Процесс электрической дуги (EAF) является широко используемым методом в производстве стали, особенно при переработке лома -стали ., известно тем, что он более гибкий и экологически чистый, чем традиционный метод бластовой печи. Один из наиболее важных факторов, влияющих на эффективность и стоимостьEaf Steel MakeЯвляется ли его потребление электроэнергии . В этом блоге мы рассмотрим, сколько электроэнергии потребляет EAF на тонну произведенной стали, факторы, которые влияют на это потребление, и как сталелитейная промышленность работает над повышением энергоэффективности.
1. потребление электричества EAF
В среднем электрическая дуговая печь (EAF) потребляет от 400 до 600 кВтч (киловатт-часы) электричества на тонну стали, произведенной . Это общий диапазон, но точное потребление может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, таких как тип расплавленного материала, размер и дизайн печи, и производственные практики сталелитейного завода {4}
Разрушение энергии
Основное потребление энергии EAF связано с тремя ключевыми этапами:
1. Плавление лома: начальный шаг в процессе EAF включает использование электрических дуг для расплавленной стали лома . Этот шаг требует значительного количества электроэнергии для генерации высоких температур (около 1600 градусов или 2912 градусов F), необходимых для расплава стали .}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}
2. переработка: после того, как сталь расплавляется, она подвергается уфициализированию, чтобы удалить примеси и регулировать химическую композицию . Этот шаг также потребляет электроэнергию, хотя с более низкой скоростью, чем фаза плавления .
3. Тепловое производство: процесс EAF также включает в себя поддержание температуры в печи, чтобы предотвратить затвердевание стали . Непрерывная потребность в генерации тепла добавляет общее потребление электроэнергии .
Ключевые энергетические показатели
1. Специальное потребление энергии (Sec): это относится к количеству электроэнергии, потребляемой на тонну стали, полученной ., как уже упоминалось, оно обычно составляет от 400 кВтч до 600 кВт -ч на тонну стали, в зависимости от эффективности печи и типа входных материалов.
2. Использование энергии на заряд: каждый цикл или «заряд» в печи может занять от 1 до 3 часов, в зависимости от размера печи и количества обработанного лома .
2. факторы, влияющие на потребление электроэнергии
Несколько факторов влияют на количество электроэнергии, потребляемого вEaf Steel Makeпроцесс:
2.1 Тип сырья
- Качество лома стали: чем выше качество и однородность ломовой стали, тем меньше энергии необходимо для того, чтобы растопить ее . загрязняющие вещества, такие как пластик, резина или неглубные металлы (например, алюминий), увеличивают потребление энергии, поскольку они требуют дополнительного тепла, чтобы расплавлять и вызвать нежелательные химические реакции .}}}}}}}}}}}}}}}}}
- Использование прямого пониженного железа (DRI): когда лом-сталь дополняется прямым уменьшенным железом (DRI), потребление энергии может немного увеличиться, поскольку DRI требует большей энергии для таяния по сравнению с отлом. Однако DRI также может улучшить консистенцию продукта, что может быть важно для высококачественной стали.}}}}}}}}}}}}.
2.2 Эффективность и технологии печи
- Возраст и дизайн печи: современные EAFS, оснащенные передовыми технологиями, такими как инъекция кислорода, высокоэффективные трансформаторы и более точные системы контроля температуры, как правило, потреблять меньше электричества по сравнению с более старыми моделями.
- Предварительное нагревание лома: некоторые EAF используют методы предварительного нагрева, такие как использование выхлопных газов, чтобы предварительно разгревать лом, прежде чем он попадет в печь . Это уменьшает количество электричества, необходимое для достижения необходимых температур для плавления.}
2.3 Производственная и практика зарядки
- Размер партии: большие партии лома часто можно обрабатывать более эффективно, снижая потребление энергии на тонну стали . меньшие партии, однако может потребовать большей энергии относительно количества полученной стали .
- Процесс зарядки: способ, которым материалы добавляются в печь (i . e ., метод зарядки) также влияет на потребление энергии . Например, если ломка добавляется с меньшим шагом, это может потребовать более частого нагрева, увеличение использования электроэнергии .}}}}}}}}}}}}}}.
2.4 Системы восстановления и восстановления тепла
- Системы восстановления энергии: Многие современные сталелитейные заводы используют системы реконструкции энергии, которые захватывают тепло из печи и повторно используют его в других частях завода . Это уменьшает общее потребление электроэнергии процесса EAF и повышает общую эффективность растений .
3. повышение энергоэффективности в EAFS
Сталеливая промышленность добилась значительных успехов в повышении энергоэффективности электрических дуговых печей . с ростом затрат на энергию и растущими экологическими проблемами, многие производители стали принимают новые технологии и практики для снижения потребления электроэнергии.
3.1 Инъекция кислорода и предварительная нагрева
- Инъекция кислорода: инъекция кислорода в печи может ускорить сгорание углерода в стальном лома, тем самым снижая количество электроэнергии, необходимой для достижения желаемой температуры . Этот процесс может снизить потребление энергии до 20%.}
- Предварительное нагревание лома: предварительное нагревание с использованием горячих газов или других методов уменьшает количество электроэнергии, необходимое для повышения температуры лома, что может способствовать экономии энергии .
3.2 Расширенные системы управления
- Оптимизация процесса: современные EAF часто поставляются с расширенными системами управления, которые оптимизируют мощность дуги, зарядку лома и контроль температуры в режиме реального времени . Эти системы гарантируют, что энергия используется как можно более эффективно в течение всего цикла производства стали .
3.3 Использование возобновляемой энергии
- Инициативы зеленой стали: использование возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и энергия ветра для подачи электроэнергии в EAFS, становится все более распространенным в попытке уменьшить углеродный след производства стали . Некоторые растения изучают возможность использования зеленого водорода в качестве альтернативы природному газу или угля в процессе стали, который также может помочь в повышении.
Ссылки
1. World Steel Association . (2022) . "Процесс изготовления стали электрической дуги." Получено из Worldsteel . org .}}}}}}}}}}}
2. d . t . glover & m . k . b . Lee, «Потребление энергии в электрической дуговой печи Steelmaking," Журнал и Steel Research International, vol . 30}}} {7 pp . 545-552, 2021.
3. m . k . Zuckerman, «Экономическая эффективность и выбросы в производстве стали: фокусируется на электрической дуговой печи,« Обзор стальной технологии, Vol . 18, pp {{4}, 2020.}, pp {{4},2020.}}}, pp {{4},2020.}}}, стр.