Koľko elektriny konzumuje elektrická oblúková pec (EAF) na tonu?

Proces elektrickej oblúkovej pece (EAF) je široko používaná metóda pri výrobe ocele, najmä pri recyklácii šrotu ocele . Je známe, že je flexibilnejšia a ekologickejšia ako tradičná metóda vysokej pecí .Výroba ocele EAFJe jej spotreba elektriny . V tomto blogu preskúmame, koľko elektriny, ktorú EAF spotrebuje na tonu vyrobenej ocele, faktory, ktoré ovplyvňujú túto spotrebu a ako oceľový priemysel pracuje na zlepšení energetickej účinnosti .

V priemere elektrická oblúková pec (EAF) spotrebúva medzi 400 až 600 kWh (kilowatthodiny) elektrickej energie na tonu ocele vyrobenej {{{}} Toto je všeobecný rozsah, ale presná spotreba ocele sa môže líšiť v závislosti od niekoľkých faktorov, ako je typ roztaveného materiálu, veľkosť a dizajn putorov a produkcia z ocele.

Rozdelenie spotreby energie
Primárna spotreba energie EAF sa pripisuje trom kľúčovým fázam:

1. Tavenie šrotu: Počiatočný krok v procese EAF zahŕňa použitie elektrických oblúkov na roztavenie ocele šrotu . Tento krok vyžaduje značné množstvo elektriny na vygenerovanie vysokých teplôt (okolo 1 600 stupňov alebo 2 912 stupňov F) potrebných na roztavenie ocele.
2. rafinácia: Po roztavení ocele sa podrobuje rafinácii, aby odstránil nečistoty a upravil chemické zloženie ., tento krok tiež spotrebúva elektrinu, hoci nižšou rýchlosťou ako fáza topenia .}}}}}}
3. Generovanie tepla: Proces EAF tiež zahŕňa udržiavanie teploty v peci, aby sa zabránilo tuhosti ocele . nepretržitá potreba generovania tepla sa zvyšuje k celkovej spotrebe elektrickej energie .

Kľúčové energetické metriky

1. Špecifická spotreba energie (Sec): To sa týka množstva spotrebovanej elektriny na tonu ocele vyrobenej ., zvyčajne sa pohybuje od 400 kWh do 600 kWh na tonu ocele, v závislosti od účinnosti pecí a typu vstupných materiálov {}}}}}}}}}}}}}
2. spotreba energie za nabíjanie: každý cyklus alebo „nabíjanie“ v peci môže trvať od 1 do 3 hodín, v závislosti od veľkosti pece a množstva spracovaného šrotu .

Niekoľko faktorov ovplyvňuje množstvo elektriny spotrebovanej vVýroba ocele EAFproces:

2.1 Typ suroviny

• Kvalita šrotu ocele: čím vyššia je kvalita a homogenita šrotu, tým menej energie je potrebná na jej roztavenie . kontaminantov, ako je plast, guma alebo neželezné kovy (napríklad hliník), zvyšujú spotrebu energie, pretože vyžadujú ďalšie teplo a spôsobujú nežiaduce chemické reakcie {{}}}
• Použitie priameho zníženého železa (DRI): Keď je šrot oceľ doplnený priamym zníženým železom (DRI), spotreba energie sa môže mierne zvýšiť, pretože DRI vyžaduje viac energie na topenie v porovnaní so šrotom {{}}, DRI však môže tiež zlepšiť konzistentnosť produktu, ktorý môže byť dôležitý pre vysoko kvalitnú výrobu ocele .

2.2 Efektívnosť a technológia pece

• Vek a dizajn pece: moderné EAFS vybavené pokročilými technológiami, ako je vstrekovanie kyslíka, vysokoúčinné transformátory a presnejšie systémy na reguláciu teploty, majú tendenciu konzumovať menej elektriny v porovnaní so staršími modelmi .
• Predhrievanie šrotu: Niektoré EAF používajú predhrievacie techniky, ako napríklad použitie výfukových plynov na predhrievanie šrotu pred tým, ako vstúpi do pece {{}} To znižuje množstvo elektriny potrebnej na dosiahnutie potrebných teplôt na topenie .

2.3 Výrobné a nabíjacie postupy

• Veľkosť dávky: Väčšie dávky šrotu sa môžu často spracovať efektívnejšie a znížiť spotrebu energie na tonu ocele . menšie šarže však môžu vyžadovať viac energie v porovnaní s množstvom vyrobenej ocele .
• Proces nabíjania: spôsob, akým sa materiály pridávajú do pece (i . e ., nabíjacia metóda) tiež ovplyvňuje spotrebu energie {{}}, ak je šrot pridaný v menších prírastkoch, môže to vyžadovať častejšie zahrievanie, zvyšovanie spotreby elektrickej energie .

2.4 Systémy na regeneráciu a regeneráciu tepla

• Systémy na regeneráciu energie: Mnoho moderných oceľových rastlín využíva systémy na regeneráciu energie, ktoré zachytávajú teplo z pece a opätovne ho používajú v iných častiach závodu . To znižuje celkovú spotrebu elektrickej energie procesu EAF a zvyšuje celkovú účinnosť rastlín .

Oceľový priemysel urobil významné pokroky v zlepšovaní energetickej účinnosti elektrických oblúkových pecí . s rastúcimi nákladmi na energiu a rastúcimi environmentálnymi obavami, mnohí výrobcovia ocele prijímajú nové technológie a postupy na zníženie spotreby elektrickej energie .

3.1 Vstrekovanie kyslíka a predhrievanie šrotu

• Injekcia kyslíka: Injekcia kyslíka do pece môže urýchliť spaľovanie uhlíka v oceľovom šrote, čím sa zníži množstvo elektrickej energie potrebnej na dosiahnutie požadovanej teploty . Tento proces môže znížiť spotrebu energie až o 20%.
• Predhrievanie šrotu: Predhrievanie šrotu pomocou horúcich plynov alebo iných metód znižuje množstvo elektriny potrebnej na zvýšenie teploty šrotu, čo môže prispieť k úsporám energie .

3.2 Advanced Control Systems

• Optimalizácia procesu: Moderné EAFS často prichádzajú s pokročilými kontrolnými systémami, ktoré optimalizujú oblúkový výkon, nabíjanie šrotu a reguláciu teploty v reálnom čase . Tieto systémy zabezpečujú, aby sa energia použila čo najvýhodnejšie počas celého výrobného cyklu ocele .

3.3 využívanie obnoviteľnej energie

• Iniciatívy zelenej ocele: Využívanie obnoviteľných zdrojov energie, ako je solárna a veterná energia na dodávku elektriny EAFS, sa stáva častejším v snahe znížiť uhlíkovú stopu výroby ocele . Niektoré rastliny skúmajú možnosť použitia zeleného vodíka ako alternatívy k zemnému plynu. energeticky efektívne .

1. World Steel Association . (2022) .} "Proces výroby ocele s elektrickým oblúkom ." Zdrojovaný z Worldsteel . org.}}}}}}}}}}}}}}}}
} pp . 545-552, 2021.
3. m . k . Zuckerman, "energetická účinnosť a emisie v oceli: Zamerajte sa na elektrický oblúkový pec,"