRI

Sucata - Toda a sucata deve ser consumida, sob a pena de se tornar um grave passivo

ambiental.

A sucata é classificada de acordo como é gerada:

• Sucata interna da própria usina siderúrgica: com tendência a diminuir a sua

participação, pois com a melhoria dos processos produtivos, com praticamente todo o

aço, passa pelo lingotamento contínuo, gerando assim pouca sucata.

No caso brasileiro, em 1990, a geração de sucata dentro da usina era de 160 kg/1.000kg

de aço produzido; e, em 2012, de 83 kg de sucata/1.000 kg de aço

• Sucata de processamento: é a sucata gerada quando da utilização do aço; seja dos

laminados longos, como dos laminados planos.

Obviamente, porque os usuários procuram gerar a menor quantidade possível de

sucata, este tipo também diminui a sua participação.

• Sucata de obsolescência: aquela que é gerada pelo fim da vida útil de equipamentos,

pontes, utensílios, automóveis, etc. Há uma rede que recolhe a sucata, classifica e

vende para as siderúrgicas e para as fundições.

Essa representa o maior volume de sucata, e o problema é que, mesmo bem

processada, pode conter elementos indesejáveis aos aços que estão sendo produzidos.

Quanto mais desenvolvido o país, maior a geração de sucata de obsolescência, o que

gera um comércio internacional entre o que tem excesso de sucata e os que têm

déficit. No Brasil, praticamente não tem havido importação de sucata, e a exportação

é relativamente pequena.

A sucata, o ferro esponja e o gusa em verdade não são metálicos concorrentes, mas sim

complementares.

• A sucata deve ser toda consumida por razões técnicas, econômicas, sociais e

ambientais.

• Já o ferro esponja e o gusa são produtos fabricados, e assim se conhece perfeitamente

a sua composição, sem que haja surpresas quanto à qualidade durante sua utilização.

• É o ferro gusa produzido com carvão vegetal sustentável o melhor metálico que existe:

composição conhecida: 4,0 a 4,5% de carbono, 94 a 94,5% de ferro metálico, e

praticamente isento de enxofre; a ganga do minério que foi toda escorificada no alto

forno. Além disso, em sua produção, recicla todo o CO2 emitido.

• Gusa produzido com coque também pode ser de alta qualidade, tendo tratamento

ainda na fase líquida para dessulfurar e desfosforar, mas em sua produção gera cerca

de 1,9t de CO2/t de gusa, que permanecem na atmosfera; é o efeito estufa.

• Valor relativo dos metálicos:

Havendo disponibilidade dos metálicos acima citados (sucata, esponja e gusa) o maior

ou menor uso de cada, se dará pelo seu “valor em uso,” que compreende:

– Qualidade do aço a ser produzido;

– Composição e dimensões do metálico;

– Sua influência sobre a produtividade do forno de aço;

– Sua influência sobre o consumo de energia para produzir o aço.

- Preço de cada metálico na usina consumidora.

Jogando com o custo e disponibilidade dos metálicos disponíveis, cada usina procura o

custo para o aço produzido.

As usinas brasileiras a fornos elétricos a arco sabem bem que, carregando gusa sólido de

terceiros, aumentam a produtividade e diminuem o consumo de energia elétrica.

7) COMPARAÇÃO DAS PERSPECTIVAS DE DISPONIBILIDADE NO BRASIL E NO MUNDO DE

CADA METÁLICO

Como em todo o local, devemos consumir toda a sucata produzida, seja interna, de

transformação ou de obsolescência.

- Como os bens domésticos (automóveis, refrigeradores, fogões, etc.), uma tendência é de

serem reciclados aqui no Brasil, com maior rapidez que anteriormente. Assim, a oferta

nacional de sucata deve aumentar. No entanto, é uma tendência mundial.

No que se refere a ferro gusa, além de produção em altos fornos a coque, tem-se a

solução dos altos fornos a carvão vegetal produzido de forma sustentável. Assim, é

possível produzir as quantidades que o mercado doméstico e internacional demandarem,

constituindo excelente oportunidade de negócios e contribuindo para a balança comercial

do país.

- Esta solução será também adotada por outros países, sendo possível citar a África como

exemplo. Mas nenhum tem as mesmas condições e potencialidade do Brasil.

- Quanto ao Ferro esponja (DRI/HBI) que em larga escala não se produz nos país, se for

economicamente viável tem-se domesticamente todas as condições de produzi-lo, seja

quanto ao minério, seja quanto ao termo redutor.

- Via redutor sólido: carvão mineral não coqueificável: já foi produzido no Brasil por

muitos anos e as nossas reservas de carvão não coqueificável indicam horizonte acima de

100 anos. É uma tecnologia conhecida e dominada, dependendo apenas de viabilidade

econômica.(8) (9).

- Via redutor solido – carvão vegetal – ainda não houve produção industrial no Brasil

- Redutor gasoso via gás natural – a tendência no pais é ter-se cada vez mais

disponibilidade de gás natural. Já se tem a experiência da Usiba. Assim, a produção de

ferro esponja com redutor gasoso é uma tecnologia conhecida e dominada, dependendo

apenas da viabilidade econômica.

- Redutor gasoso via gaseificação de carvão mineral – é uma solução que está chegando e

que vai depender mais da viabilidade econômica do que viabilidade técnica. Já foi muito

estudada no Projeto SIDERSUL, em Santa Catarina, de 1975/1982. (8)

- Produção conjugada de ferro gusa e ferro esponja – Esta solução, o Processo COREX

oferece-a. Com o gás de topo do reator de redução do COREX, após beneficiado, é

utilizado numa unidade de redução direta a redutor gasoso.

Tecnologia já conhecida e dominada. Na África do Sul com o gás de topo de uma tonelada

de gusa é possível fabricar cerca de 1,35 toneladas de ferro esponja.

Já houve experiência exitosa com matérias-primas nacionais: minério de ferro, pelotas,

carvão metalúrgico de Santa Catarina e Carvão energético do Rio Grande do Sul.(5) (10)

Assim, não haverá problemas de metálicos no Brasil e no mundo, devido a diversidade de

soluções adaptáveis às condições locais. Não há, pois, solução única, mas soluções viáveis

a serem consideradas caso a caso.

Valor relativo dos metálicos: Havendo disponibilidade dos metálicos acima considerados

(sucata – ferro gusa e ferro esponja, geralmente identificado por DRI/HBI, o maior ou

menor uso de cada um, se dará pelo seu “valor em uso,” que compreende:

- sua qualidade, em composição química e densidade, em função do aço que será

produzido;

- sua influência sobre a produtividade do forno de aço;

- sua influência sobre o consumo de energia do forno de aço;

- do seu preço na usina consumidora.

8) USOS DA ENERGIA GERADA NA COMBUSTÃO DOS GASES DA CARBONIZAÇÃO

Este assunto é da maior importância, pois sua solução é que permitirá chamar o ferro

gusa a carvão vegetal, de florestas plantadas, de Gusa Verde.

O carvão vegetal atualmente produzido com madeira de florestas plantadas e madeira legal,

utilizado nos altos fornos para a produção de fero gusa, dá origem ao que chamamos Gusa a

Carvão Vegetal

Todo o CO2 originado a partir do gás de topo dos altos fornos e de certa quantidade dos gases

de carbonização são reciclados pela fotossíntese das árvores em crescimento. Sendo assim,

não causa efeito estufa.

Porém, os processos de carbonização em sua imensa maioria, lançam todos os gases da

carbonização, incluindo uma parcela de CO2, diretamente na atmosfera, gerando poluição.

A partir de trabalhos publicados, são os seguintes os gases emitidos na carbonização da

madeira, como apresentado no quadro a seguir (11) e (12).

PRODUTOS DA CARBONIZAÇÃO DE MADEIRA

A B Ci D

Produtos da Carbonização

% em base seca Kg/t de madeira seca Kg/3,03 t de madeira seca

Carvão Vegetal com 80% de C fixo

33,00 330,00 1.000

Ácido Pirolenhoso ou GC

35,50 355,00 1.076,65

Ácido acético 5,00 50,00 151,50

Metanol 2,00 20,00 60,60

Alcatrão solúvel 5,00 50,00 151,50

Água e outros 23,50 235,00 712,05

0 Alcatrão insolúvel 6,50 65,00 196,95

Gases não condensáveis ou GNC

25,00 250,00 757,50

H2 (0,63%) 0,16 1,6 4,98

CO (34%) 8,50 85,00 257,55

CO2 (6 a 2%) 15,50 155,00 511,50

Metano (2,43%) 0,61 6,10 20,30

Etano (0,1%) 0,03 0,30 0,91

Outros (0,81%) 0,20 2,00 6,06

100,00 1.000,00 3.030.00

O metano tem um efeito estufa cerca de 21 vezes maior que o CO2

• Dos 2.030 kg de gases originados na produção de uma tonelada de carvão vegetal, e hoje lançados diretamente na atmosfera, cerca de 500 kg é de CO2 que será reciclado; mas, dos outros 1.530kg, cerca de 700 kg são vapor de água; e o restante, uma mistura

de ácido pirolenhoso (acido acético, metanol, alcatrão solúvel, alcatrão insolúvel, CO, H2 e hidrocarbonetos).

• Isto significa que, para produzir uma tonelada de carvão vegetal com 33% de

rendimento (kg de carvão produzido/kg de madeira seca enfornada), são necessárias 3,03

toneladas de madeira seca, produzindo 1.000kg de carvão vegetal e 2.030 kg de gases

lançados diretamente na atmosfera.

• Os gases da carbonização estão divididos em:

- GC ou gases condensáveis (ácido pirolenhoso e alcatrão solúvel)

- Alcatrão insolúvel.

- Gases não condensáveis (CO2, CO, H2 e CH4)

A imensa maioria dos processos de carbonização em uso, enfornam a madeira com um teor de

umidade de 30%. Como a madeira ao ser cortada tem 50% ou mais de umidade, há um

período de cerca de 100 dias, entre o corte e o enfornamento, para que haja uma secagem

natural, para cerca de 30% de umidade. Isto significa um enorme volume de lenha entre o

corte e o enfornamento.

• Neste caso, enfornamento com cerca de 30% de umidade, os gases da carbonização,

hoje, lançados diretamente na atmosfera, uma vez combustos, têm energia suficiente para

produzir vapor e/ou para secar a madeira a ser enfornada, diminuindo o tempo entre o corte

e o enfornamento.

O uso dos gases da carbonização de madeira podem ser divididos em 2 grupos:

– Esfriamento dos gases condensáveis obtendo (ácido pirolenhoso e alcatrão solúvel

que, em repouso, se separam por densidade), liberando os gases não condensáveis

diretamente na atmosfera ou queimando-os.

Esta prática de recuperar os condensáveis era usual em carvoaria existente em Ribas

de Rio Pardo nos ano 1980, com fornos cuja engenharia e tecnologia haviam sido

adquiridas da Belgo Mineira.

O ácido pirolenhoso e o alcatrão eram vendidos a terceiros.

No Rio Grande do Sul há carvoarias pequenas que recolhem os condensados, obtendo

ácido pirolenhoso e alcatrão, liberando os não condensáveis diretamente para a

atmosfera.

A V&M Florestal também produzia, ao menos parcialmente, alcatrão com os gases

condensáveis, sendo os não condensáveis lançados na atmosfera.

Na usina de Barreiro, MG, foi montada uma termoelétrica de 12,9 MW que opera com

energias residuais dos processos, principalmente o excesso dos gases de topo dos altos

fornos e também alcatrão.(13)

A Florestal continua produzindo alcatrão, porém em menor quantidade; parte do qual

vai para a empresa Bioquímica como matéria-prima para produtos carboquímicos; e

parte continua sendo usada na UTE da Usina de Barreiro.

Assim, uma possibilidade para evitar que os gases da carbonização sejam lançados

diretamente na atmosfera é condensar os gases condensáveis e queimar os não condensáveis,

utilizando a energia nos gases combustos para gerar energia e/ou secar a madeira,

diminuindo, em muito, o tempo entre o corte na floresta e o seu enfornamento, o que significa

uma grande economia.

Todo o gás de carbonização é queimado, gerando gases combustos (ou fumaças), de onde se

pode aproveitar o calor sensível.

Caso do Processo DPC – a madeira é enfornada pouco depois de ser cortada e no próprio

processo há a secagem e a carbonização. Esta solução evita a enorme quantidade da madeira

necessária, entre o corte e o enfornamento 100 dias após. Isto é possível porque o processo

permite a separação entre as fases de secagem e de carbonização. Durante a fase de secagem

o vapor de água é enviado direto para a atmosfera. Durante a fase de carbonização os gases

condensáveis e não condensáveis ambos combustíveis, vão para o queimador que opera de

forma regular e contínua.

Supondo uma carbonização produzindo 100 t/dia de carvão vegetal, com rendimentos

gravimétricos de 30%, isso significa 333 t/dia de madeira seca, ou 666 m3/dia de madeira

cortada.

Considerando como de 100 dias, o período entre o corte e o enfornamento, no qual a madeira

vai secando até 30%, serão 66.600 m3 de madeira em trânsito.

No caso de enfornar no DPC, a madeira com cerca de 30% de umidade, dos gases combustos

haverá calor sensível suficiente para gerar vapor – energia elétrica e/ou secar a madeira, ou

ambos, diminuindo para poucos dias o período entre o corte e o enfornamento da madeira.

- Caso informado pelo Processo Bricarbras operando com fornos metálicos circulares. A

madeira é enfornada com uns 30% de umidade. A secagem da madeira com cerca de 50% de

umidade, na condição recém-cortada, em menos de 48 horas passa para cerca de 30% de

umidade, em instalação de secagem que utiliza o calor sensível da combustão dos gases da

carbonização.

Esta também é a meta do Processo JG, também com fornos cilíndricos metálicos, que já produz

carvão vegetal em pequena carvoaria em São Gotardo – MG, onde realiza experiências.

Assim, também nesta solução (fornos metálicos circulares), como na anterior (DPC), o tempo

entre o corte da madeira e o seu enfornamento se reduz a poucos dias.

- A Vallourec produz a maior parte de seu carvão vegetal nos grandes fornos retangulares, mas

também opera uma unidade de Carbonização Contínua, onde os toletes de madeira são

carregados no topo de uma torre descendo por gravidade, tendo em contra corrente gases

quentes, ocorrendo a secagem e a carbonização.

Os toletes tem de 25 a 30 cm de comprimento e são produzidos a partir das toras de eucalipto.

O Processo de Carbonização Contínua somente libera para a atmosfera gases combustos

(fumaças) pois aproveita todo o excesso de energia, incluindo a serragem de madeira

proveniente da produção dos toletes, para gerar energia elétrica.

A se verificar: o potencial do Processo ONDATEC, que utiliza micro ondas para produzir o

carvão vegetal e subprodutos.

– A Siderúrgica Viena, em Açailândia/MA, ligou 16 fornos retangulares a um queimador central

visando inicialmente dominar a combustão dos gases da carbonização e depois buscar uso

para o calor sensível dos mesmos.

Esta ainda não tem a operação sob pleno domínio tecnológico, de forma de manter a chama

sempre acessa, o que só é possível mantendo-se uma chama piloto, pois não é regular a

chegada de gases combustíveis no queimador.

– A Saint Gobain, em Bom Jardim de Minas, também estaria tendo a mesma dificuldade com

fornos retangulares dispostos em círculo em torno de um queimador central.

Para que toda a cadeia produtiva do ferro gusa a carvão vegetal não emita gases poluentes

é imprescindível que os processos de carbonização permitam o necessário controle, onde as

emissões de vapor de água sejam encaminhadas diretamente à atmosfera; e os gases

combustíveis, ao queimador central, assegurando a continuidade e confiabilidade de sua

operação.

A sustentabilidade da cadeia produtiva do ferro gusa a carvão vegetal só será obtida se

uma série de condições forem satisfeitas, pois hoje todo o C02 emitido na cadeia produtiva do

gusa a carvão vegetal, via fotossíntese, é reciclado nas florestas em crescimento. Porém, além

de CO2, as carbonizações lançam diretamente na atmosfera gases poluentes como metano,

alcatrão e ácido pirolenhoso. Atualmente é produzido gusa com carvão vegetal, isto é com

energia renovável, o que já é um exemplo para a Siderurgia Mundial, mas há poluição na

cadeia produtiva que pode ser eliminada; Então se terá o verdadeiro GUSA VERDE.

É condição imprescindível que todas as instituições envolvidas, sejam privadas ou

públicas, tenham a firme determinação de garantir a sustentabilidade da cadeia produtiva e

atuem de acordo com tal propósito.

Que seja proporcionado treinamento adequado a todos os envolvidos na cadeia

produtiva, inclusive e principalmente os que estão da linha de frente, incluindo a parte técnica,

e a conscientização.

Que a legislação tenha regras claras válidas para todo o território nacional, sendo base

a qual devem se adequar as necessárias adaptações locais.

Que a legislação defina de forma clara o que é madeira legal, além da que é obtida de

florestas plantadas, para carbonização, evitando, assim, “legislações” paralelas.

Que a burocracia que trata do assunto seja simplificada

Que as autoridades realizem uma fiscalização eficiente, evitando o descumprimento da

legislação e a concorrência desleal.

Que sejam mantidas e ampliadas as fontes de financiamento com condições

compatíveis com a sustentabilidade da cadeia produtiva.

Que a nível federal exista um só órgão a quem os interessados devam se dirigir, e de

onde recebem todas as informações e instruções pertinentes. Desse órgão originarão estudos,

afluirão pleitos, e dele se receberá decisões.

Importante lembrar das funções do CONSIDER, que era um órgão colegiado, com

representantes de todos os Ministérios, tendo a Secretaria Executiva no então MIC, hoje

MDIC.

Todas as instituições envolvidas devem promover o uso do gusa carvão vegetal, obtido

de forma sustentável, isto é gusa verde, pois isso traz grandes vantagens técnicas,

econômicas, sociais e ambientais, não só para o Brasil, mas para países interessados em

diminuir a emissão de gases efeito estufa, utilizando, desejosamente, o gusa do Brasil.

O Brasil deve se transformar em um exportador de gusa obtido com energia renovável,

em volumes muito superiores que o atual, colaborando assim para a diminuição, na indústria

siderúrgica, do lançamento dos gases de efeito estufa na atmosfera.

Siglas

(1) – IABr – Instituto Aço Brasil

(2) - WSA – World Steel Association

(3) – AMS – Associação Mineira de Silvicultura

(4) – SINDIFER – Sindicato da Indústria do Ferro – MG

(5) – Relatório da KTS para a CVRD

(6) - Visita à VSB – Jeceaba, em 11 de Março de 2014

(7) – Projetos da KTS e da MINITEC de mini altos fornos a coque

(8) – CGEE em novembro de 2012 – Roadmap tecnológico para a produção, uso limpo e eficiente do carvão mineral nacional (2012/2035)

(9) – SWG Scherer e HC Pfeifer – Modelo siderúrgico a base de ferro esponja produzido com carvão mineral nacional não coqueificável – XXXV Seminário da ABM sobre Redução de Minério de Ferro – Florianópolis/SC de 30/08 a 02/09/2005

(10) - SWG Scherer e HC Pfeifer – Modelo Siderúrgico a base de ferro gusa produzido com carvão mineral nacional – XXXV Seminário da ABM sobre Redução de Minério de Ferro – Florianópolis /SC de 30/08 a 02/09/2005

(11) - Sueli de Fátima de Oliveira Miranda Santos e Kazuo Hatakeyam – UFTPR – Processo Sustentável de Produção de Carvão Vegetal quantos aos aspectos: Ambiental, Econômico, Social e Cultural.

(12) – Omar Campos Ferreira – The Future of Charcoal in Metallurgy – Emission of Greenhouse Effect Gases in the Production and Use of Charcoal in Metallurgy – MCT/FAPEMIG – Economy & Energy – nr. 21 July – August 2000.

(13) – Ledomiro Braga e Cristiano da Souza – V & M do Brasil S.A. – Caso de Sucesso de Implantação de Termelétrica em Siderurgia Integrada a Carvão Vegetal – 41º Seminário da ABM sobre Redução de Minério de Ferro – Vila Velha/ES – Setembro de 2011;

(14) – Do 37º ao 42º Seminário da ABM sobre Redução de Minério de Ferro: foram realizados Painéis sobre a Indústria do Carvão Vegetal – Produtores Independentes: em setembro de 2007, em Salvador; em setembro de 2008, em São Luiz do Maranhão; em novembro de 2009, em Ouro Preto; em setembro de 2010, em Belo Horizonte; em Setembro de 2001, em Vila Velha; em outubro de 2012, no Rio de Janeiro.

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levantamento dos níveis de produção de aço e ferro-gusa, cenário

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