فولادسازی کوره قوس الکتریکی (EAF): آینده تولید فولاد پایدار

فولادسازی با کوره قوس الکتریکی (EAF) در چند سال گذشته اهمیت زیادی پیدا کرده است و به دنبال افزایش تقاضا برای شیوه‌های تولید متحمل محیط‌زیست، به عنوان رویکرد تولید اساسی برای تولید فولاد آینده می‌باشد. فرآیند فولادسازی کوره قوس الکتریکی ضایعات فولادی را به جای کوره اکسیژن پایه (BOF) با استفاده از برق برای تولید فولاد با کارایی بیشتر با انتشار کمتر ترجیح می دهد.

فرآیند فولادسازی با کوره قوس الکتریکی: بررسی اجمالی

انرژی الکتریکی فولادسازی کوره قوس الکتریکی با تشکیل قوس الکتریکی گرما تولید می کند که منجر به ذوب ضایعات فولاد می شود. فرآیند فولادسازی نیاز به تکمیل سه مرحله اساسی در طول عملیات خود دارد.

۱. شارژ کردن کوره – ضایعات فولادی همراه با آهن کاهش یافته مستقیم (DRI) در مرحله شارژ در کوره بارگیری می شود.

۲. فاز ذوب – قوس الکتریکی با قدرت بالا بین الکترودها برخورد می کند تا گرمای کافی برای همجوشی کامل ضایعات فلزی به فولاد ایجاد کند.

۳. پالایش – اکسیژن همراه با مواد دیگر از طریق دمیدن وارد کوره می شود تا ناخالصی ها را حذف کرده و ترکیب فولاد را حفظ کند.

فرآیند کوره قوس الکتریکی بازده انرژی بالایی را حفظ می کند زیرا ضایعات فولاد و همچنین آهن کاهش یافته مستقیم مواد قابل توجهی را نشان می دهد که در تولید فولاد در سراسر جهان استفاده می شود. تولیدکنندگان جدید در میان تولیدکنندگان فولاد در سراسر جهان این فناوری را برای ایجاد عملیات تولید فولاد پایدار مقرون به صرفه در کارخانه های کوچک انتخاب می کنند.

مزایای کلیدی فولادسازی با کوره قوس الکتریکی

• پایداری: تولید فولاد از طریق کوره قوس الکتریکی به لطف برق تجدیدپذیر به عنوان منبع انرژی، CO2 کمتری نسبت به روش های سنتی آزاد می کند.

• بهره وری انرژی: بهره وری انرژی کوره قوس الکتریکی از کوره اکسیژن پایه پیشی می گیرد زیرا باعث کاهش هزینه های عملیاتی همراه با مصرف کمتر انرژی می شود.

• انعطاف پذیری: فن آوری کوره قوس الکتریکی انعطاف پذیری بالایی را نشان می دهد زیرا مواد اولیه ضایعاتی متنوعی را می پذیرد که آن را قادر می سازد تحت تقاضاهای متغیر بازار و محدودیت های ورود مواد کار کند.

• سرمایه گذاری کمتر: کارخانه های کوره قوس الکتریکی نسبت به تسهیلات کوره اکسیژن پایه به سرمایه گذاری های راه اندازی کمتری نیاز دارند زیرا به حداقل سرمایه گذاری نیاز دارند که آنها را برای تسهیلات آینده و کارخانه های کوچکتر فولاد جذاب می کند.

کوره قوس الکتریکی در مقابل کوره اکسیژن پایه: یک تحلیل مقایسه ای

کوره اکسیژن پایه موقعیت خود را به عنوان رهبر جهانی در تولید فولاد حفظ می کند، اما فناوری کوره قوس الکتریکی همچنان به افزایش سهم بازار خود ادامه می دهد. تجزیه و تحلیل بین این روش ها نشان می دهد که کوره های قوس الکتریکی عملکرد برتر را در چندین زمینه کلیدی ارائه می دهند:

• هزینه مواد: عملیات کوره قوس الکتریکی در درجه اول به فولاد قراضه به عنوان ماده اصلی آن بستگی دارد در حالی که هزینه مواد کمتر از سنگ آهن و کک مورد نیاز برای کوره اکسیژن پایه باقی می ماند. قیمت مواد ضایعات فولادی تغییراتی را تجربه می کند که بر نرخ های بازار تأثیر می گذارد.

• انرژی مورد نیاز: تولید فولاد از طریق کوره قوس الکتریکی به انرژی کمتری برای تولید یک تن فولاد نسبت به کوره اکسیژن پایه علیرغم بازده عملیاتی آن نیاز دارد. این تسهیلات به شدت به قیمت برق بستگی دارد زیرا این نرخ ها نوسان را نشان می دهد.

• تأثیر محیطی: کوره قوس الکتریکی دارای حداقل تأثیر زیست محیطی است که با استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر برای برق، حتی کوچکتر می شود. مجموع انتشار CO2 از کارخانه های کوره قوس الکتریکی به میزان قابل توجهی کمتر از آنچه کارخانه های فولاد کوره اکسیژن پایه از طریق عملیات عادی ایجاد می کنند کاهش می یابد.

پیشرفت های فناوری در کوره قوس الکتریکی

پیشرفت های قابل توجهی در عملیات کوره قوس الکتریکی از طریق پیشرفت های فنی اخیر در سیستم های الکترود و سیستم های اتوماسیون و همچنین استراتژی های بهبود فرآیند ظاهر شده است. پیشرفت های قابل توجه عبارتند از:

• الکترودهای با راندمان بالا: مواد و طرح های جدید برای الکترودها دوام را بهبود بخشیده است که باعث افزایش طول عمر کوره و کاهش توقف تعمیرات می شود.

• اتوماسیون و هوش مصنوعی: از طریق پیاده سازی سیستم های خودکار و کنترل های فرآیند مبتنی بر هوش مصنوعی، هزینه های انرژی کاهش می یابد در حالی که توان تولید افزایش می یابد.

• کوره قوس الکتریکی با نیروی هیدروژن: یک مسیر توسعه پایدار برای فناوری کوره قوس الکتریکی شامل استفاده از هیدروژن به عنوان یک منبع سوخت جایگزین است که به نام کوره قوس الکتریکی با نیروی هیدروژن شناخته می شود. جایگزینی منابع انرژی با هیدروژن می تواند کاهش انتشار کربن گسترده تری را انجام دهد که کوره قوس الکتریکی را به عنوان یک روش دوستدار محیط زیست برتر برای فولادسازی آینده معرفی می کند.

کوره قوس الکتریکی و آینده صنعت فولاد

صنعت فلز توسعه مداوم برای تولید فولاد کوره قوس الکتریکی را طرح می کند زیرا تولید کنندگان در سراسر جهان تکنیک های تولید پایدار و مقرون به صرفه را انتخاب می کنند. تولیدکنندگان پیشرو فولاد سرمایه گذاری های قابل توجهی را برای بهبود کارخانه های فعلی کوره قوس الکتریکی و ایجاد تاسیسات جدید کوره قوس الکتریکی انجام می دهند.

علیرغم مزایای متعدد، تولید کوره قوس الکتریکی با دو مانع کلیدی روبرو می شود، زیرا پویایی صنعت ضایعات فولاد باعث ناپایداری می شود و کارکرد کوره های قوس الکتریکی مستلزم صرف انرژی بالایی است. پیشرفت‌های مداوم انرژی که شامل هیدروژن سبز می‌شود، کوره‌های قوس الکتریکی را احتمالاً به یک بازیگر اصلی در تلاش‌های کربن زدایی محیط زیست جهانی تبدیل می‌کند.

حمایت از صنایع و نوآوری ها

بخش کوره قوس الکتریکی به تجهیزات و ارائه دهندگان خدماتی نیاز دارد که کارایی عملیاتی را در کارخانه های فولاد حفظ کنند. رهبران بازار راه‌حل‌های فن‌آوری نوآورانه‌ای را ارائه می‌کنند که عملکرد کوره قوس الکتریکی را با پیشنهادات پیشرفته خود بهینه می‌کند.

• Air Products: شرکت گاز صنعتی Air Products به عنوان یک ارائه دهنده عمده راه حل هایی عمل می کند که فرآیند تولید کوره قوس الکتریکی را از طریق فناوری تزریق اکسیژن و خدمات تحویل نیتروژن و هیدروژن بهبود می بخشد.

• Vesuvius: شرکت تولیدی Vesuvius به عنوان یک تامین کننده پیشرو مواد نسوز کوره قوس الکتریکی در حالی که محصولات نسوز سازگار با کوره را برای دماهای شدید و شرایط خورنده تولید می کند.

• Primetals Technologies: Primetals Technologies راه حل هایی را برای اتوماسیون و طراحی کارخانه کوره قوس الکتریکی در کنار نرم افزار بهینه سازی عملیات برای تولیدکنندگان فولاد به منظور افزایش پایداری و کارایی عملیاتی توسعه می دهد.

نتیجه گیری: تسلط رو به رشد کوره قوس الکتریکی

صنعت فولاد با تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی به سمت جلو حرکت خواهد کرد زیرا ویژگی های پایداری را در کنار کاهش هزینه های سرمایه و عملیات کارآمد انرژی ارائه می دهد. تقاضای رو به رشد بازار برای روش‌های فولادی پایدار، اهمیت فناوری کوره قوس الکتریکی را افزایش می‌دهد، زیرا الزامات تولید جهانی را از طریق اقدامات سازگار با محیط زیست برآورده می‌کند. برای رقابتی ماندن در بخش فولاد خود، فولادسازان باید مزایای کوره قوس الکتریکی را همراه با چشم انداز آینده تولید فولاد آن ارزیابی کنند.

منبع: Steel Technology
برای مشاهده دانشنامه‌های بیشتر در زمینه فولاد و آهن آلات کلیک کنید