กระบวนการ Electric Arc Furnace (EAF) เป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเหล็กโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการรีไซเคิลเหล็กเศษเหล็ก . เป็นที่รู้จักกันดีว่ามีความยืดหยุ่นและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากกว่าวิธีการระเบิดแบบดั้งเดิม . หนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดการทำเหล็ก Eafการใช้ไฟฟ้าของมันคือ . ในบล็อกนี้เราจะสำรวจว่า EAF ไฟฟ้าใช้ไฟฟ้ามากน้อยเพียงใดต่อตันของเหล็กที่ผลิตปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการบริโภคนี้และวิธีการที่อุตสาหกรรมเหล็กทำงานเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน .}}
1. การใช้ไฟฟ้าของ EAF
โดยเฉลี่ยแล้วเตาอาร์คไฟฟ้า (EAF) ใช้ไฟฟ้าระหว่าง 400 ถึง 600 kWh (กิโลวัตต์ชั่วโมง) ไฟฟ้าต่อตันของเหล็กที่ผลิต . นี่เป็นช่วงทั่วไป แต่การบริโภคที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่าง
ทำลายการใช้พลังงาน
การใช้พลังงานหลักของ EAF นั้นมีสาเหตุมาจากสามขั้นตอนสำคัญ:
1. การหลอมละลาย: ขั้นตอนเริ่มต้นในกระบวนการ EAF เกี่ยวข้องกับการใช้ส่วนโค้งไฟฟ้าเพื่อละลายเศษเหล็ก .} ขั้นตอนนี้ต้องใช้ไฟฟ้าจำนวนมากเพื่อสร้างอุณหภูมิสูง (ประมาณ 1,600 องศาหรือ 2,912 องศา f)
2. การกลั่น: หลังจากเหล็กละลายแล้วมันผ่านการกลั่นเพื่อกำจัดสิ่งเจือปนและปรับองค์ประกอบทางเคมี . ขั้นตอนนี้ยังใช้กระแสไฟฟ้าแม้ว่าในอัตราที่ต่ำกว่าระยะการหลอมละลาย .}}}}}
3. การสร้างความร้อน: กระบวนการ EAF ยังเกี่ยวข้องกับการรักษาอุณหภูมิภายในเตาเพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กแข็งตัว . ความต้องการอย่างต่อเนื่องสำหรับการสร้างความร้อนเพิ่มการใช้ไฟฟ้าโดยรวม .}
ตัวชี้วัดพลังงานสำคัญ
1. การใช้พลังงานเฉพาะ (วินาที): นี่หมายถึงปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ต่อเหล็กตันที่ผลิต . ตามที่กล่าวไว้โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 400 kWh ถึง 600 kWh ต่อตันของเหล็กขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเตาเผาและประเภทของวัสดุอินพุต
2. การใช้พลังงานต่อประจุ: แต่ละรอบหรือ "ชาร์จ" ในเตาเผาสามารถใช้เวลาได้ทุกที่ตั้งแต่ 1 ถึง 3 ชั่วโมงขึ้นอยู่กับขนาดของเตาเผาและปริมาณเศษซากที่ถูกประมวลผล .
2. ปัจจัยที่มีผลต่อการใช้ไฟฟ้า
มีหลายปัจจัยที่มีผลต่อปริมาณไฟฟ้าที่ใช้ในการทำเหล็ก Eafกระบวนการ:
2.1 ประเภทของวัตถุดิบ
- คุณภาพของเหล็กกล้าเศษเหล็ก: ยิ่งคุณภาพและความสม่ำเสมอของเศษเหล็กที่สูงขึ้นพลังงานที่น้อยกว่าจะต้องละลายมัน . สารปนเปื้อนเช่นพลาสติกยางหรือโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก (เช่นอลูมิเนียม) เพิ่มการใช้พลังงานเพราะต้องการความร้อนเพิ่มเติม
- การใช้เหล็กที่ลดลงโดยตรง (DRI): เมื่อเหล็กกล้าเศษซากเสริมด้วยเหล็กลดลงโดยตรง (DRI) การใช้พลังงานอาจเพิ่มขึ้นเล็กน้อยเนื่องจาก DRI ต้องการพลังงานมากขึ้นในการละลายเมื่อเทียบกับเศษเหล็ก . อย่างไรก็ตาม DRI ยังสามารถปรับปรุงความสอดคล้องของผลิตภัณฑ์ซึ่งอาจเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการผลิตเหล็กคุณภาพสูง
2.2 ประสิทธิภาพและเทคโนโลยีของเตาหลอม
- อายุและการออกแบบเตาหลอม: EAFS ที่ทันสมัยมาพร้อมกับเทคโนโลยีขั้นสูงเช่นการฉีดออกซิเจนหม้อแปลงประสิทธิภาพสูงและระบบควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำยิ่งขึ้นมีแนวโน้มที่จะใช้ไฟฟ้าน้อยลงเมื่อเทียบกับรุ่นเก่า .}
- การอุ่นเศษซาก: EAFS บางตัวใช้เทคนิคการอุ่นเครื่องเช่นการใช้ก๊าซไอเสียเพื่ออุ่นเศษซากก่อนที่จะเข้าสู่เตาเผา . สิ่งนี้จะช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นในการเข้าถึงอุณหภูมิที่จำเป็นสำหรับการละลาย .}}}
2.3 ระดับการผลิตและแนวทางปฏิบัติในการชาร์จ
- ขนาดแบทช์: เศษซากที่ใหญ่กว่ามักจะสามารถประมวลผลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นลดการใช้พลังงานต่อตันของเหล็ก . อย่างไรก็ตามแบทช์ขนาดเล็กอาจต้องใช้พลังงานมากขึ้นเมื่อเทียบกับปริมาณของเหล็กที่ผลิต .}}}
- กระบวนการชาร์จ: วิธีการเพิ่มวัสดุลงในเตาเผา (i . e ., วิธีการชาร์จ) ยังส่งผลกระทบต่อการใช้พลังงาน . ตัวอย่างเช่นหากมีการเพิ่มเศษซากที่เล็กลง
2.4 ระบบการกู้คืนความร้อนและการกู้คืน
- ระบบการกู้คืนพลังงาน: โรงงานเหล็กสมัยใหม่หลายแห่งใช้ระบบการกู้คืนพลังงานที่จับความร้อนจากเตาเผาและนำกลับมาใช้ใหม่ในส่วนอื่น ๆ ของโรงงาน . สิ่งนี้จะช่วยลดการใช้ไฟฟ้าโดยรวมของกระบวนการ EAF และเพิ่มประสิทธิภาพของพืชโดยรวม .}}}}}}
3. การปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานใน EAFS
อุตสาหกรรมเหล็กมีความก้าวหน้าอย่างมีนัยสำคัญในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของเตาเผาอาร์คไฟฟ้า . ด้วยต้นทุนพลังงานที่เพิ่มขึ้นและความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นผู้ผลิตเหล็กหลายรายกำลังใช้เทคโนโลยีและแนวทางปฏิบัติใหม่เพื่อลดการใช้ไฟฟ้า .}}
3.1 การฉีดออกซิเจนและการอุ่นเศษซาก
- การฉีดออกซิเจน: การฉีดออกซิเจนเข้าไปในเตาเผาสามารถเร่งการเผาไหม้ของคาร์บอนในเศษเหล็กซึ่งจะช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการ . กระบวนการนี้สามารถลดการใช้พลังงานได้มากถึง 20%.}}}}}
- การอุ่นเครื่องเศษซาก: การอุ่นเศษซากโดยใช้ก๊าซร้อนหรือวิธีการอื่น ๆ ช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นในการเพิ่มอุณหภูมิของเศษซากซึ่งสามารถนำไปสู่การประหยัดพลังงาน .
3.2 ระบบควบคุมขั้นสูง
- การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ: EAFS ที่ทันสมัยมักจะมาพร้อมกับระบบควบคุมขั้นสูงที่เพิ่มประสิทธิภาพพลังงานอาร์คการชาร์จเศษซากและการควบคุมอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ . ระบบเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าพลังงานจะถูกใช้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่จะทำได้ในระหว่างรอบการผลิตเหล็กทั้งหมด .}}}}}}
3.3 การใช้พลังงานหมุนเวียน
- ความคิดริเริ่มของเหล็กสีเขียว: การใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมในการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับ EAFS กำลังกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้นในความพยายามที่จะลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ประหยัดพลังงาน .
การอ้างอิง
1. World Steel Association . (2022) . "กระบวนการผลิตเหล็กอาร์คอาร์คไฟฟ้า ." ดึงมาจาก Worldsteel . org .}}}
2. d . t . glover & m . k . b . ลี, "การบริโภคพลังงานในการสร้างเหล็กอาร์ค pp . 545-552, 2021.
3. m . k . Zuckerman, "ประสิทธิภาพการใช้พลังงานและการปล่อยมลพิษในการผลิตเหล็ก: มุ่งเน้นไปที่เตาอาร์คไฟฟ้า" การทบทวนเทคโนโลยีเหล็ก, vol . 18, pp . 25-30,2020.