Hversu mikið rafmagn neytir rafmagns bogaofn (EAF) á hvert tonn?

Rafknúið bogaofn (EAF) er mikið notað aðferð við stálframleiðslu, sérstaklega við endurvinnslu ruslstáls . Það er þekkt fyrir að vera sveigjanlegri og umhverfisvænni en hefðbundin sprengjuaðferð . einn mikilvægasti þáttur sem hefur áhrifEAF stálframleiðslaer rafmagnsnotkun þess . Í þessu bloggi munum við kanna hversu mikið rafmagn EAF neytir á hvert tonn af stáli framleitt, þá þætti sem hafa áhrif á þessa neyslu og hvernig stáliðnaðurinn vinnur að því að bæta orkunýtni .

Að meðaltali neytir rafmagns bogaofn (EAF) á bilinu 400 til 600 kWh (kilowatt-klukkustundir) af rafmagni á tonn af stáli sem framleitt er . Þetta er almennt svið, en nákvæm neysla getur verið mismunandi eftir nokkrum þáttum eins og tegundinni sem er bráðnað, stærð og hönnun á ofni og framleiðsluhætti stálverksmiðjunnar.}

Að brjóta niður orkunotkunina
Aðal orkunotkun EAF er rakin til þriggja lykilfasa:

1. ruslbráðnun: Upphafsskrefið í EAF ferlinu felur í sér að nota rafmagns boga til að bræða ruslstál . þetta skref krefst verulegs magns af rafmagni til að búa til hátt hitastig (um 1.600 gráðu eða 2,912 gráðu f) sem þarf til að bráðna stálið.}}}}}}}}}}}}}
2. Refining: Eftir að stálið er bráðnað gengur það undir að betrumbæta að fjarlægja óhreinindi og stilla efnasamsetningu . þetta skref eyðir einnig rafmagni, þó að með lægri hraða en bræðslufasinn .}
3. Hita kynslóð: EAF ferlið felur einnig í sér að viðhalda hitastiginu innan ofnsins til að koma í veg fyrir að stálið storkni . Stöðug þörf fyrir hitaöflun bætir heildar raforkunotkun .

Lykilorka mælikvarði

1. Sértæk orkunotkun (sek): Þetta vísar til þess rafmagns sem neytt er á hvert tonn af stáli framleitt . Eins og getið er, er það venjulega á bilinu 400 kWst til 600 kWst á tonn af stáli, fer eftir skilvirkni ofnum og gerð innsláttarefnis .
2. orkunotkun á hleðslu: Hver lota eða „hleðsla“ í ofninum getur tekið hvar sem er frá 1 til 3 klukkustundum, allt eftir stærð ofnsins og magn ruslsins sem er unnið .

Nokkrir þættir hafa áhrif á það magn rafmagns sem neytt er íEAF stálframleiðslaferli:

2.1 Tegund hráefnis

• Skrapstálgæði: Því hærra sem gæði og einsleitni ruslstálsins, því minni orka er nauðsynleg til að bræða það . Mengun eins og plast, gúmmí eða ekki eldra málmar (eins og áli) auka orkunotkun vegna þess að þau þurfa viðbótarhita til að bráðna og valda óverðugri efnafræðilegum viðbrögðum.}}
• Notkun beinna minnkaðs járns (DRI): Þegar ruslstáli er bætt við beint minnkað járn (DRI) getur orkunotkunin aukist lítillega, þar sem DRI krefst meiri orku til að bráðna samanborið við rusl . Hins vegar getur DRI einnig bætt samkvæmni vörunnar, sem getur verið mikilvægt fyrir hágæða stálframleiðslu .

2.2 Skilvirkni og tækni ofni

• Ofnsaldur og hönnun: Nútíma EAF búin háþróaðri tækni eins og súrefnissprautun, hágæða spennubreytara og nákvæmari hitastýringarkerfi hafa tilhneigingu til að neyta minna rafmagns miðað við eldri gerðir .
• Forhitun rusl: Sumir EAF nota forhitunaraðferðir, svo sem að nota útblástursloft til að forhita ruslið áður en það fer inn í ofninn . Þetta dregur úr því magni sem þarf til að ná nauðsynlegum hitastigi til að bráðna .}

2.3 Framleiðsluskala og hleðsluhættir

• Oft er hægt að vinna úr hópastærð: Oft er hægt að vinna úr stærri lotu af rusli á skilvirkari hátt og lækka orkunotkun á hvert tonn af stáli . Minni lotur geta þó þurft meiri orku miðað við magn stáls sem framleitt er .
• Hleðsluferli: Leiðinni er bætt við ofni (i . e ., hleðsluaðferð) hefur einnig áhrif á orkunotkun . til dæmis, ef ruslið er bætt við í minni þrepum, getur það krafist tíðari upphitunar, hækkunar raforku notkunar.}

2.4 Hitakerfi og endurheimtarkerfi

• Orkubatarkerfi: Margar nútíma stálverksmiðjur nota orku endurheimtarkerfi sem fanga hita úr ofninum og endurnýta það í öðrum hlutum plöntunnar . Þetta dregur úr heildar raforkunotkun EAF ferlisins og eykur heildarvirkni plöntu .

Stáliðnaðurinn hefur náð verulegum skrefum í að bæta orkunýtni rafmagns bogaofna . með hækkandi orkukostnaði og vaxandi umhverfisáhyggjum, eru margir stálframleiðendur að nota nýja tækni og venjur til að lækka rafmagnsnotkun .

3.1 Súrefnissprautun og skrap forhitun

• Súrefnissprautun: Að sprauta súrefni í ofninn getur flýtt fyrir brennslu kolefnis í stál ruslinu og þannig lækkað rafmagnsmagn sem þarf til að ná tilætluðum hitastigi . Þetta ferli getur dregið úr orkunotkuninni um allt að 20%.}
• Skorið Forhitun: Forhitun rusl með heitum lofttegundum eða öðrum aðferðum dregur úr rafmagni sem þarf til að hækka hitastig ruslsins, sem getur stuðlað að orkusparnað .

3.2 Ítarleg stjórnkerfi

• Ferli hagræðing: Nútíma EAF eru oft með háþróað stjórnkerfi sem hámarka bogakraft, ruslhleðslu og hitastýringu í rauntíma . Þessi kerfi tryggja að orka sé notuð eins skilvirk og mögulegt er á öllu stálframleiðslulotunni .

3.3 Notkun endurnýjanlegrar orku

• Grænt stálátaksverkefni: Notkun endurnýjanlegra orkugjafa eins og sólar- og vindorku til að veita rafmagn til EAFs er að verða algengari í viðleitni til að draga úr kolefnisspori stálframleiðslu . Sumar plöntur eru að kanna möguleikann á að nota grænt vetni sem val á náttúrulegu gasi eða kolum í stálframleiðslu meira, sem einnig hjálpar til við að draga úr raforku neyslu óbeinu með því að gera heildarferlið meira. Orkunýtni .

1. World Steel Association . (2022) . "Electric Arc Furnace SteelMaking Process ." Sótt úr WorldSteel . org .
2. d . t . glover & m . k . b . lee, "Orkunotkun í rafmagnsbogar stálframleiðslu," Journal of Iron and Steel Research Internation bls . 545-552, 2021.
3. m . k . zuckerman, "Orkunýtni og losun í stálframleiðslu: einbeittu þér að rafmagns bogaofni," Stáltækni endurskoðun, bindi {{3}, bls . 25-30, 2020.}, bls. 25-30,2020.}