هل يستخدم فرن القوس الكهربائي الكثير من الكهرباء؟

أصبح فرن Arc Electric (EAF) حجر الزاوية في إنتاج الفولاذ المستدام ، حيث يوفر بديلاً أنظف لأفران الصهر التقليدية . ولكن سؤال واحد يبقى في أذهان القادمين الجدد والمحاربين القدامى على حد سواء:هل يستخدم EAF الكثير من الكهرباء؟الإجابة ليست بسيطة نعم أو لا تعتمد على كيفية قياس الكفاءة ، ومقارنة البدائل ، والاستفادة من التكنولوجيا .

في هذه المدونة ، سنفصل عن متطلبات الكهرباء من EAFs ، واستكشاف ما الذي يجعلها كثيفة الطاقة (أو فعالة بشكل مدهش) ، ونكشف عن استراتيجيات لتقليل بصمة الطاقة الخاصة بهم . ما إذا كنت تقوم بتقييم المعدات لمصنع جديد أو تحسين عملية موجودة ، فإن هذا الدليل سيوضح حقائق EAF الكهربائية {}

دعنا نخاطب الفيل في الغرفة مقدمًا: EAFs عبارة350-600 كيلو واط ساعة من الكهرباء لإنتاج طن واحد من الصلب السائلاعتمادًا على عوامل مثل جودة الخردة ، وتصميم الفرن ، والممارسات التشغيلية . لوضع هذا في منظورها الصحيح ، فهذا يكفي طاقة لتشغيل u . s .12-20 يومًا.

لكن، يروي هذا الرقم جزءًا فقط من القصة . عند مقارنته بصناعة الفولاذ المتكاملة (طرق فرن الصهر/طرق فرن الأكسجين الأساسية) ، غالبًا ما تستخدم EAFs60-70 ٪ أقل إجمالي الطاقةلأنها تتجاوز تخفيض خام الحديد المعتمد على الفحم . يكمن التمييز في المفتاح فينوع الطاقة: تعتمد EAFS اعتمادًا كبيرًا على الكهرباء ، بينما تستهلك أفران الصهر كميات هائلة من الوقود الأحفوري .

المصدر: الوكالة الدولية للطاقة (IEA) ، 2023

لفهم السببصنع الصلب EAFيتطلب الفرن كهرباء كبيرة ، دعنا نقوم بتفكيك وظيفتها الأساسية: ذوبان الصلب والخردة أو الحديد المخفض المباشر (DRI) .

فيزياء الأقواس الكهربائية

أقواس كهربائية تم إنشاؤها بين أقطاب الجرافيت ودرجات حرارة الشحن المعدني تتجاوز 3 ، 000 الدرجة (5،432 درجة f) . هذه المسائل الحرارية المكثفة خردة الصلب في 45-60 دقيقة ، مقارنة بالساعات في فرن الصهر .. إن توليد هذه الحرارة الشديدة كهربائيًا هو بطبيعته متعطش للطاقة .

المراحل الرئيسية لاستخدام الكهرباء

• ذوبان (70-80 ٪ من إجمالي الطاقة): تحويل الخردة الصلبة إلى الصلب السائل .
• التكرير (15-25 ٪): إزالة الشوائب مثل الكبريت والفوسفور .
• صيانة درجة الحرارة (5-10 ٪): الحفاظ على الصلب المنصهر ساخنًا أثناء التنصت .

على الرغم من أن EAFs فعالة حسب التصميم ، إلا أن بعض المتغيرات يمكن أن ترفع الكهرباء . فيما يلي ما يجب مشاهدته:

أ) جودة الخردة: السر القذر لنفايات الطاقة

• تحتوي الخردة المنخفضة الكثافة (E . g . ، السيارات المبشورة) على فجوات الهواء ، مما يجبر الفرن على العمل بجدية أكبر .
• تتطلب الخردة الملوثة (المعدن الزيتي أو المطلي) طاقة إضافية لحرق الشوائب .
• الحل: استثمر في الخردة المُصورة مسبقًا أو عالي الجودة أو استخدام أنظمة التسخين المسبق مثل Consteel® لتقليل وقت الذوبان .

ب) استهلاك الإلكترود: استنزاف صامت للطاقة

تتحلل أقطاب الجرافيت أثناء التشغيل ، مع زيادة المقاومة الأقطاب ذات الجودة الضعيفة وفقدان الطاقة .

نصيحة للمحترفين: أقطاب القوة العالية (UHP) تدوم لفترة أطول وتحافظ على استقرار القوس ، وخفض استخدام الطاقة بنسبة 3-5 ٪ .

ج) إمدادات الطاقة غير الفعالة

المحولات الأقدم وأنظمة الجهد الخاضعة للتنظيم الضعيف نفايات الطاقة . أفران قوس DC الحديثة تقلل من فقدان الإرسال عن طريق5–7%بالمقارنة مع أنظمة التيار المتردد .

د) عدم استرداد الحرارة

يمكن أن تصل غازات العادم EAF1،200-1،400 درجة-الحرارة التي يمكن أن تسخن الخردة أو توليد Steam .

تنبيه الابتكار: eaf anta eaf technologies primetals تصل إلى20 ٪ من حرارة النفايات، احتياجات الكهرباء الشباك الشباك .

على الرغم من أن EAFs تستخدم المزيد من الكهرباء ، إلا أن ملفهم الإجمالي للطاقة أكثر خضرة وغالبًا ما يكون أكثر فعالية من حيث التكلفة:

*يفترض 0 . 08/khwhelectricity0.08/kwhelectricityand100/ton coal.
المصدر: جمعية العالم للصلب ، 2022

الوجبات الجاهزة: EAFS Excel في المناطق ذات الضرائب الكهربائية والكربون بأسعار معقولة . على سبيل المثال ، u . s . mini-mills باستخدام EAFs Product at at150 دولار/طن أقلمن المطاحن المتكاملة في بعض الحالات .

إن تقليل فاتورة الطاقة الخاصة بـ EAF لا يتعلق فقط بتوفير الأموال ، إنه ضرورة تنافسية . فيما يلي كيف يفعل قادة الصناعة:

أ) الذوبان المحسّن

يستخدم Tenova's ieaf® التعلم الآلي لضبط مواقف القطب وطول القوس وتوزيع الطاقة في الوقت الحقيقي . النتيجة:8-12 ٪ أقل كيلوواط/طنوفتحات القطب أقل .

ب) ممارسة الخبث الرغوة

حقن الكربون والأكسجين يخلق طبقة خبث شمبانيا تعزل القوس ، مما يقلل من خسائر الإشعاع . وفورات الطاقة:20-30 كيلو واط/طن.

ج) الشحن الهجين

إن خلط DRI 20-30 ٪ مع الخردة يثبت العملية ، وتجنب طفرات الطاقة الناتجة عن جودة الخردة غير المتسقة .

د) الذهاب الأخضر مع مصادر الطاقة المتجددة

إقران EAFs مع الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح يعتمد على التبعية الشبكة . خطط H2 Green Steel السويد لتشغيل EAFs100 ٪ الطاقة الكهرومائية، قطع انبعاثات CO₂ إلى القريب من الصفر .

تعد التقنيات الناشئة بإعادة تعريف كفاءة EAF:

DRI المستند إلى الهيدروجين: يمكن أن يؤدي استبدال الغاز الطبيعي بالهيدروجين الأخضر في إنتاج DRI إلى القضاء على 95 ٪ من انبعاثات EAF غير المباشرة (تجارب Midrex H2 ™) .

أفران قوس التيار المستمر: تقلل هذه الأنظمة من وميض وفقدان الطاقة ، وتحقيق كفاءة كهربائية 92-95 ٪ مقابل. 85 - 88 ٪ لأفران التيار المتردد .

التوائم الرقمية: يساعد محاكاة عمليات الفرن في النماذج الافتراضية على تحسين استخدام الطاقة قبل تجارب العالم الحقيقي .

نعم ، يستهلك EAFS الكهرباء الكبيرة-لكنهم ما زالوامعظم خيار فعال الطاقة وقابل للتطويرلإنتاج الصلب المعاد تدويره . مع ترقيات ذكية ، يمكن للنباتات تحقيق شدة الطاقة منخفضة مثل300 كيلو واط/طن، تنافس حتى أفضل أفران الصهر .

في [اسم شركتك] ، نحن نقوم بتصنيع حلول EAF التي توازن متطلبات الطاقة مع الربحية . من أنظمة التحكم التي تعتمد على الذكاء الاصطناعي إلى وحدات استرداد الحرارة ، تساعدك تقنياتنا على إنتاج المزيد من الصلب مع طاقة أقل .

هل أنت مستعد لخفض تكاليف الكهرباء الخاصة بك وتصمة البصمة الكربونية؟ استكشف ابتكارات EAF الخاصة بنا واكتشف كيف نعيد تعريف الكفاءة في صناعة الصلب .

1. وكالة الطاقة الدولية (IEA) . (2023) .تحليل استهلاك الطاقة في قطاع الصلب.
2. جمعية الصلب العالمية . (2022) .مؤشرات الاستدامة لإنتاج الصلب.
3. Tenova . (2023) .ieaf®: ذوبان ذكي من أجل EAF الحديث.
4. Midrex Technologies . (2024) . *H2 ™ Hydrogen Dri Pilot Results *.

Xi'an Huachang Metallurgical Technology Co . ، Ltd .

عنوان:الطابق التاسع ، المبنى C/Vanmetropolis ، لا .1 Tangyan Rd . Gaoxin District ، Xi'an ، مقاطعة شانشي ، الصين

هاتف: +86 029 8886 4421

Mob & WeChat & Whatsapp: +86 18729567376

الفاكس:+86 029 8886 2650

بريد إلكتروني:sales3@xahcdl.com/ candiceyang@xahcdl.com

موقع إلكتروني: www . hc-furnace . com