Kāds ir siltuma līdzsvars EAF?

Elektriskās loka krāsns (EAF) ir mūsdienu tērauda ražošanas sirdsdarbības sirds, kas ir atbildīga par vairāk nekā 70% pasaules tērauda ražošanu dažos reģionos ., bet aiz tā rēcošajām loka un izkausētā metāla ir kritiska koncepcija, kas nosaka tās efektivitāti, izmaksu efektivitāti un vides ietekmi uz vidi:karstuma līdzsvars.

Ja esat tērauda ražotājs, rūpnīcas vadītājs vai inženieris, izpratne par siltuma bilanci nav tikai tehniskais žargons-tas ir atslēga enerģijas ietaupījumu atbloķēšanai, darbības izmaksu samazināšanai un ilgtspējības mērķu sasniegšanai . Šajā rakstā mēs sadalīsim zinātni par siltuma līdzsvaru EAF, .}}}}}}.}} {2} izmantosim darbības zinātni.

Siltuma līdzsvars attiecas uz līdzsvaru starp enerģijas ieejām un izvadiem elektriskās loka krāsnī tērauda ražošanas laikā . Vienkārši sakot, tas ir visu enerģijas, kas ievada un atstāj sistēmu ., uzskaite, kad tiek optimizēta siltuma bilance, enerģija tiek izmantota efektīvi, lai izkausētu lūžņus, uzlabotu tēraudu un samazina elektrību.}}, kad tiek izmantots, tas noved pie tā, ka tas noved pie elektrības, kas paredzēts, lai to novadītu, lai iegūtu elektrību, kas ir elektrība, kas ir paredzēta elektrībai. un pat krāsns bojājumi .

Siltuma bilances vienādojums

Tās pamatā siltuma bilance ievēro pirmo termodinamikas likumu:Enerģiju nevar izveidot vai iznīcināt tikai pārveidotu. EAF tas nozīmē:

Kopējā enerģijas ievade=Kopējā enerģijas izeja + zaudējumi

1. Elektriskā enerģija (60–75% no kopējās ieejas)

Primārais enerģijas avots EAF nāk no elektriskā loka, kas izveidots starp grafīta elektrodiem un metāllūžņu metālu . tipiski modernaisEAF tērauda izgatavošanapatērē 350–400 kWh uz tonnu šķidra tērauda, ​​atkarībā no lūžņu kvalitātes un darbības prakses .

Jautrs fakts: Elektriskās loka temperatūra var pārsniegt 3500 grādus -hotter nekā saules virsmu!

2. Ķīmiskā enerģija (15–30%)

Eksotermiskās ķīmiskās reakcijas veicina ievērojamu siltumu:

Oglekļa oksidācija: Skābekļa vai oglekļa injicēšana rada siltumu, izmantojot tādas reakcijas kā:

C+O2 → CO 2+ siltums (393,5 kJ/mol) C+O2 → CO2+siltums (393,5 kJ/mol)

Pēckombizācija: Dedzinošā CO gāze krāsnī atmosfērā atgūst enerģiju .

3. Fiziskā enerģija (5–10%)

Uzkarsēti lūžņi: Metāllūžņi uzkarsēti līdz 500–600 grādiem, izmantojot atkritumu gāzes atjaunošanas sistēmas, samazina elektrisko pieprasījumu .

Karstais metāls (DRI/HBI): Tieša reducēta dzelzs (DRI) vai karstā briketa dzelzs (HBI) uzlādēšana augstā temperatūrā pazemina enerģijas kausēšanu .

1. Noderīga enerģija (60–70%)

Šī ir enerģija, ko absorbē tērauda ražošanas process:

Apkures un kušanas lūžņi(1200–1 600 grādu)

Pārkarsējošs izkusis tērauds

Izdedžu veidošanās(endotermiskās reakcijas)

2. Enerģijas zudumi (30–40%)

Neefektivitāte rodas no:

Zaudējumi bez gāzes (15–25%): Karstās gāzes, kas iziet no krāsns, pārvadā siltumu . Mūsdienu EAF atgūst to, izmantojot gāzes dzesētus pārsegus vai atkritumu siltuma katlus .

Dzesēšanas ūdens zudumi (5–10%): Ūdens dzesēšanas sistēmas paneļiem, jumtiem un elektrodiem izkliedē siltumu .

Starojums un konvekcija (5–8%): Siltums izplūst caur krāsns sienām un atverēm .

Elektrodu zudumi (2–4%): Enerģija, kas zaudēta kā elektrodi oksidē vai pārtrauc .

1. Izmaksu ietaupījumi

Ikviens 1% siltuma līdzsvara efektivitātes uzlabojums var ietaupīt50, 000 - 50, 000 - 100, 000 gadāvidēja lieluma EAF ražo 500, 000 tonnas gadā .

2. Ilgtspējība

Optimizēts siltuma bilance samazina CO₂ emisijas . Piemēram, 30% DRI, nevis 100% lūžņu samazināšanas emisijas, par 50%, bet nepieciešama rūpīga siltuma pārvaldība .

3. Krāsns mūža garumā

Pārmērīgi siltuma zudumi celma ugunsizturīgas oderes un dzesēšanas sistēmas, kas noved pie neplānota dīkstāves .

1. Metāllūžņos

Lūžņu uzkarsēšana līdz 600 grādiem, izmantojot siltumu, kas nav gāzes, var samazināt elektrisko patēriņu20–30%.Consteel® EAFSistēma ir pierādīts piemērs, sasniedzot 310 kWh/tonnu efektivitāti .

Gadījuma izpēte: Turcijas tērauda dzirnavas samazināja enerģijas patēriņu no 410 līdz 340 kWh/tonnu pēc metāllūžņu uzstādīšanas (avots:Dzelzs un tērauda tehnoloģija, 2021).

2. Skābeklis un oglekļa injekcija

Viedā injekcija līdzsvaro ķīmisko enerģiju:

SkābeklisPaātrina lūžņu kausēšanu un veicina CO postkombizāciju .

Oglekļa putošanaIzveido izolācijas sārņu slāņus, samazinot starojošo siltuma zudumu .

3. Bezgāzes siltuma atjaunošanās

Tādas sistēmas kāEcoarc ™Uztveriet atkritumu gāzi 1200 grādos, lai radītu tvaiku vai uzkarsēšanu, uzlabojot efektivitāti par 10–15%.

4. Dinamiska procesa kontrole

AI darbināmas sistēmas pielāgo spriegumu, elektrodu stāvokli un skābekļa plūsmu reāllaikā ., piemēram,Danieli Q-MeltOptimizē kausēšanas ātrumu, līdz minimumam samazinot enerģijas izmantošanu .

5. Ugunsizturīga optimizācija

Uzlaboti materiāli, piemēram,MGO-C ķieģeļiizturēt augstāku temperatūru, samazinot dzesēšanas vajadzības .

1. Zemas kvalitātes lūžņi

Piesārņoti lūžņi (e . g ., vara, cinka) palielina izdedžu veidošanos un enerģijas izmantošanu . rentgena šķirošanas sistēmas, piemēram,Steinert XSS TPalīdziet mazināt šo .

2. Atjaunojamās enerģijas integrācija

Izmantojot periodisku vēju/saules enerģiju, ir nepieciešamas elastīgas EAF operācijas . risinājumi, piemēramLīdzstrāvas loka krāsnis (e.g., SMS grupas kvantu eaf) Stabilizējiet loka uzvedību sprieguma svārstību laikā .

3. Ūdeņraža bāzes tērauda ražošana

Nākotnes EAF var izmantot ūdeņradi kā reducējošu . izmēģinājumus. Ūdeņraža injekcija varētu samazināt emisijas par 80%, bet siltuma bilances modeļiem jāpielāgojas tā lielajam liesmas ātrumam un zemam blīvumam .

Siltuma līdzsvara apgūšana nav tikai par vienādojumiem-tas ir parmaksimizējot IAVirzoties uz zaļāku tēraudu ., pieņemot tādas tehnoloģijas kā lūžņu priekšsēdētāji, AI kontrole un atkritumu siltuma atjaunošana, jūsu iekārta var sasniegt:

• Enerģijas ietaupījums: 15–25% zemāks kWh/ton
• Izmaksu samazināšana: 10–10–20/tonna darbības izmaksās
• Vides atbilstība: atbilst oglekļa nodokļa un ESG mērķiem

PieXi'an Huachang, mēs specializējamies EAF un LF/VD/VOD sistēmās, kas izstrādātasPrecīza siltuma pārvaldība. No uzlabotām gāzes atkopšanas pārsegiem līdz viedo procesu automatizācijai mūsu risinājumi ir pielāgoti jūsu ražošanas mērķiem .

Vai esat gatavs optimizēt krāsns siltuma līdzsvaru?Sazinieties ar mums šodien!

Pasaules tērauda asociācija . (2023) .Tērauda statistikas gadagrāmata 2023.

Ghosh, A ., un Chatterjee, A . (2018) .Dzelzs veidošana un tērauda ražošana: teorija un prakse. phi mācīšanās .

Jones, j . a . t ., & bowman, b . (2020) .Elektriskā loka krāsns tērauda ražošana. AIST .

Dzelzs un tērauda tehnoloģija. (2021) . "EAFS.

Xi'an Huachang Metalurgical Technology Co ., Ltd .

Adrese:9. stāvs, C/Vanmetropolis ēka, nē .1 Tangyan Rd . Gaoxin rajons, Xi'an, Shaanxi province, Ķīna

Tālr. +86 029 8886 4421

Mob & WeChat & WhatsApp: +86 18729567376

Fakss:+86 029 8886 2650

E-pasts:sales3@xahcdl.com/ candiceyang@xahcdl.com

Vietne: www . hc-furnace . com