Proces električne lučne peći (EAF) je široko korištena metoda u proizvodnji čelika, posebno u recikliranju otpadnog čelika. Poznato je po tome što je fleksibilniji i ekološki prihvatljiv od tradicionalne metode eksplozije. Jedan od najsutnijih faktora koji utječu na efikasnost i trošakPravljenje čelika EAFje njegova potrošnja električne energije. U ovom blogu ćemo istražiti koliko električne energije EAF troši po Tonni od čelika proizvedenog, faktori koji utječu na ovu potrošnju i kako industrija čelika radi na poboljšanju energetske efikasnosti.
1. Potrošnja električne energije EAF-a
U prosjeku, električna lučna peć (EAF) troši između 400 do 600 kWh (kilovat-sati) električne energije po toni proizvedenog čelika. Ovo je opći raspon, ali tačna potrošnja može varirati ovisno o nekoliko faktora poput vrste materijala koji se rastopi, veličine i dizajn peći i proizvodne prakse postrojenja za proizvodnju.
Razbijanje energetske upotrebe
Primarna potrošnja energije EAF-a pripisuje se tri ključne faze:
1.ScRap topljenje: Početni korak u EAF procesu uključuje korištenje električnih lukova za rastopiti čelik za otpad. Ovaj korak zahtijeva značajne količine električne energije za generiranje visokih temperatura (oko 1.600 stepeni ili 2.912 stepeni f) potrebne za rastopiti čelik.
2.Prosikla: Nakon što se čelik topi, prolazi do rafiniranja za uklanjanje nečistoća i prilagoditi hemijsku kompoziciju. Ovaj korak troši i struju, iako u nižoj stopi od faze topljenja.
3.Gat generacija: EAF proces također uključuje održavanje temperature unutar peći kako bi se spriječio čelik od učvršćivanja. Kontinuirana potreba za generacijom topline dodaje se ukupnoj potrošnji električne energije.
Ključne energetske metrike
1.Specifična potrošnja energije (SEC): To se odnosi na količinu potrošenog električne energije po toni proizvedenoj čelikom. Kao što je spomenuto, obično se kreće od 400 kWh do 600 kWh po toni čelika, ovisno o efikasnosti peći i vrsti ulaznih materijala.
2.Energetska upotreba po naboju: Svaki ciklus ili "punjenje" u peći može preuzeti bilo gdje od 1 do 3 sata, ovisno o veličini peći i količinu obrađenog otpada.
2. Čimbenici koji utječu na potrošnju električne energije
Nekoliko faktora utječe na količinu potrošenog električne energije u anPravljenje čelika EAFProces:
2.1 Vrsta sirovine
- Kvaliteta čelika za otpad: Što je viši kvalitet i homogenost otpadnog čelika, potrebna je manje energije za to. Kontaminanti poput plastike, gume ili obojenih metala (poput aluminija) povećavaju potrošnju energije jer zahtijevaju dodatnu toplinu za rastopiti i uzrokovati neželjene hemijske reakcije.
- Upotreba direktnog smanjenog željeza (DRI): Kada se čelik otpada dopunjuje izravnim smanjenim željezom (DRI), potrošnja energije može se malo povećati, jer DRI zahtijeva više energije u usporedbi s otpadom. Međutim, DRI može poboljšati i dosljednost proizvoda, što može biti važno za kvalitetnu proizvodnju čelika.
2.2 Efikasnost i tehnologija peći
- Peći dob i dizajn: Moderni Eafs opremljeni naprednim tehnologijama kao što su ubrizgavanje kisika, transformatori visokog učinkovitosti i precizniji sustavi regulacije temperature teže konzumiraju manje električne energije u odnosu na starije modele.
- Predgrevanje otpada: Neki EAF-ovi koriste tehnike zagrijavanja, poput korištenja izduvnih gasova za prethodnost otpadaka prije nego što uđe u peć. To smanjuje količinu električne energije potrebne za postizanje potrebnih temperatura za topljenje.
2.3 Proizvodne skale i prakse za punjenje
- Veličina serije: veće serije otpada mogu se često obraditi efikasnije, spuštajući potrošnju energije po toni čelika. Manje serije, međutim, mogu zahtijevati više energije u odnosu na količinu proizvedenog čelika.
- Proces punjenja: način na koji se materijali se dodaju u peć (tj. Metoda punjenja) također utječe na potrošnju energije. Na primjer, ako se otpad doda u manjim koracima, možda će zahtijevati češće grijanje, povećavajući upotrebu električne energije.
2.4 Sustavi za oporavak i oporavak topline
- Sistemi za oporavak energije: Mnoge moderne čelične biljke koriste sustave za oporavak energije koji hvataju toplinu iz peći i ponovo ih upotrijebite u drugim dijelovima biljke. To smanjuje ukupnu potrošnju električne energije EAF procesa i povećava cjelokupnu efikasnost biljaka.
3. Poboljšanje energetske efikasnosti u EAFS-u
Industrija čelika učinila je značajne korake u poboljšanju energetske efikasnosti električnih lučnih peći. Uz rastuće troškove energije i rastućih ekoloških briga, mnogi čelični proizvodi prihvaćaju nove tehnologije i prakse za nižu potrošnju električne energije.
3.1 Ubrizgavanje kisika i ogrebotine
- Ubrizgavanje kisika: ubrizgavanje kisika u peć može ubrzati sagorijevanje ugljika u čeličnom otpadu, čime se smanjuje količinu električne energije potrebne za postizanje željene temperature. Ovaj proces može smanjiti potrošnju energije do 20%.
- Otkaz za prethodno predgrevanje: Pregrijavanje otpadača pomoću vrućih plinova ili drugih metoda smanjuje količinu električne energije potrebne za podizanje temperature otpadaka, što može doprinijeti uštedi energije.
3.2 Napredni upravljački sistemi
- Optimizacija procesa: Moderni Eafs često dolaze sa naprednim upravljačkim sustavima koji optimiziraju struju lučnika, punjenje otpada i kontrolu temperature u realnom vremenu. Ovi sustavi osiguravaju da se energija koristi što efikasnije tokom cijelog ciklusa čelika.
3.3 Upotreba obnovljivih izvora energije
- Zelene čelične inicijative: Upotreba obnovljivih izvora energije poput solarne i vjetroelektrane za opskrbu električnom energijom za EAFS postaje sve češće u nastojanju da se umanji ugljenični otisak proizvodnje čelika. Neke biljke istražuju mogućnost korištenja zelenog vodika kao alternative prirodnom plinu ili uglju u proizvodnom postupku čelika, koji bi također mogao pomoći u smanjenju potrošnje električne energije, što je cjelokupno proces efikasnije.
Reference
1. Svjetska udruga od čelika. (2022). "Električna ručna peć za pranje čelika." Preuzeto sa worldsteel.org.
2. DT GLOVER & MKB LEE, "Potrošnja energije u električnom lučnom peći čeličnog pranja" "Časopis za istraživanje željeza i čelika, vol. 30, ne. 6, str. 545-552, 2021.
3. MK Zuckerman, "Energetska efikasnost i emisija u proizvodnji čelika: Fokus na električnu luku Peć," Čelični pregled, vol. 18, str. 25-30, 2020.