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Filiera acciaio DRI-H2 + EAF

Steel DRI-H2 EAF pipeline

Filiera acciaio a basse emissioni: riduzione diretta del minerale di ferro con idrogeno verde (DRI-H2) per ottenere ferro spugna, seguita da fusione e affinazione in forno elettrico ad arco (EAF). Tecnologia chiave per la decarbonizzazione della siderurgia.

IRI
chem:steelDRIH2EAFPipeline
Unit Operation
4
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
2
CO₂eq cumulato
0.68 kg/kg
Produzione globale
130 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
88 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR ironOrePelletizingEAF["pelletizzazione Fe per DRI"] driH2Reduction["riduzione DRI a idrogeno"] eafMelting["EAF fusione"] continuousCastingEAF["colata continua (EAF)"] s_hematite(["ematite"]):::role_rawMaterial s_hematite --> ironOrePelletizingEAF s_magnetite(["magnetite"]):::role_rawMaterial s_magnetite --> ironOrePelletizingEAF s_ironOrePellet(["pellet"]):::role_intermediate ironOrePelletizingEAF --> s_ironOrePellet s_ironOrePellet --> driH2Reduction s_greenHydrogen(["idrogeno verde"]):::role_rawMaterial s_greenHydrogen --> driH2Reduction s_hematite --> driH2Reduction s_hydrogen(["idrogeno"]):::role_rawMaterial s_hydrogen --> driH2Reduction s_spongeIron(["ferro spugna"]):::role_intermediate driH2Reduction --> s_spongeIron s_water(["acqua"]):::role_byproduct driH2Reduction -.-> s_water s_spongeIron --> eafMelting s_scrap(["rottame"]):::role_rawMaterial s_scrap --> eafMelting s_lime(["calce"]):::role_rawMaterial s_lime --> eafMelting s_steel(["acciaio"]):::role_intermediate eafMelting --> s_steel s_eafSlag(["scoria EAF"]):::role_byproduct eafMelting -.-> s_eafSlag s_steel --> continuousCastingEAF s_slab(["slab"]):::role_finalProduct continuousCastingEAF --> s_slab s_bloom(["bloom"]):::role_finalProduct continuousCastingEAF --> 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

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ pelletizzazione Fe per DRI ematite, magnetitepellet 0.180.95
🧪 riduzione DRI a idrogeno pellet, idrogeno verde, ematite, idrogenoferro spugna shaft furnace DRI 0.050.94
🧪 EAF fusione ferro spugna, rottame, calceacciaio elettrodi di grafite 0.400.92
⚙️ colata continua (EAF) acciaioslab, bloom colatrice continua 0.050.97

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
riduzione DRI a idrogeno Fe2O3 + 3 H2 -> 2 Fe + 3 H2O +98.8 kJ/mol
EAF fusione Fe(sponge/scrap) + C(electrode) + O2 -> steel + CO + slag +0.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (6)
🟩 prodotto finale (2)
🟨 sottoprodotto (2)
▫️ intermedio (3)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
pelletizzazione Fe per DRI 1200–1350 °Cossidante
riduzione DRI a idrogeno 750–950 °C3.9–7.9 atmriducente
EAF fusione 1600–1700 °Catminerte
colata continua (EAF) 1500–1580 °Cinerte

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
pelletizzazione Fe per DRI termica1.1 MJ/kg
riduzione DRI a idrogeno termica2.6 MJ/kg
EAF fusione elettrica2.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

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:steelDRIH2EAFPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.


Dereferenziabile: chem:steelDRIH2EAFPipeline · ontologia completa · TTL sorgente