لماذا تستخدم أفران القوس الكهربائي لصنع الصلب؟

Xi'an Huachang Metallurgical Technology Co . ، Ltd . هي شركة رائدة في صناعة المعادن في الصين ، متخصصة في التصميم والتصنيع والتسليم والدعم الفني لأصوات الأفران الكاملة ، ومرجع الأفران ، المراوغة ، المراوغة المفروشة ، أفران (SAF) .

خضعت صناعة الصلب لتحول كبير على مدار القرن الماضي ، حيث تحولت من أفران الصهر التقليدية إلى أساليب إنتاج أكثر كفاءة ومستدامة . في قلب هذا التغيير هو فرن القوس الكهربائي (صنع الصلب EAF) ، الذي يمثل الآن أكثر من 70 ٪ من إنتاج الصلب في U . s . وما يقرب من 30 ٪ على مستوى العالم (World Steel Association ، 2023) .

ولكن لماذا يتم تبني EAFs على نطاق واسع؟ ما الذي يجعلهم متفوقين على طرق صناعة الصلب التقليدية في العديد من التطبيقات؟ تستكشف هذه المقالة المزايا الرئيسية لصناعة الفولاذ EAF ، بما في ذلك كفاءة التكلفة ، والفوائد البيئية ، والمرونة التشغيلية ، مع معالجة حدودها . أيضًا

على عكس أفران الصهر ، التي تعتمد على خام الحديد ، وفحم الكوك ، والحجر الجيري ، يذوب EAFs في المقام الأول من الصلب المعاد تدويره باستخدام أقواس كهربائية عالية الطاقة . وهذا يجعلها الطريقة الأكثر استدامة لصنع الفولاذ المتاحة اليوم .

مزيج الشحن النموذجي:

80-100 ٪ من الصلب الخردة

الإضافات الاختيارية: الحديد المنخفض المباشر (DRI) ، الحديد الساخن الملموس (HBI) ، أو حديد الخنزير لمراقبة الجودة

عملية الانصهار:

تقوم أقطاب الجرافيت بإنشاء أقواس في 1،600–2 ، 000 درجة (2،912-3،632 درجة f) .

التكرير الكيميائي (lancing الأكسجين ، تشكيل الخبث) يزيل الشوائب .

• يقلل من تبعية التعدين (1 طن من الخردة يحفظ 1 . 5 أطنان من خام الحديد).
• تخفيضات انبعاثات CO₂ بنسبة 75 ٪ مقارنة بأفران الصهر (وكالة الطاقة الدولية) .
• انخفاض استهلاك الطاقة (~ 350-400 kwh/ton vs . ~ 20 gj/ton في طريق bf-bof) .

"EAFs هي العمود الفقري للاقتصاد الدائري في الصلب ، مما يحول منتجات نهاية الحياة إلى الصلب الجديد عالي الجودة ."- معهد إعادة تدوير الصلب

انخفاض تكاليف التشغيل

• لا توجد أفران فحم الكوك أو نباتات الصبغ المطلوبة (يقلل من الإنفاق الرأسمالي) .

• دورات إنتاج أسرع (يمكن أن تذوب EAFs في 40-60 دقيقة مقابل . 6 - 8 ساعات لأفران الصهر) .
• مصادر طاقة مرنة (يمكن استخدام الكهرباء الشبكية أو الطاقة المتجددة أو الأنظمة الهجينة) .

المقارنة: EAF vs . استخدام طاقة فرن الصهر

(المصدر: U . S . قسم الطاقة ، 2022)

بدء التشغيل السريع وإغلاقه

يجب تشغيل أفران الصهر بشكل مستمر (تستغرق الإغلاق أسابيع) .

يمكن تشغيل/إيقاف تشغيل EAFs في ساعات ، والتكيف مع الطلب في السوق وتسعير الكهرباء .

مجموعة واسعة من الدرجات الفولاذية

أثناء استخدامه تقليديًا للمنتجات الطويلة (حديد التسليح ، قضيب الأسلاك) ، فإن EAFs الحديثة تنتج الآن:

الصلب المسطح (عن طريق صب رفيع الانزلاق)

سبائك متخصصة (غير قابلة للصدأ ، فولاذ الأداة) عند إقرانها مع فرن مغرفة (LF) وتفريغ degassing (vd/vod) .

ميزة مطحنة صغيرة

يمكن أن تعمل Mini-Mills المستندة إلى EAF بشكل مربح عند 500 ، 000-2M Tons/Year ، في حين أن أفران الصهر تحتاج إلى 3M+ طن/سنة لتكون قابلة للحياة .

انخفاض بصمة الكربون

75 ٪ انبعاثات CO₂ أقل من BF-BOF .

لا مطلوب فحم الكوك (يلغي انبعاثات الميثان والكبريت) .

تقنيات التحكم في الانبعاثات

eafs الحديثة دمج:

• عوامل تصفية Baghouse (التقاط 99 ٪ من الغبار) .
• حقن الكربون (يقلل من Nox) .
• التسخين المسبق للخردة (يقطع استخدام الطاقة بنسبة 15-20 ٪) .

التوافق مع أهداف المناخ العالمية

تفضل آلية ضبط حدود الكربون في الاتحاد الأوروبي (CBAM) الفولاذ المنخفض الانبعاثات .

EAFs الخضراء (مدعوم من مصادر الطاقة المتجددة + الهيدروجين) ناشئة .

SMART EAFS (الذكاء الاصطناعي والأتمتة)

خوارزميات الانصهار التنبؤية تحسين استخدام الطاقة .

أنظمة تنظيم القطب تقلل من الاستهلاك .

تصميمات EAF الهجينة

تعزز شعلات الذروة الأكسجين معدلات الذوبان .

توافق DRI/HBI يحسن جودة الصلب .

الابتكارات المستقبلية

EAFs المستندة إلى الهيدروجين (صناعة الصلب صفر الكربون) .

ذوبان بمساعدة البلازما (كفاءة أعلى) .

في حين أن EAFs تهيمن على الإنتاج القائم على الخردة ، فإن لديهم بعض القيود:

• تبعية جودة الخردة (الملوثات مثل Cu/SN يمكن أن تضعف الصلب) .
• تكاليف الطاقة الأعلى في المناطق ذات الكهرباء باهظة الثمن .
• إنتاج فولاذ محدود للغاية غير عالي غير محدود دون تحسين ثانوي .

أفران القوس الكهربائي أسرع ونظافة وأكثر مرونة من أفران الصهر التقليدية ، مما يجعلها مثالية لـ:
✔ إعادة تدوير الصلب القائمة على الخردة
✔ مطحنة صغيرة منخفضة الرأسمالية
✔ مبادرات إزالة الكربون

نظرًا لأن صانعي الصلب يواجهون أنظمة انبعاثات أكثر صرامة وارتفاع تكاليف الطاقة ، سيستمر اعتماد EAF في النمو . للشركات التي تستكشف حلول EAF ، ويوفر فريقنا أفران مصممة خصيصًا مع أنظمة أتمتة واستعادة الطاقة المتقدمة .

مراجع

World Steel Association (2023) .الكتاب السنوي الإحصائي الصلب.

وكالة الطاقة الدولية (2022) .خريطة طريق للتكنولوجيا الحديد والصلب.

U . s . doe (2022) .أفضل الممارسات في صناعة الصلب EAF.

معهد إعادة تدوير الصلب (2023). تقرير الاقتصاد الدائري.

اتصل بنا

Xi'an Huachang Metallurgical Technology Co . ، Ltd .

العنوان: 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

لمزيد من التفاصيل ، اتصل بفريقنا المحترف للحصول على أفضل الحلول لمشروعك .

الاتصال الآن