Associação Brasileira de Metalurgia e Materiais

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Panorama do Setor Siderúrgico 
 
 
 
 1 
 
 
 
 
Estudo Prospectivo 
do Setor Siderúrgico 
 
 
 
 
NT Fundentes e escorificantes – 
situação atual com tendências 
2025 
 
 
 
 
Katsujiro Susaki 
 
 
 
 2 
Centro de Gestão e Estudos Estratégicos 
 
 
Presidenta 
Lucia Carvalho Pinto de Melo 
 
Diretor Executivo 
Marcio de Miranda Santos 
 
Diretores 
Antonio Carlos Figueira Galvão 
Fernando Cosme Rizzo Assunção 
 
 
 
Projeto Gráfico 
Equipe Design CGEE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Centro de Gestão e Estudos Estratégicos 
SCN Qd 2, Bl. A, Ed. Corporate Financial Center sala 1102 
70712-900, Brasília, DF 
Telefone: (61) 3424.9600 
Http://www.cgee.org.br 
 
 
 
 
 
Este documento é parte integrante do Estudo Prospectivo do Setor Siderúrgico com amparo na Ação 51.4 (Tecnologias 
Críticas em Setores Econômicos Estratégicos) e Subação 51.4.1 (Tecnologias Críticas em Setores Econômicos 
Estratégicos) pelo Contrato de Gestão do CGEE/MCT/2008. 
 
 
 
 
Todos os direitos reservados pelo Centro de Gestão e Estudos Estratégicos (CGEE). Os textos contidos nesta publicação 
poderão ser reproduzidos, armazenados ou transmitidos, desde que citada a fonte. 
 
 
 Estudo Prospectivo para Energia Fotovoltaica: 2008. Brasília: Centro de Gestão e Estudos 
 Estratégicos, Ano 
 200 p : il. ; 21 cm. 
 
 1. Energia – Brasil. 2. Energia Solar - Brasil. I. Título. II. Centro de Gestão e 
 Estudos Estratégicos. 
 
 
 
 Estudo Prospectivo do Setor Siderúrgico: 2008. Brasília: Centro de Gestão e 
Estudos Estratégicos, 2008 
 
 
 1. Fundentes – Brasil. 2. Escorificantes – Brasil. I. Centro de Gestão e 
 Estudos Estratégicos. II. Título. 
 
 
 
 3 
Estudo Prospectivo do 
Setor Siderúrgico 
 
Supervisão 
Fernando Cosme Rizzo Assunção (Diretor CGEE) 
Horacídio Leal Barbosa Filho, (Diretor Executivo da ABM) 
 
Equipe, CGEE 
Elyas Ferreira de Medeiros, Coordenador 
Bernardo Godoy de Castro, Assistente 
 
Consultor, CGEE 
Marcelo de Matos, De Matos Consultoria 
 
Equipe, ABM 
Gilberto Luz Pereira, Coordenador 
Ana Cristina de Assis, Assistente 
 
Comitê de Coordenação do Estudo 
ABDI, ABM, Aços Villares, Arcelor Mittal 
BNDES 
CGEE, CSN 
FINEP, Gerdau 
IBRAM, IBS 
MDIC, MME 
Samarco 
Usiminas 
Valourec-Mannesmann, Villares Metals, Votorantim 
 
Comitê Executivo do Estudo 
Elyas Ferreira de Medeiros, CGEE 
Gilberto Luz Pereira, ABM 
Horacídio Leal Barbosa Filho, ABM 
Lélio Fellows Filho, CGEE 
 
Revisão 
Elyas Ferreira de Medeiros, CGEE 
Bernardo Godoy de Castro, CGEE 
 
Endereços 
CENTRO DE GESTÃO E ESTUDOS ESTRATÉGICOS (CGEE) 
SCN Quadra 2, Bloco A - Edifício Corporate Financial Center, Salas 1102/1103 
70712-900 - Brasília, DF 
Tel.: (61) 3424.9600 / 3424.9636 Fax: (61) 3424.9671 
E-mail: elyasmedeiros@cgee.org.br 
URL: http://www.cgee.org.br 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE METALURGIA E MATERIAIS (ABM) 
Rua Antonio Comparato, 218 – Campo Belo 
04605-030 – São Paulo, SP 
Tel.: (11) 5534-4333 Fax: (11) 5534-4330 
E-mail: gilberto@abmbrasil.com.br 
URL: http://www.abmbrasil.com.br 
 
 
4 
SUMÁRIO 
 
 
Resumo Executivo 6 
Conclusão 7 
Capítulo 1 INTRODUÇÃO 8 
Capítulo 2 DESCRIÇÃO SUCINTA DO PROCESSO SIDERÚRGICO – 
UTILIZAÇÃO DE ESCORIFICANTES 
 
8 
Capítulo 3 PRINCIPAIS ESCORIFICANTES UTILIZADOS NA 
SIDERURGIA 
 
10 
Capítulo 4 FUNÇÕES E CONSUMO DE ESCORIFICANTES NOS 
PROCESSOS SIDERÚRGICOS 
 
11 
 (4.1) Na Carga dos Altos-Fornos 11 
 (4.2) No Pré-Tratamento de Gusa 13 
 (4.3) No Processo LD 14 
 (4.4) No Processo do Forno Elétrico a Arco (FEA) 15 
 (4.5) No Refino Secundário de Aços 15 
Capítulo 5 Qualidade e Disponibilidade de Escorificantes Utilizados 
na Siderurgia 
 
16 
Capítulo 6 Vetores Econômicos, Tecnológicos e Sociais 17 
 (6.1) Evolução da Qualidade dos Aços: teores de P e S 17 
 (6.2) Desfosforação e Dessiliciação do Gusa 18 
 (6.3) Dessulfuração do Gusa e do Aço 19 
 (6.4) Evolução da Qualidade dos Aços: “clean steels” 20 
 (6.5) Carregamento de Gusa nos Fornos Elétricos a Arco (FEA) 21 
 
 
 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (6.6) Falta de Minério de Ferro Granulado e a Abundância de Pellet 
 Feed 
 
21 
 (6.7) Siderúrgicas e Mineradoras 22 
 (6.8) Utilização Plena da Capacidade Metalúrgica das Escórias 22 
 (6.9) Sucedâneo da Fluorita 23 
 (6.10) Pesquisa e Desenvolvimento 23 
Referências 25 
 
6 
 
Resumo Executivo 
 
O objetivo desta Nota Técnica é o de apresentar o estado da arte da tecnologia 
siderúrgica com relação aos fundentes e fluxantes, e analisar de que maneira os 
diversos vetores econômicos, tecnológicos e sociais afetarão a forma como os 
escorificantes serão utilizados na atividade siderúrgica no horizonte de 2025. Os 
escorificantes são insumos de baixo valor e os problemas a eles associados são 
basicamente a logística de transporte e suprimento de gás natural para calcinação. 
Mas o que merece atenção para que o país se torne realmente um grande player 
siderúrgico mundial é o domínio dos processos de refino de aço, para ficar apenas 
na área relativa aos escorificantes. O interesse nacional deve se sobrepor aos 
conflitos de interesse das usinas siderúrgicas com capital de diferentes origens. 
Neste aspecto, é necessário um envolvimento muito maior das universidades e 
instituições de pesquisa. 
 
 
 
 
7 
 
Conclusão 
 
Os escorificantes (fundentes e fluxantes) são insumos siderúrgicos baratos e bem 
distribuídos por todo o território nacional. Excetuando o caso da fluorita, que 
merece mais pesquisa para desenvolver um sucedâneo, as preocupações 
associadas aos escorificantes são a logística de transporte e o suprimento de gás 
natural para a calcinação. Tal preocupação é justificável, uma vez que, em valores 
aproximados, o consumo de escorificantes é da ordem de 300 kg por tonelada de 
aço bruto mais gusa produzido pelas guserias independentes. No horizonte de 2025 
isto equivale à demanda de cerca de 30 milhões de toneladas. 
Dentre as ameaças ao desenvolvimento do setor siderúrgico brasileiro deve ser 
ressaltada a dependência total de carvão mineral e coque siderúrgico importados, 
que determinarão modificações nos processos, principalmente de redução de 
minério de ferro nos altos-fornos, mas cujo efeito especificamente sobre os 
escorificantes é pequeno. 
Muito mais importante e crítico é a insuficiência de domínio tecnológico dos 
processos siderúrgicos, particularmente a redução e refino, e as áreas relacionados 
com este estudo — os escorificantes. Em essência, o escorificante é apenas um 
insumo. Importante de fato é a metalurgia das reações metal-gás-escória, cujo 
domínio é fundamental para se produzir aços mais nobres e diminuir custos. O 
número de especialistas é insuficiente, a troca de experiências e informações entre 
usinas também é insuficiente e, examinando outros grandes players siderúrgicos, a 
qualidade da parceria indústria-academia no Brasil está muito aquém daquela 
praticada naqueles países. É importante ressaltar este aspecto porque, salvo 
exceções, não existe mais P&D nas empresas siderúrgicas e não há perspectivas de 
serem recriadas. Assim, é urgentemente necessário fazer melhor uso da estrutura 
existente que é o das universidades e institutos de pesquisa. 
 
 
 
 
 
 
8 
Capítulo 1. INTRODUÇÃO 
 
A produção mundial e brasileira de aço bruto em 2007 foi de 1.344,3 e 33,8 
milhões de toneladas, respectivamente. Neste mesmo ano, o consumo per capita 
mundial(1) correspondeu a cerca de 200 kg e, nos países de economia madura, este 
valor foi de aproximadamente 450 kg. A ONU — Organização das Nações Unidas — 
prevê que em 2025 a população mundial chegará a 8 bilhões de habitantes(2). 
Considerando-se, hipoteticamente, consumo per capita de 300 kg neste ano, a 
produção mundial de aço bruto atingiria valores em torno de 2,4 bilhões de 
toneladas. No Brasil,se o consumo per capita de 120 kg, em 2007, passar para 240 
kg, em 2025, para a população de 230 milhões, prevista para aquele ano, o 
consumo de aço atingiria 55 milhões de toneladas. Assim, considerando-se também 
a exportação, é razoável supor que a produção brasileira de aço bruto chegue a 
valores em torno de 80 milhões de toneladas para aquele ano. Dentre os inúmeros 
desafios que tal número apresenta, está a questão dos escorificantes, ou seja, 
fluxantes e fundentes, insumos imprescindíveis na fabricação do aço e que são 
utilizados na “fase quente” do processo de fabricação do aço. O consumo brasileiro 
estimado de escorificantes brutos para 2008 é de 12,8 milhões de toneladas, cujo 
crescimento se dá proporcionalmente ao da produção de aço. 
O objetivo desta Nota Técnica é retratar o estado da arte da tecnologia siderúrgica 
no tocante aos escorificantes e analisar de que forma os diversos vetores 
econômicos, tecnológicos e sociais afetarão a forma como os escorificantes serão 
utilizados na produção siderúrgica no horizonte de 2025. 
 
Capítulo 2. DESCRIÇÃO SUCINTA DO PROCESSO SIDERÚRGICO – 
UTILIZAÇÃO DE ESCORIFICANTES 
 
A Tabela 1 apresenta as etapas típicas de fabricação de produtos na siderurgia 
brasileira. Excetuando-se a Usina de Ouro Branco, da Gerdau Açominas, todas as 
usinas integradas produzem produtos planos. Nas semi-integradas, todas as usinas 
brasileiras produzem produtos não-planos. 
Os escorificantes são utilizados nas etapas de preparação da carga, redução, pré-
tratamento de gusa, refino primário e refino secundário. As matérias-primas e os 
combustíveis contêm gangas e elementos indesejáveis, cuja remoção é feita ao 
longo de diversas etapas de processamento siderúrgico, via fase gasosa, caso do 
CO, ou, na maioria dos casos, por meio da escória. É impossível produzir aço 
 
 9 
totalmente isento de impurezas. Estas, na verdade, tendem a se distribuir entre o 
metal líquido e a escória, também líquida. Assim, é necessário formar a escória com 
características tais que apresentem máxima capacidade de absorção de impurezas 
e, posteriormente, separá-la do metal líquido. Os escorificantes são utilizados 
justamente para a formação destas escórias. 
 
Tabela 1 – Etapas de fabricação de produtos siderúrgicos 
ETAPAS DO 
PROCESSO 
USINA INTEGRADA USINA SEMI-INTEGRADA 
1) Preparação da 
carga 
- Sinterização 
- Pelotização 
- Seleção e 
Condicionamento de Sucata 
2) Redução - Alto-Forno 
3) Pré-tratamento 
de gusa 
- Dessulfuração 
4) Refino Primário - Conversor LD - Forno Elétrico a Arco 
5) Refino 
Secundário 
- Diversos Processos - Diversos Processos 
6) Conformação do 
Metal Líquido 
- Lingotamento 
Contínuo 
- Lingotamento Contínuo 
7) Conformação a 
Quente 
- Laminação a Quente 
- Laminação a Quente 
- Forjamento 
8) Conformação a 
Frio 
- Laminação a Frio - Laminação a Frio 
9) Processos de 
Revestimento 
- Zincagem 
- Estanhamento 
- Pintura 
 
 
10 
Nas usinas integradas, ou seja, naquelas onde se produz aço a partir de minério de 
ferro, utilizam-se, nas fases de preparação de carga e redução, basicamente 
fundentes brutos, calcário e dolomito e, nas etapas de refino, fundentes 
beneficiados, as cales. 
Nas semi-integradas, que produzem aço em fornos elétricos a arco utilizando 
sucata como matéria-prima principal, os fundentes utilizados são essencialmente a 
cal calcítica e a cal dolomítica. 
Nos processos de refino secundário utilizam-se as cales e diversos tipos de 
fluxantes, em particular a fluorita, com o objetivo de acelerar a formação da escória 
e diminuir a sua viscosidade. 
 
Capítulo 3. PRINCIPAIS ESCORIFICANTES UTILIZADOS NA SIDERURGIA 
As substâncias com propriedades fundentes utilizados na siderurgia são 
essencialmente CaO, MgO e SiO2. A principal substância fluxante é o CaF2. Os 
portadores destas substâncias e algumas das suas características estão 
apresentados na Tabela 2. O calcário é o principal portador de CaO e pode ser 
utilizado bruto ou calcinado. Quando se objetiva determinado teor de MgO na 
escória, utiliza-se dolomito e ou seu equivalente calcinado, a cal dolomítica. 
A principal fonte de SiO2 é o quartzito mas podem ser utilizados o dunito e o 
serpentinito, que contêm também MgO, o que permite balancear a carga de 
dolomito. 
A fluorita é o principal minério portador de CaF2. É um material com excelentes 
características fluxantes e para o qual ainda não se encontrou sucedâneo à altura. 
Tabela 2 – Principais fluxantes utilizados na siderurgia 
FLUXANTE FUNÇÃO 
SUBSTÂNCIA 
FLUXANTE 
CARACTERÍSTICA 
OBTENÇÃO/ 
BENEFICIMENTO 
Calcário 
Calcítico 
Fundente CaO 
Carbonato de 
Cálcio 
Separação da 
Ganga e 
Britagem 
Cal 
Calcítica 
Fundente CaO Óxido de Cálcio 
Calcinação do 
Calcário Calcítico 
Calcário Fundente CaO Carbonato de Separação da 
 
 11 
Dolomítico MgO Cálcio e 
Magnésio 
Ganga e 
Britagem 
Cal 
Dolomítica 
Fundente CaO MgO 
Óxidos de Cálcio 
e Magnésio 
Calcinação do 
Calcário 
Dolomítico 
Quartzito Fundente SiO2 Óxido de Silício 
Separação da 
Ganga e 
Britagem 
Fluorita Fluxante CaF2 
Fluoreto de 
Cálcio 
Separação da 
Ganga e 
Britagem 
 
Capítulo 4. FUNÇÕES E CONSUMO DE ESCORIFICANTES NOS PROCESSOS 
SIDERÚRGICOS 
4.1 Na Carga dos Altos-Fornos 
Na siderurgia brasileira operam duas classes de altos-fornos. A primeira é a dos 
altos-fornos a carvão vegetal, de menor porte, destinados à produção de “pães de 
gusa” e/ou fornecimento de gusa líquido aos fornos elétricos a arco. A segunda 
classe é a dos altos-fornos a coque, de grande porte, das usinas integradas. Existe 
outra diferença fundamental: enquanto nos altos-fornos a carvão vegetal a carga 
ferrosa é constituída tipicamente por minério de ferro granulado, nos altos-fornos a 
coque a carga ferrosa principal é o sínter, na faixa de 65 a 85%. O restante é 
composto por minério de ferro granulado e ou pelotas. 
a) Fundentes nos altos fornos a carvão vegetal 
A Tabela 3 apresenta o consumo típico de fundentes nos altos-fornos a carvão 
vegetal. A função principal destes fundentes é absorver os compostos não 
redutíveis presentes no minério, particularmente Al2O3 e SiO2, e impurezas 
presentes no carvão vegetal. Ao contrário do que ocorre nos altos-fornos a coque, 
nos altos-fornos a carvão vegetal carregam-se fundentes britados, classificados 
granulometricamente e sem outro beneficiamento adicional. 
 
 
 
 
 12 
Tabela 3 - Consumo típico de fundentes nos altos fornos a carvão vegetal 
FUNDENTE CALCÁRIO DOLOMITO QUARTZITO 
kg/t gusa 60 30 30 
 
b) Fundentes nos altos fornos a coque 
Nestes fornos, a prática comum é a de se carregar os fundentes já incorporados 
aos aglomerados de minério de ferro (sínter e/ou pelota), com pequenas adições 
isoladas no próprio alto-forno quando ajustes se fizerem necessários. A otimização 
da marcha do alto-forno está associada fundamentalmente à permeabilidade dos 
gases redutores e à resistência mecânica da carga. A produtividade de um alto-
forno é diretamente proporcional à vazão de ar quente que passa através da coluna 
de carga. Neste sentido, é essencial que a permeabilidade seja maximizada. Por 
outro lado, a coluna de carga num alto-forno de grande porte chega a mais de 25 
m, o que impõe forte tensão de compressão sobre a carga, reduzindo a 
permeabilidade. Entre outras variáveis, a composição química da escória gerada no 
processo do alto-forno afeta profundamente aqueles dois parâmetros e os 
fundentes são adicionados justamente para o seu controle, além da função de 
absorção das impurezas contidas na carga. 
c) Fundentes na fabricação do sínter 
A Tabela 4 apresenta os fundentes e os consumos típicos na fabricação do sínter na 
siderurgia brasileira. Obviamente, valores específicos em cada usina dependem não 
só da própria composição química dos fundentes, mas também das características 
do minério de ferro, carvão e coqueutilizados. Também é fundamental considerar a 
composição da carga do alto-forno, ou seja, as porcentagens de sínter, hematita 
granulada e pelota. Muitas empresas adicionam todas as necessidades de 
escorificantes por meio do sínter, mas, é evidente que, alterando-se a composição 
da carga, se deve ajustar também as adições específicas dos escorificantes na 
fabricação do sínter. 
 
 
 
 
 
 
 13 
Tabela 4 – Consumo típico de fundentes na fabricação de sínter 
ESCORIFICANTE 
CAL 
CALCÍTICA 
CALCÁRIO 
CALCÍTICO 
CALCÁRIO 
DOLOMÍTICO 
QUARTZITO 
kg/t sínter 22 - 30 80 - 100 40 - 50 1,5 - 3,5 
 
d) Fundentes na fabricação das pelotas 
Apenas uma fração menor das pelotas fabricadas no Brasil é consumida no mercado 
interno, sendo a maior parte exportada. Assim, o consumo de fundentes depende 
da especificação definida pelo cliente. Existem pelotas tipo redução direta, pelotas 
tipo alto-forno, pelotas com adições de dolomito, etc. 
Assim, como no caso do sínter, a determinação da proporção das matérias-primas 
da mistura para a pelotização envolve um cálculo matricial que considera a 
composição química de cada um dos constituintes da mistura e a composição 
objetivada da pelota, levando-se em conta algumas premissas básicas relativas ao 
desempenho da fusão no alto-forno, por exemplo a %MgO e a basicidade 
%CaO/%SiO2. 
Uma característica relevante na fabricação das pelotas de minério de ferro é que a 
granulometria dos constituintes da carga, inclusive fundentes, deve ser muito fina, 
tipicamente mais de 80% menor do que 45Wm. Em função do custo envolvido na 
moagem, o consumo dos principais fundentes — calcário e dolomito — é em geral 
menor do que na fabricação do sínter. As pelotas tipo redução direta são fabricadas 
utilizando apenas aglomerantes, sem adição de fundentes. Entretanto, na fase 
posterior de fabricação do aço, no forno elétrico a arco, consome-se uma 
quantidade substancial de escorificantes. 
4.2 No Pré-Tratamento de Gusa 
No Brasil, a composição química do gusa líquido produzido nos altos-fornos a coque 
apresenta tipicamente 4,5%C, 0,4%Si, 0,08%P e 0,03%S. Em alguns países, 
particularmente Japão, Coréia do Sul e Taiwan, o gusa líquido é submetido ao pré-
tratamento para reduzir os teores de Si, P e S. No Brasil é usual efetuar apenas a 
dessulfuração do gusa, diminuindo o teor de S para valores em torno de 0,02 a 
0,001%, conforme a aplicação do aço. 
Existem em uso várias misturas dessulfurantes neste processo: barrilha (carbonato 
de sódio), cal+Mg, cal+carbureto de cálcio, cal+fluorita, etc. No Brasil, e também 
em escala mundial, o processo KR de dessulfuração de gusa é o que vem 
 
 14 
apresentando maior crescimento. Aquele processo utiliza uma mistura constituída 
tipicamente por 95% de cal calcítica e 5% de fluorita e seu consumo é da ordem de 
8 kg/t de gusa. Porém, mesmo como complementar às outras misturas 
dessulfurantes e em outros processos, o consumo de cal calcítica é substancial e da 
ordem de 2 a 5 kg/t de gusa. 
Devido ao crescente aumento do custo da energia elétrica, a taxa de aumento dos 
preços do Mg e do Carbureto de Cálcio é mais elevada que a da cal. Aliado à 
melhoria de desempenho dos processos que utilizam cal + fluorita e seus 
congêneres, a cal será cada vez mais utilizada como principal insumo de 
dessulfuração do gusa. A cal é produzida a partir da calcinação do calcário e, nas 
usinas integradas, o processo LD é o principal consumidor. Entretanto, este 
processo utiliza cal de granulometria restrita, usualmente na faixa de 20 a 50 mm. 
Assim, as frações mais finas geradas na fábrica de cal são utilizadas na sinterização 
(muito finas) e na dessulfuração do gusa (finas), diluindo o custo da cal bitolada 
destinada aos conversores LD. 
O enxofre presente no gusa provém essencialmente dos redutores, coque e carvão 
mineral, carregados no alto-forno. O gusa produzido nos altos-fornos a carvão 
vegetal não é dessulfurado porque o teor de S contido neste redutor é muito baixo. 
4.3 No Processo LD 
No conversor LD, aproximadamente 15% de sucata e 85% de gusa dessulfurado, 
este com cerca de 4,5%C, sofre refino oxidante, ao final do qual o teor de C é 
diminuído para valores em torno de 0,05%. Este processo é acompanhado pela 
oxidação de outros elementos, sendo especialmente importante a formação de FeO, 
SiO2 e P2O5. A cal é adicionada no processo LD com a finalidade de absorver estes 
produtos da oxidação e outras impurezas de origem exógena, dando origem à 
escória que é separada do aço refinado durante o vazamento. A Tabela 5 apresenta 
uma composição típica da escória de LD. 
 
Tabela 5 – Composição típica de escória de conversor LD 
COMPONENTE CaO SiO2 Fe,tot MgO MnO P2O5 Outros 
% em peso 46 13 21 9 4 2 5 
 
 
 15 
Utilizam-se dois tipos de cales: a calcítica e a dolomítica. A dolomítica contém cerca 
de 35% de MgO e sua adição visa saturar a escória em MgO e, com isto, minimizar 
o desgaste do revestimento refratário do conversor LD. 
O consumo específico de cales é determinado fundamentalmente pelo teor de Si do 
gusa. Como este sofre oxidação praticamente total, é necessário adicionar cales 
suficiente para que a basicidade binária (relação %CaO/%SiO2) da escória atinja o 
valor ótimo para o refino, em torno de 3,5 a 4,0, e a referida saturação em MgO. 
Nas usinas integradas brasileiras este consumo equivale aproximadamente 35 kg 
de cal calcítica e 23 kg de cal dolomítica, por tonelada de aço líquido. 
 
4.4 No Processo do Forno Elétrico a Arco (FEA) 
Em torno de 20% da produção brasileira de aço é realizada em FEA, cuja matéria-
prima principal é a sucata de aço. Além desta, a carga é composta, nos casos mais 
freqüentes, por cerca de 30% de gusa líquido ou sólido. O gusa não só atua como 
um diluidor das impurezas não removíveis presentes na sucata, mas, 
principalmente, como fonte de calor, devido à oxidação de Si e C. Tal como no 
processo LD, adicionam-se fundentes para escorificar os óxidos formados bem 
como impurezas exógenas que acompanham a carga metálica. O consumo de 
escorificantes no FEA é fortemente dependente do tipo de aço produzido. Assim, na 
produção de aços comuns, a quantidade típica de cales consumida no FEA é 25 a 30 
kg de cal calcítica e 7 a 12 kg de cal dolomítica por tonelada de aço líquido. Na 
produção de aços especiais o consumo é substancialmente maior. Da mesma 
forma, a composição química da escória depende do tipo de aço. A Tabela 6 
apresenta a composição química típica da escória de refino de um aço comum. 
Tabela 6 – Composição típica de escória de FEA (aços comuns) 
COMPONENTE CaO SiO2 Fe,tot MgO MnO Al2O3 Outros 
% em peso 35 14 25 7 5 5 9 
 
4.5 No Refino Secundário de Aços 
Após o refino primário (LD ou FEA), o aço bruto vazado na panela é enviado a uma 
ou mais unidades de refino secundário para controle mais preciso da temperatura e 
composição química. As variedades de processos bem como suas características 
são muito diferentes entre si e não há espaço para detalhamento neste estudo. 
 
 16 
Entretanto, é importante ressaltar que boa parte do consumo de fluxantes, senão a 
maior, se dá nesta etapa de refino de aço. E, invariavelmente, o fluxante utilizado é 
a fluorita. Este material acelera a fusão dos fundentes e diminui a viscosidade, duas 
características muito importantes para melhorar a limpidez do aço, ou seja, é um 
material essencial para a obtenção de aços mais nobres. 
 
Capítulo 5. Qualidade e Disponibilidade de Escorificantes Utilizados na 
Siderurgia 
A Tabela 7 apresenta a especificação química típica de escorificantes. Nos calcários 
e nos dolomitos o teor de SiO2 é crítico, pois esses fundentes são adicionados 
principalmente para conferir um certo valor de basicidade (%CaO/%SiO2) à escória. 
Se, por exemplo, a basicidade objetivada for 3, para cada ponto percentual de SiO2 
consumir-se-ia 3 % de CaO da própria cal para neutraliza-lo,e não o SiO2 de 
origem exógena, resultando em aumento de consumo de cales. 
 
Tabela 7 – Especificação química típica de fundentes e fluxantes 
siderúrgicos 
ITEM Calcário Dolomito Quartzito 
Cal 
Calcítica 
Cal 
Dolomítica 
Fluorita 
CaO > 52 30-40 90 55-65 - 
MgO 95 70 
PPCas etapas que compreendem, desde o vazamento do aço até o término do refino 
secundário, também são assuntos para os quais ainda há margem para 
desenvolvimento. 
Uma grande preocupação é o suprimento de gás natural para a calcinação do 
calcário, pois teores baixos de S nas cales são determinantes. Uma alternativa seria 
a calcinação utilizando lenha. De fato, atualmente existe um sem número de 
pequenos fornos de barranco para a produção de cales, mas que apresentam sérios 
problemas sociais e ambientais. A manipulação de cal virgem é uma operação 
extremamente agressiva, cuja criticidade só é comparável à utilização parcial de 
lenha nativa nestes fornos. Trata-se de problemas que devem ser solucionados. 
6.4 Evolução da Qualidade dos Aços: “clean steels” 
O “steel cord” é um outro tipo de aço que ilustra a importância das escórias de 
refino e, por conseguinte, os escorificantes. Os “steel cord” são fios de aço de 
altíssima resistência (classe 3000 a 4000 MPa), utilizados na fabricação de 
pneumáticos, cujos aspectos críticos são: o controle da morfologia, a composição 
química e o baixíssimo teor de inclusões não-metálicas. São poucas as usinas 
produtoras deste material no mundo, dentre os quais se inclui a brasileira 
ArcelorMittal -João Monlevade. 
A evolução dos aços para obter a máxima relação “resistência mecânica/peso”, uma 
imposição ditada pelo menor consumo de materiais e combustíveis e tornar 
possíveis obras e equipamentos antes impossíveis, é o que faz dele a liga a mais 
bem sucedida dentre as ligas metálicas. Nos processos de fabricação dos aços 
extra-limpos (clean steels), o papel do escorificante é fundamental, mas seu valor 
intrínseco é insignificante. Nem mesmo os equipamentos de refino são decisivos, já 
que se encontram à disposição para compra no mercado. Assim, no que tange aos 
escorificantes, para que o Brasil produza não só aços do tipo commodity, mas 
também os especiais, o desafio que se apresenta é dominar o seu processo de 
refino. 
A área dos clean steels é uma das que mais sofre falta de atenção por parte da 
academia, menos na caracterização e mais no desenvolvimento de processos, 
principalmente por envolver altas temperaturas e, novamente, haver necessidade 
de estreito relacionamento com a indústria. Não é por outro motivo que mais de 
50% da demanda mundial dos steel-cord e aços para molas de válvulas de motores 
são atendidos pelas siderúrgicas japonesas, que apresentam grande dispêndio em 
P&D. No Brasil, considerando-se que o dispêndio das empresas siderúrgicas em 
P&D é pífio, seria desejável que se fizesse melhor uso das universidades e institutos 
de pesquisa. 
 
 21 
6.5 Carregamento de Gusa nos Fornos Elétricos a Arco (FEA) 
Tradicionalmente, aproximadamente 35% da carga de ferrosos dos FEA são 
constituídos por gusa, em geral sólido. A vantagem do gusa é seu efeito diluidor 
das impurezas contidas nas sucatas de aço e seu conteúdo térmico, na forma de C 
e Si, ou seja, permite economizar energia elétrica. Esta economia é ainda maior 
quando se carrega gusa líquido, o que já é feito em algumas usinas semi-
integradas que recebem gusa líquido em panelas transportadas por caminhões. 
Devido ao aumento de preço dos “pães de gusa”, supridos por guserias 
independentes, a tendência que se vislumbra é a instalação de mini altos-fornos 
junto às aciarias elétricas, o que já é realidade na usina da ArcelorMittal - Juiz de 
Fora. 
O aspecto mais crítico é o do carvão vegetal consumido nestes altos-fornos, mas 
também sobram alguns efeitos sobre os escorificantes. Enquanto nas usinas semi-
integradas os escorificantes são essencialmente as cales, especialmente calcítica e 
dolomítica, com a implantação dos mini-altos fornos, estes passarão a consumir 
calcário, dolomito e quartzito. Isto se a carga do mini alto-forno for constituída de 
minério de ferro granulado, caso da maioria absoluta. Como a escala de produção é 
da ordem de 150 mil toneladas anuais de gusa nestes altos-fornos, ainda é mais 
econômico pagar um preço maior pelo material granulado do que instalar planta de 
sinterização para consumir sinter-feed. Dada a pequena escala de produção, o 
transporte dos escorificantes brutos deverá ser rodoviário. O consumo típico de 
escorificantes nos mini altos-fornos é 60 kg de calcário, 30 kg de dolomito e 30 kg 
de quartzito por tonelada de gusa, não havendo problemas tecnológicos relevantes. 
6.6 Falta de Minério de Ferro Granulado e a Abundância de Pellet Feed 
Recentemente, devido à alta do preço do minério de ferro, a atenção tem se 
voltado para os finos da classe pellet feed, gerado e estocado às centenas de 
milhões de toneladas ao longo dos anos. 
Devido aos custos dos tratamentos de concentração e de pelotização, as pelotas 
são caras quando comparados ao sínter e ao minério granulado. Entretanto, devido 
à sua maior pureza e à melhoria proporcionada na permeabilidade da carga, a 
utilização das pelotas promove aumento de produtividade do alto-forno. De 
qualquer forma, a sua participação na carga dos altos-fornos é pequena, da ordem 
de 5 a 15%, no Brasil. As pelotas utilizadas são do tipo ácido, sendo a necessidade 
de escorificantes adicionada na forma de sínter, de modo que a alteração do 
consumo total de escorificantes na carga do alto-forno é mínima. 
Para pedidos específicos, em que se deseja produzir pelotas contendo 
escorificantes, o aspecto não exatamente crítico, mas econômico, é a necessidade 
 
 22 
de moagem de calcário e/ou dolomito para granulometrias muito finas (de gusa, referido em 4.2. O processo MURC(8), em aplicação na Nippon 
Steel, divide o processo de refino no conversor LD em duas etapas: desfosforação, 
 
 23 
na primeira, e de descarburação, na segunda, separado pelo vazamento e descarte 
da escória gerada na primeira etapa. Já a escória gerada na segunda etapa é a 
mesma que será usada na primeira etapa da corrida subsequente. Com este 
processo, a redução do consumo de cales no conversor seria de até 40%. 
Considerando-se que na calcinação do calcário para a produção de cal gera-se 
quase a mesma massa de CO2, o impacto é enorme no que diz respeito à 
sustentabilidade. Isto sem contar outros benefícios como diminuição do próprio 
consumo de cales, de energia, etc.. Em números redondos, gera-se de escória de 
LD o equivalente a 10% da massa de aço bruto produzido. Assim, mesmo 
entendendo a complexidade das ações envolvidas, é necessário que tecnologias 
deste tipo sejam analisadas para possível adaptação às condições brasileiras. 
6.9 Sucedâneo da Fluorita 
Os problemas da fluorita — preço alto, dificuldade de suprimento, importação, 
agressão ao meio ambiente, etc. — são de todos conhecido e há muito tempo. Mas 
o fato é que não existe sucedâneo à altura. Nos processos primários de refino — LD 
e FEA —, seu consumo tem diminuído substancialmente e existem muitas usinas 
que não a consomem. Entretanto, para o refino secundário, ela continua a ser 
utilizada e materiais como a sodalita tem se mostrado de baixa eficiência. Este é 
novamente um problema que merece mais atenção por parte das universidades e 
institutos de pesquisa. Os processos de refino de aço, se comparados há décadas 
atrás, sofreram extraordinária diminuição no tempo de tratamento e o 
desenvolvimento de fluxantes eficientes é um dos gargalos para maior 
desenvolvimento. 
6.10 Pesquisa e Desenvolvimento 
O título desta Nota Técnica deveria ser "Escórias Siderúrgicas e sua Relação com a 
Competitividade e Sustentabilidade", porque é o que as escórias são, nada mais 
que fundentes e fluxantes transformados. 
A maior ameaça para a sustentabilidade e a competitividade no horizonte de 2025 é 
a insuficiência de domínio tecnológico dos processos siderúrgicos, particularmente 
das fases de redução e refino, nas quais o custo do aço é definido. Desde a 
privatização do setor, o foco das empresas siderúrgicas tem sido quase que 
exclusivamente o lucro, o que é justo e inclusive era necessário, no período 
imediatamente pós-privatização. Passados mais de dez anos, o foco continua o 
mesmo e ainda mais intenso sem mudança para "lucro contínuo e por longo tempo, 
com fundamentos sólidos", o que, evidentemente, implica investimentos em 
educação e P&D. Antigos Departamentos de Pesquisa de usinas siderúrgicas se 
 
 24 
transformaram em apêndices de Diretorias Comerciais com nomes equivalentes a 
"Gerência de Desenvolvimento de Produtos e Assistência Técnica aos Clientes". 
Não havendo mais pesquisa nas grandes siderúrgicas, salvo exceções pontuais, 
seria necessário que houvesse maior aproximação indústria-academia que, se 
ocorreu, está longe de atingir o patamar necessário. O nível de conhecimento e 
interesse da realidade siderúrgica por parte de muitos acadêmicos é sofrível, 
bastando para tanto examinar os títulos das teses defendidas nos últimos anos bem 
como dos trabalhos publicados na literatura especializada. Ao mesmo tempo, a 
fundamentação científica e tecnológica de trabalhos realizados nas usinas e 
apresentados em seminários e congressos siderúrgicos deixam a desejar. 
As soluções para o que se apresenta são complexas, mas certamente devem se 
iniciar com o aumento de fluxo nas duas vias, indústria e academia, para que 
realmente haja foco na competitividade e sustentabilidade. 
 
 
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Referências 
 
1) International Iron and Steel Institute. Disponível em 
 Acesso em: 25 maio 2008 
2) Organização das Nações Unidas. Disponível em 
 Acesso em: 25 maio 2008 
3) CHAVES, A.P. e CHIEREGATI, A.C. Estado-da-arte em tecnologia mineral no 
Brasil em 2002. Centro de Gestão e Estudos Estratégicos. Disponível em 
 
Acesso em 23 junho 2008 
4) AMANO, K. Engenharia Siderúrgica - cap.4 Chapas grossas. JFE 21st Century 
Foundation. Disponível em Acesso em 25 maio 
2008 
5) NAITO, K.; WAKOH, M. Recent change in refining process in Nippon Steel 
Corporation and metallurgical phenomena in the new process. Scandinavian Journal 
of Metallurgy, n.34, p.326-333, 2005 
6) BISWAS, A.K. Principles of blast furnace ironmaking. Brisbane: Cootha 
Publishing House, 1981 
7) SAKAI, A. e outros. Technological improvements to attain high productivity at 
Fukuyama N.5 sintering machine (HPS). NKK Giho, n.174, p.34-38, aug. 2001 
8) ICHIKAWA, K. Development of Japan´s refining technologies in the past and 
future. Em www.manganese.org/documents/05-
NewandFutureSteeTechnologiesingMn > Acesso em 24 junho 2008