Filiera acciaio (altoforno + BOF)
Steel BF+BOF pipeline
Filiera acciaio integrata convenzionale: riduzione del minerale di ferro in altoforno con coke (produzione di ghisa) seguita da affinazione in convertitore a ossigeno (BOF) per ottenere acciaio. Rappresenta circa il 70% della produzione mondiale di acciaio.
Diagramma di flusso
flowchart LR
coalPreparationAndBlendingBF["coalPreparationAndBlendingBF"]
ironOrePelletizing["pelletizzazione Fe"]
sintering["sinterizzazione"]
blastFurnace["altoforno"]
bofConverter["convertitore BOF"]
continuousCasting["colata continua"]
s_coal(["carbone"]):::role_rawMaterial
s_coal --> coalPreparationAndBlendingBF
s_coke(["coke"]):::role_intermediate
coalPreparationAndBlendingBF --> s_coke
s_cokeOvenGas(["coke oven gas COG"]):::role_byproduct
coalPreparationAndBlendingBF -.-> s_cokeOvenGas
s_coalTar(["tar di carbone"]):::role_byproduct
coalPreparationAndBlendingBF -.-> s_coalTar
s_hematite(["ematite"]):::role_rawMaterial
s_hematite --> ironOrePelletizing
s_magnetite(["magnetite"]):::role_rawMaterial
s_magnetite --> ironOrePelletizing
s_limestone(["CaCO3"]):::role_rawMaterial
s_limestone --> ironOrePelletizing
s_ironOrePellet(["pellet"]):::role_intermediate
ironOrePelletizing --> s_ironOrePellet
s_hematite --> sintering
s_limestone --> sintering
s_coke --> sintering
s_sinter(["sinter"]):::role_intermediate
sintering --> s_sinter
s_carbonDioxide(["carbon dioxide"]):::role_byproduct
sintering -.-> s_carbonDioxide
s_ironOrePellet --> blastFurnace
s_sinter --> blastFurnace
s_coke --> blastFurnace
s_limestone --> blastFurnace
s_hotBlastAir(["aria calda di soffio"]):::role_rawMaterial
s_hotBlastAir --> blastFurnace
s_carbonMonoxide(["monossido di carbonio"]):::role_rawMaterial
s_carbonMonoxide --> blastFurnace
s_hematite --> blastFurnace
s_pigIron(["ghisa"]):::role_intermediate
blastFurnace --> s_pigIron
s_blastFurnaceSlag(["GGBFS"]):::role_byproduct
blastFurnace -.-> s_blastFurnaceSlag
s_blastFurnaceGas(["gas di altoforno"]):::role_byproduct
blastFurnace -.-> s_blastFurnaceGas
blastFurnace -.-> s_carbonDioxide
s_pigIron --> bofConverter
s_scrap(["rottame"]):::role_rawMaterial
s_scrap --> bofConverter
s_oxygen(["oxygen"]):::role_utility
s_oxygen --> bofConverter
s_lime(["calce"]):::role_rawMaterial
s_lime --> bofConverter
s_steel(["acciaio"]):::role_intermediate
bofConverter --> s_steel
s_bofSlag(["scoria BOF"]):::role_byproduct
bofConverter -.-> s_bofSlag
s_steel --> continuousCasting
s_slab(["slab"]):::role_finalProduct
continuousCasting --> s_slab
s_bloom(["bloom"]):::role_finalProduct
continuousCasting --> s_bloom
classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003
classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333
classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444
classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033
classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506
classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima
prodotto finale
intermedio
sottoprodotto
scarto
utility
catalizzatore
⛏️ miniera
--> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine
Unit Operation
🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| ⚙️ coalPreparationAndBlendingBF |
carbone | coke |
— | batteria forni a coke (apparato) |
0.45 | 0.75 |
| ⚙️ pelletizzazione Fe |
ematite, magnetite, CaCO3 | pellet |
— | — |
0.18 | 0.95 |
| 🧪 sinterizzazione |
ematite, CaCO3, coke | sinter |
— | catena di sinterizzazione |
0.22 | 0.90 |
| 🧪 altoforno |
pellet, sinter, coke, CaCO3, aria calda di soffio, monossido di carbonio, ematite | ghisa |
— | altoforno (apparato), Cowper stove |
1.45 | 0.93 |
| 🧪 convertitore BOF |
ghisa, rottame, oxygen, calce | acciaio |
— | convertitore BOF (apparato) |
0.25 | 0.90 |
| ⚙️ colata continua |
acciaio | slab, bloom |
— | colatrice continua |
0.05 | 0.97 |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| sinterizzazione |
Fe2O3 + CaCO3 -> sinter + CO2 (agglomerazione termica) |
+178.0 kJ/mol |
| altoforno |
Fe2O3 + 3 CO -> 2 Fe + 3 CO2 |
-27.5 kJ/mol |
| convertitore BOF |
C + 1/2 O2 -> CO (+ ossidazione Si, Mn, P) |
-110.5 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| coalPreparationAndBlendingBF |
1000–1100 °C | atm | inerte |
| pelletizzazione Fe |
1200–1350 °C | — | ossidante |
| sinterizzazione |
1300–1400 °C | — | ossidante |
| altoforno |
1500–2000 °C | 3.0–4.9 atm | riducente |
| convertitore BOF |
1600–1700 °C | 1.0–14.8 atm | ossidante |
| colata continua |
1500–1580 °C | — | inerte |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| coalPreparationAndBlendingBF |
termica | 3.5 MJ/kg |
| pelletizzazione Fe |
termica | 1.1 MJ/kg |
| altoforno |
chimica | 13.5 MJ/kg |
| convertitore BOF |
chimica | -0.8 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
- monossido di carbonio ← produzione carbone attivo (attivazione a vapore), Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, ferrocromo da cromite, ferromanganese da pirolusite, ferrosilicio da quarzo + rottame ferro, Filiera piombo Imperial Smelting, Filiera silicio metallurgico, acciaio inossidabile (via AOD), stagno da cassiterite (carbotermico), TiO2 pigmento via cloruri, titanio processo Kroll
- coke ← Filiera coke da carbone, cracking catalitico (FCC)
- ematite ← estrazione + beneficio minerale di ferro
- pellet ← estrazione + beneficio minerale di ferro, Filiera acciaio DRI-H2 + EAF
- calce ← Filiera calce idratata, Filiera cemento Portland, Filiera soda Solvay
- CaCO3 ← estrazione cava calcare
- magnetite ← estrazione + beneficio minerale di ferro
- oxygen ← Filiera ASU separazione aria, elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera idrogeno verde PEM, abbattimento catalitico N2O (decomposizione Pt/Rh), Filiera zinco idrometallurgico
- acciaio ← Filiera acciaio DRI-H2 + EAF
➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere
- gas di altoforno → Filiera coke da carbone
- GGBFS → Filiera cemento Portland
- bloom → laminazione acciaio a caldo + freddo
- scoria BOF → Filiera cemento Portland
- carbon dioxide → Filiera ammoniaca Haber-Bosch + urea, CO2-to-metanolo (idrogenazione catalitica Cu/ZnO/Al2O3), Filiera etilene da steam cracking, Filiera soda Solvay
- tar di carbone → Filiera coke da carbone
- coke → Filiera bauxite-alluminio, ferrocromo da cromite, ferromanganese da pirolusite, ferrosilicio da quarzo + rottame ferro, Filiera piombo Imperial Smelting, Filiera silicio metallurgico, stagno da cassiterite (carbotermico), TiO2 pigmento via cloruri, titanio processo Kroll
- coke oven gas COG → Filiera coke da carbone
- pellet → Filiera acciaio DRI-H2 + EAF
- slab → laminazione acciaio a caldo + freddo
- acciaio → Filiera acciaio DRI-H2 + EAF
Esplora con SPARQL
Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:
PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
?substance chem:playsRole ?ra .
?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:steelBFBOFPipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:steelBFBOFPipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente