Um jogo da indústria siderúrgica

Técnico de pesquisa do NRRI Dan Carrigan - comTécnico de Pesquisa Sênior Steve Zaitz – dimensiona bolas verdes para serem queimadas no forno Pot Grate para um projeto de pesquisa.

Um passeio de bicicleta entre dois pesquisadores de minerais do norte de Minnesota pode se transformar em um dos maiores avanços da indústria siderúrgica nacional.

Pesquisadores do Laboratório Coleraine do Instituto de Pesquisa de Recursos Naturais (NRRI), um laboratório de minerais, metalurgia e conversão de biomassa em Coleraine, Minnesota, estão testando biocarbono projetado que poderia substituir parte do carbono fóssil usado na produção de aço em fornos elétricos a arco ( EAFs), dizem os funcionários do laboratório.

“Com a transição contínua dos altos-fornos para a produção de aço por arco elétrico, todos na indústria estão buscando formas de reduzir sua pegada de carbono”, disse Kevin Kangas, diretor do laboratório Coleraine. “Eles estão estudando como produzir matéria-prima para EAFs e como reduzir as emissões em tudo, desde a mina até o vagão.”

Substituir os combustíveis fósseis utilizados na indústria siderúrgica nacional por combustíveis de biomassa neutros em carbono – também chamados de produtos de biocarbono projetados – é um desafio.

Os combustíveis fósseis têm sido, desde o início da indústria siderúrgica, a base energética e a fonte de carbono para a produção siderúrgica nacional.

No entanto, as siderúrgicas nacionais nas últimas décadas já fizeram progressos significativos no sentido de se tornarem mais verdes.

A indústria siderúrgica dos EUA é a mais limpa e energeticamente mais eficiente das principais indústrias siderúrgicas do mundo, de acordo com o American Iron and Steel Institute (AISI), com sede em Washington, DC.

Grande parte disso se deve ao uso de pelotas de minério de ferro de origem nacional, ao alto percentual de aço produzido a partir de sucata reciclada e ao aumento do uso de gás natural em vez de carvão e coque na produção de aço, resultando em emissões mais baixas, de acordo com o AISI.

Mas à medida que as siderúrgicas procuram tornar-se ainda mais verdes, a procura por carbono não fóssil que ofereça emissões de carbono reduzidas é enorme, disse Kangas.

“Há muitos clientes interessados ​​em um produto de biomassa para isto, aquilo ou outra coisa”, disse Kangas. “Mas muitas vezes eles nem sabem como começar.”

É aí que entra o laboratório Coleraine.

O laboratório, em 27 acres em uma antiga unidade da US Steel perto do centro de Coleraine, realiza pesquisas sobre técnicas inovadoras de mineração, processamento e produção de aço que ajudam as indústrias de taconita e aço do estado e do país.

O laboratório realiza testes em escala de bancada e testes em nível piloto visando levar ideias para uso comercial.

Uma subvenção de 4 milhões de dólares do Departamento de Energia dos EUA está a ajudar a alimentar o projecto de biomassa/biocarbono.

“É um projeto emocionante”, disse Rolf Weberg, diretor executivo do NRRI. “Fomos recompensados ​​por ter uma proposta muito, muito boa que pega o biocarbono, por assim dizer, e o torna passível de uso em um forno elétrico a arco.”

A pesquisa de biomassa em Coleraine está focada em transformar produtos renováveis ​​em uma forma que possa ser alimentada em EAFs, disse Weberg.

Os combustíveis renováveis ​​para a indústria EAF poderiam potencialmente ser produzidos a partir de madeira, resíduos agrícolas ou outros recursos renováveis.

Na Coleraine, o foco atual está na biomassa lenhosa.

Mas como alguns produtos renováveis ​​são leves e espalham-se se introduzidos num EAF em forma bruta, o material precisa de ser transformado num produto que não se espalha dentro de um EAF, disse Weberg.

Um combustível EAF renovável pode vir na forma de briquete, pellets ou outra forma, disse Weberg.

Brett Spigarelli, engenheiro metalúrgico do laboratório Coleraine, diz que a alimentação EAF de biocarbono que está sendo desenvolvida no laboratório é feita de produtos renováveis ​​produzidos em Minnesota.

“O que estamos fabricando são produtos de biocarbono projetados”, disse Spigarelli. “Se for bem-sucedido, será capaz de substituir provavelmente mais de 90% do carvão usado nos EAFs, mas não será capaz de substituir coisas como o gás natural. Mas esperamos que substitua qualquer lugar onde o carbono fóssil esteja sendo usado nas instalações. Faremos toneladas de biocarbono no local em Coleraine e o enviaremos para nossos parceiros de projeto em uma instalação da Nucor e será colocado em seus EAFs de nível comercial.”