Koks yra EAF šilumos balansas?

Elektrinis lanko krosnis (EAF) yra mušanti šiuolaikinio plieno gamybos širdis, atsakinga už tai, kad kai kuriuose regionuose būtų pagaminta daugiau nei 70% pasaulio plieno. Tačiau už savo riaumojančių lankų ir išlydyto metalo yra kritinė koncepcija, lemianti jo efektyvumą, ekonomiškumą ir poveikį aplinkai:Šilumos balansas.

Jei esate plieno gamintojas, gamyklos vadovas ar inžinierius, šilumos balanso supratimas nėra vien tik techninis žargonas-tai raktas į energijos taupymo atradimo, veiklos išlaidų mažinimo ir tvarumo tikslų įgyvendinimo mažinimą. Šiame straipsnyje mes išskaidysime „Hee Balance“ mokslą EAF, ištirsime jo praktinius padarinius ir pasidalysime įgyvendinamomis strategijomis, kad būtų optimizuotas jūsų krosnies veikimas.

Šilumos balansas reiškia pusiausvyrą tarp energijos įėjimų ir išėjimų elektrinėje lanko krosnyje plieno gamybos metu. Paprasčiau tariant, tai yra visos energijos, įeinančios ir išeinančios iš sistemos, apskaita. Kai optimizuojama šilumos balansas, energija efektyviai sunaudojama, kad ištirptų laužą, patikslintų plieną ir sumažintų atliekas. Netinkamai valdant, tai sukelia didėjančias sąskaitas už elektrą, elektrodų susidėvėjimą ir net krosnies pažeidimus.

Šilumos balanso lygtis

Iš esmės šilumos balansas atitinka pirmąjį termodinamikos dėsnį:Energijos negalima kurti ar sunaikinti tik transformuoti. EAF tai reiškia:

Bendras energijos įvestis=Bendras energijos išėjimas + nuostoliai

1. Elektros energija (60–75% viso įvesties)

Pagrindinis energijos šaltinis EAF yra iš elektrinio lanko, suformuoto tarp grafito elektrodų ir metalo laužo. Tipiškas modernusEAF plieno gamybaSuvartoja 350–400 kWh už toną skysto plieno, atsižvelgiant į laužo kokybę ir eksploatavimo praktiką.

Smagus faktas: elektrinio lanko temperatūra gali viršyti 3500 laipsnių, o ne Saulės paviršių!

2. Cheminė energija (15–30%)

Egzoterminės cheminės reakcijos sukelia didelę šilumą:

Anglies oksidacija: Deguonies ar anglies įpurškimas sukelia šilumą per reakcijas, tokias kaip:

C+O2 → Co 2+ šiluma (393,5 kJ/mol) C+O2 → CO2+šiluma (393,5 kJ/mol)

Po įkalbėjimo: „Burning CO“ dujos krosnies atmosferoje atgauna energiją.

3. Fizinė energija (5–10%)

Įkaitintas laužas: Laužo šildymas iki 500–600 laipsnių per atliekų atkūrimo sistemas sumažina elektrinę paklausą.

Karštas metalas (DRI/HBI): Tiesiogiai sumažinta geležis (DRI) arba karšta briketinė geležis (HBI), įkrauta aukštoje temperatūroje, sumažina lydymosi energiją.

1. Naudinga energija (60–70%)

Tai energija, kurią sugeria plieno gamybos procesas:

Šildymas ir lydymosi laužas(1200–1 600 laipsnių)

Perkaitinantis išlydytas plienas

Šlako formavimas(endoterminės reakcijos)

2. Energijos nuostoliai (30–40%)

Neveiksmingumas atsiranda iš:

Neišleidžiant nuostolių (15–25%): Karštos dujos, išeinančios iš krosnies, neša šilumą. Šiuolaikiniai EAF atkuria tai per dujomis aušinamus gaubtus arba šilumos katilus.

Aušinimo vandens nuostoliai (5–10%): Vandens aušinimo sistemos skydeliams, stogams ir elektrodams išsklaido šilumą.

Radiacija ir konvekcija (5–8%): Šiluma pabėga per krosnių sienas ir angas.

Elektrodų nuostoliai (2–4%): Energija, prarasta kaip elektrodai, oksiduoja arba sulaužo.

1. Išlaidų taupymas

Kiekvienas 1% šilumos pusiausvyros efektyvumo pagerėjimas gali sutaupyti50, 000 - 50, 000 - 100, 000 per metusVidutinio dydžio EAF, gaminančiai 500, 000 tonos per metus.

2. Tvarumas

Optimizuotas šilumos balansas sumažina CO₂ išmetimą. Pvz., Naudojant 30% DRI, o ne 100% metalo laužo išmetimą, 50%, tačiau reikia kruopštaus šilumos valdymo.

3. Krosnies gyvenimo trukmė

Per dideli šilumos nuostoliai įtempiami ugniai atspindintys pamušalai ir aušinimo sistemos, dėl kurių neplanuotos prastovos.

1. Iššildymas laužu

Įkaitinus laužą iki 600 laipsnių, naudojant „Off-Gas“ šilumą20–30%.„ConteLEL® EAF“Sistema yra įrodytas pavyzdys, pasiekiantis 310 kWh/tonų efektyvumą.

Atvejo analizė: Turkijos plieno gamykla sumažino energijos suvartojimą nuo 410 iki 340 kWh/tonos, sumontavus laužo įkaitį (šaltinis: Šaltinis:Geležies ir plieno technologija, 2021).

2. Deguonies ir anglies injekcija

Išmanioji injekcija subalansuoja cheminę energiją:

Deguonis LancingPagreitinasi laužo lydymas ir skatina CO po degimo.

Anglies putosSukuria izoliacinius šlako sluoksnius, sumažindamas spinduliavimo šilumos nuostolius.

3. Šilumos atsigavimas be dujų

Tokios sistemos kaip„Ecoarc ™“Fiksuokite dujas nuo 1200 laipsnių, kad gautumėte garo ar įkaitinimo laužą, padidindami efektyvumą 10–15%.

4. Dinaminis proceso valdymas

AI varomos sistemos reguliuoja įtampą, elektrodo padėtį ir deguonies srautą realiuoju laiku. Pavyzdžiui,Danieli's Q-MeltOptimizuoja lydalo greitį, tuo pačiu sumažinant energijos suvartojimą.

5. Ugniai atspari optimizavimas

Pažangios medžiagos kaipMGO-C plytosAtlaisvinkite aukštesnę temperatūrą, sumažindama aušinimo poreikius.

1. Žemos kokybės laužas

Užterštas laužas (pvz., Vario, cinko) padidina šlako formavimąsi ir energijos suvartojimą. Rentgeno spindulių rūšiavimo sistemos patinkaSteinert XSS tPadėkite tai sušvelninti.

2. Atsinaujinančios energijos integracija

Naudojant pertraukiamus vėjo/saulės energijos galią, reikia lanksčių EAF operacijų. Tokie sprendimaiDC lanko krosnys (e.g., SMS grupės kvantinis EAF) Stabilizuokite lanko elgseną įtampos svyravimų metu.

3. Vandenilio pagrindu pagaminta plieno gamyba

Būsimi EAF gali naudoti vandenilį kaip reduktorių. Tyrimai rodo, kad vandenilio įpurškimas gali sumažinti išmetamųjų teršalų kiekį 80%, tačiau šilumos balanso modeliai turi prisitaikyti prie didelio liepsnos greičio ir mažo tankio.

Šilumos balanso įsisavinimas nėra vien tik lygtys-apie taiMaksimalus IGtuo pačiu link ekologiškesnio plieno. Taikydami tokias technologijas kaip išankstiniai pašildymai, AI kontrolė ir šilumos atkūrimas atliekų, jūsų augalas gali pasiekti:

• Energijos taupymas: 15–25% mažesnis kWh/tonas
• Išlaidų sumažėjimas: 10–10–20/tonas veiklos išlaidų
• Aplinkos laikymasis: atitikkite anglies mokesčio ir ESG tikslus

AtXi'an Huachang, Mes specializuojamės EAF ir LF/VD/VOD sistemose, sukurtomsTikslus šilumos valdymas. Nuo patobulintų dujų atkūrimo gaubtų iki intelektualiojo proceso automatizavimo, mūsų sprendimai yra pritaikyti jūsų gamybos tikslams.

Pasiruošę optimizuoti krosnies šilumos balansą?Susisiekite su mumis šiandien!

Pasaulio plieno asociacija. (2023).Plieno statistikos metraštis 2023.

Ghosh, A., ir Chatterjee, A. (2018).Geležies ir plieno gamyba: teorija ir praktika. Phi mokymasis.

Jones, Jat ir Bowman, B. (2020).Elektrinis lanko krosnies plieno gamyba. AIST.

Geležies ir plieno technologija. (2021). "Laužo įkaitinimas EAFS: Europos ir Azijos atvejų tyrimai".

„Xi'an Huachang Metalurgical Technology Co., Ltd.“

Adresas:9 aukštas, pastatas C/VanMetropolis, Nr. 1 Tangyan Rd. Gaoksino rajonas, Xi'an, Shaanxi provincija, Kinija

Tel: +86 029 8886 4421

„Mob & WeChat & WhatsApp“: +86 18729567376

Faksas:+86 029 8886 2650

El. Paštas:sales3@xahcdl.com/ candiceyang@xahcdl.com

Svetainė: www.hc-furnace.com