A ciência de materiais de última geração é a chave para a descarbonização da siderurgia

Destaques Publicação: 29 de junho de 2023

Criar o novo em uma indústria que utiliza combustíveis fósseis há mais de dois mil anos não é uma tarefa fácil, mas temos tecnologia de ponta e especialistas dedicados à nossa missão: resolver o problema das emissões de carbono da indústria siderúrgica de uma maneira que nunca foi feita antes – com eletrólise e eletricidade limpa e renovável.

O que é um ânodo inerte?

Os ânodos na nossa tecnologia de descarbonização de aço são inertes (eles não participam do processo), têm ciclos de vida longos e não liberam carbono ou outras emissões. Nossos ânodos inertes são compostos por um material metálico que tolera as condições desafiadoras envolvidas na eletrólise do minério de ferro.

Por que os ânodos inertes são tão importantes?

Ânodos inertes são uma parte fundamental da tecnologia de aço verde da Boston Metal, a Eletrólise de Óxido Fundido (Molten Oxide Electrolysis – MOE). Eles são os elementos fundamentais que permitem a produção escalonável de ferro líquido puro sem a emissão de CO2.

Os ânodos inertes são imersos em um eletrólito que contém minério de ferro, e em seguida são eletrificados. Quando as células atingem 1600° C o eletrólito divide as ligações do óxido de ferro no minério. Ânodos inertes possibilitam o funcionamento contínuo das linhas de células de Eletrólise de Óxido Fundido (MOE). Isso traz um aumento significativo nos lucros operacionais das siderúrgicas. Linhas de células ininterruptas significam que não há necessidade de parada para troca de ânodos. Ao mesmo tempo, despesas recorrentes com manutenção para troca de ânodos são eliminadas. Com a longa vida útil ânodos inertes, a MOE torna-se uma solução sustentável de longo prazo.

Nossa abordagem de ânodo inerte está validada em escala piloto, mas a fim de cumprir com as demandas mundiais de aço verde estamos expandindo essa abordagem para chegar à produção comercial em massa. Já que ânodos inertes operam em altas temperaturas, em ambientes corrosivos, e a tecnologia é nova, a maneira como estamos enfrentando esse desafio é construir a base de conhecimento e ser os pioneiros nos processos de fabricação em tempo real.

Reunindo a equipe certa para o trabalho

A Boston Metal montou uma equipe especializada de engenheiros e cientistas de materiais dedicados à validação industrial e à produção dos ânodos inertes.

O desenvolvimento e as atividades de fabricação dos ânodos são liderados por Rodolfo Morgado, que tem larga experiência em engenharia e P&D em seus 14 anos como player global de nióbio residente no Brasil. Rodolfo coordena os esforços das nossas equipes de P&D, engenharia e cadeia de suprimentos, a fim de otimizar a prototipagem, aumento de escala e fabricação dos materiais para o nosso programa de aço MOE.

“Com nossos ânodos inertes, estamos desafiando os limites da ciência aplicada dos materiais e da fabricação. É um desafio difícil, mas é disso que se trata quando falamos de criar um novo sistema – a confluência do conceito, o talento e o suporte”

segundo Rodolfo Morgado, Diretor de Desenvolvimento e Fabricação de Ânodos

A equipe do Programa de Ânodos Inertes na frente do escritório da Boston Metal em Woburn, MA. Na fileira de trás, da esquerda para a direita: Daniel Wright, Alojz Kajinic, Santana Huck, Steve Sparkowich e Rodolfo Morgado. Na fileira da frente, da esquerda para a direita: Shubhankar Padwal, Kevin Glorius-Patrick e Shelly Zordich

Nossa equipe de engenheiros e cientistas de materiais inclui consultores especializados que oferecem suporte técnico avançado para o programa:

O Engenheiro Consultor Sênior em Desenvolvimento de Ligas Alojz Kajinic é especialista no desenvolvimento de ligas resistentes a altas temperaturas, termoquímica computacional e equilíbrio de fases.

O Engenheiro Consultor Sênior em Engenharia de Processo Steven Sparkowich é um cientista de materiais que trabalha com desenvolvimento de processos metalúrgicos, e é perito em metais reativos e refratários.

O Consultor Rob Haun é perito em fusão a arco de plasma, metalurgia do pó e atomização.

Os Três Pilares do Programa de Ânodos Inertes

Aperfeiçoar as propriedades da liga dos ânodos metálicos

Ao tratar o ânodo como um sistema, a equipe investiga o comportamento de diferentes partes desse sistema a fim de otimizar as propriedades da liga e, como objetivo final, alcançar a melhor performance de cada característica funcional do ânodo. Isso envolve a modelagem computacional contínua para o desenvolvimento do projeto da liga e sua composição química, continuamente validada por meio dos testes de performance da Eletrólise de Óxido Fundido.

“É extremamente recompensador promover o avanço da tecnologia MOE de aço verde na minha função de desenvolvedor dos materiais da liga para o ânodo inerte. A colaboração diária entre os engenheiros e cientistas de várias disciplinas técnicas, como metalurgia e eletroquímica, permite que alcancemos as descobertas e os resultados que desejamos, à medida em que escalonamos uma nova tecnologia que tem o potencial de revolucionar a indústria siderúrgica,”

diz Alojz Kajinic, Engenheiro Consultor Sênior em Desenvolvimento de Ligas
Identificar e adaptar rotas paralelas do processo de fabricação para os formatos previstos das ligas e ânodos.

Esse pilar apoia diretamente nosso objetivo de garantir a disponibilidade dos ânodos inertes para a produção de aço verde MOE em escala de mercado.

“Estou me baseando no profundo conhecimento que adquiri ao longo de mais de trinta anos de trabalho nas áreas de metais refratários, metalurgia do pó e processos de fabricação em formato quase final (near net shape) para alcançar soluções criativas para a fabricação e projeto de materiais, de modo a fabricar ânodos com formatos complexos a partir de ligas avançadas. É um desafio emocionante,”

diz Steve Sparkowich, Engenheiro Consultor Sênior em Engenharia de Processo

O Steve Sparkowich observe enquanto a Engenheira de Materiais em P&D, Manisha Dahal, ajuste a célula MOE em escala laboratorial

Aumentar a escala da fabricação dos ânodos inertes

No momento estamos construindo uma fábrica de última geração para o desenvolvimento e fabricação de metais refratários e reativos, desde a matéria prima até o produto final. Essa fábrica é a primeira do seu tipo e produzirá os ânodos inertes para nossa tecnologia de descarbonização de aço.

Junte-se a nós para enfrentar o desafio do aço verde

Nosso Programa de Ânodos Inertes é um exemplo brilhante de como estamos utilizando todas as ferramentas disponíveis e inovando na interface entre a metalurgia de última geração e a ciência dos materiais para tornar verde um dos materiais mais importantes do mundo: o aço. Com uma forte liderança corporativa e uma equipe incrivelmente talentosa de engenheiros, metalurgistas e cientistas dos materiais, estamos forjando o futuro para entregar a solução de aço verde mais direta e simples possível, cuja escala pode ser aumentada até chegar a bilhões de toneladas de produção.

Quer se unir à equipe que está trazendo esta tecnologia revolucionária para o mercado? Saiba mais sobre como é trabalhar na Boston Metal e dê uma olhada nas nossas vagas abertas.

A Especialista em Cadeia de Suprimentos Elizabeth Fromhein e o Engenheiro do Programa de Ânodos Inertes Daniel Wright inspecionam o equipamento de desenvolvimento de ligas.

Assista e aprenda um pouco mais sobre nosso Programa de Ânodos Inertes

Sobre a Boston Metal do Brasil

A Boston Metal do Brasil foca na utilização da tecnologia de Eletrólise de Óxido Fundido (ou MOE, sigla em inglês) para produzir metais de alto valor. Oferecemos uma alternativa sustentável e lucrativa para a indústria de metalurgia e de mineração, usando rejeitos oriundos da mineração para produzir metais e ligas por meio da eletricidade. Com uma equipe altamente especializada e uma localização estratégica próxima a São João del-Rei, Minas Gerais, somos uma subsidiária integral da Boston Metal, empresa sediada nos Estados Unidos cuja missão é descarbonizar a produção de aço e transformar a maneira como os metais são feitos.

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