Металлургия » Электрометаллургия стали » Экономическая эффективность различных технологических процессов нагрева металлозавалки.

Экономическая эффективность различных технологических процессов нагрева металлозавалки.

 (голосов: 0)
Экономическая эффективность различных технологических процессов нагрева металлозавалки. Экономическая эффективность различных технологических процессов нагрева металлозавалки.
При подходе к выбору технологических вариантов для дальнейшей их проработки необходимо рассмотреть общие затраты энергии на производство одной тонны стали по всем процессам, предварительно оценить их технологичность, промышленное внедрение, сортаментные возможности, безопасность и стоимость. Общим во всех технологических процессах является стремление использовать источники энергии альтернативные электрической.
При применении для выплавки стали дуговых электросталеплавильных печей имеет место традиционное стремление к снижению расхода электроэнергии.
При ознакомлении с характеристикой печи на этот показатель в первую очередь обращается внимание. При этом упускается из вида, что другие источники энергии (кокс, уголь, природный газ, нефть, чугун и т. д.) могут иметь (и как далее будет видно, и имеют) меньший коэффициент полезного использования тепла по сравнению с электрическим. В конечном итоге проблема может перейти из технологической в экономическую, т. е. в сопоставлении расходов и стоимости различных источников энергии для выплавки одной тонны стали.
Для расплавления одной тонны металлического лома необходимо затратить:
1000(0,167x1550 + 65)= 315500 ккал (1322 МДж)
где: 1000 — количество лома в кг.
0,167 — теплоемкость стали в ккал/кг °С,
1550 — температура металла после расплавления, °С,
6 — скрытая теплота плавления стали, ккал/кг,
Или 1322:3,6= 367кВт-ч/т.
где 1 кВт-ч = 3.6 МДж.
На основании паспортных данных, подтвержденных опытом эксплуатации современных дуговых электросталеплавильных печей без применения топливно-кислородных горелок, на расплавление одной тонны металлического лома затрачивается 420 кВтч. Тогда полезное использование тепла электрической энергии в период плавления составит:
(367 : 420)х100 % = 87,4 %
Энергия, подводимая в дуговую электросталеплавильную печь топливно-кислородными горелками, не может быть беспредельной. Это связано с тем, что в окислительной атмосфере продуктов сжигания топлива наряду с нагревом металлического лома происходит интенсивное его окисление, особенно с повышением температуры нагрева. Этот приводит к снижению выхода годного металла. Кроме того с повышением температуры нагрева снижается степень передачи тепла лому. В связи с этим использование топливно-кислородных горелок ограничено только начальным периодом плавления лома в течение нескольких минут.
Опыт показывает, что использование топливно-кислородных горелок позволяет сэкономить не более 40 кВт-ч/т стали.
Важным источником интенсификации плавки в печи является использование технически чистого кислорода. В настоящее время в массовом производстве стали во всех применяемых процессах используется кислород.
Если в конвертерном процессе кислород используется как средство для осуществления химических реакций окисления примесей чугуна до необходимых в годной стали и как основной источник тепла экзотермических реакций окисления этих примесей, то в электросталеплавильном производстве (так же, как и в EOF) он уже не может являться средством для окисления примесей металлошихты (во всяком случае в такой мере, как в конвертерном), поскольку основная часть металлошихты —лом содержит ничтожное количество окисляющихся элементов (это практически годная сталь). Следовательно, кислород не может являться и средством для получения тепла процесса. И тем не менее, он широко применяется, но только совместно с вводом в ванну элементов, при окислении которых кислородом выделяется тепло. Чаще всего таким элементом является углерод, который может вводиться в ванну различным способом (под лом, через течку или вдуванием в различных средах и т.п.) и составе различных материалов (уголь, антрацит, кокс, чугун твердый и жидкий, карбид железа и т.п.).
При использовании углерода может выделяться различное количество тепла в зависимости от полноты его горения. Теоретически при сжигании одного килограмма углерода до С02 выделяется 9,5 кВтч тепла, а при сжигании до СО всего 2,9 кВтч, те. в три раза меньше. В дуговой печи, работающей по традиционной технологии, обычно не более 40 % всего углерода сжигается до С02, остальные 60 % СО дожигаются уже в газоотводящем тракте. При этом образование даже этих 40 % СО в основном происходит над уровнем металла и шлака, что снижает полезное использование тепла даже по этой реакции, поскольку большая часть тепловой энергии в этом случае уносится с отходящими газами.
Печать

РЕКЛАМА

Видео металлургия

Счетчики