Благодаря внедрению различных передовых технологий сталелитейное производство развивается в сторону более чистого и эффективного производства.
Технология дробления и сортировки лома
Лом обычно состоит из черных металлов, цветных металлов и неметаллов. Перед загрузкой в печь лом необходимо измельчить и отсортировать. Этот процесс не только обеспечивает эффективное разделение, но и удаляет большую часть краски и покрытий с поверхности лома.
Технология предварительного нагрева лома
Предварительный нагрев лома может повысить энергоэффективность. Такие технологии, как двухкорпусная электродуговая печь (EAF), вертикальная EAF и Consteel EAF, способны выполнять предварительный нагрев. Однако из-за низкого уровня использования отходящего тепла и высоких требований к техническому обслуживанию двухкорпусные и вертикальные EAF используются реже.
Система Consteel EAF, которая отличается непрерывной подачей, имеет ряд преимуществ: минимальное воздействие на электросеть, надежная и контролируемая подача и эффективное использование тепла отходящих газов. Однако она также имеет недостатки, такие как утечка воздуха через динамические уплотнения, расширенная производственная линия и высокие эксплуатационные расходы.
Технология управления диоксинами
Лом часто содержит смазку, краску, смазочно-охлаждающие жидкости и другие примеси. Во время производства стали в ЭДП эти примеси могут привести к образованию диоксинов, которые загрязняют окружающую среду. Для решения этой проблемы используются два основных подхода: ингибирование источника и ингибирование синтеза.
-
Подавление источника: включает в себя оперативное обнаружение и ручной отбор для минимизации или устранения отходов, содержащих материалы на основе хлора.
-
Ингибирование синтеза: включает быстрое охлаждение и добавление катализаторов или ингибиторов для предотвращения регенерации диоксинов. Однако этот метод требует значительных инвестиций в оборудование.
Технология рекуперации отработанного тепла
Плавка в EAF производит большие объемы высокотемпературного, пылесодержащего дымового газа. Это составляет около 11% — а в некоторых случаях до 20% — от общего объема потребляемой энергии. Поскольку работа EAF является циклической, извлеченное тепло должно храниться для обеспечения стабильного и непрерывного использования, особенно для выработки электроэнергии. Системы хранения тепла, такие как расплавленная соль или хранение энергии на основе бетона, используются для улавливания и сохранения этого избыточного тепла.
Умная система дозирования
Дозирование является ключевым фактором, влияющим как на себестоимость продукции, так и на качество продукции в сталеплавильном производстве EAF. На основе конкретных параметров EAF, производственных процессов, ограничений по сырью и целевого химического состава разрабатывается математическая модель оптимизации. Эта модель рассчитывает наиболее экономически эффективную структуру загрузки с использованием методов математического программирования для достижения интеллектуального дозирования.
Система регулирования электродов
Современные системы автоматического управления электродами могут регулировать параметры для различных стадий плавки, предлагая оптимальное время отклика, трехфазную коррекцию дисбаланса и возможность вставлять или удалять реакторы. Эти системы поддерживают гибкое управление для эффективной адаптации к условиям электродов и печи.
Многофункциональный дверной робот
Современные роботизированные системы теперь позволяют производить автоматическую замену зонда в реальном времени и онлайн-отбор проб. Эти роботы могут измерять температуру и активность кислорода в жидкой стали, а также автоматически рассчитывать содержание углерода, и все это с помощью одной клавиши.
Непрерывное измерение температуры расплавленной ванны
Измерение температуры расплавленной стали является сложной задачей из-за суровых условий EAF. Бесконтактная система измерения температуры, разработанная Пекинским университетом науки и технологий (USTB), использует датчики, установленные в стенке печи. Впрыскивая многоэлементный температурно-чувствительный газ и анализируя его сигналы, система может точно измерять и прогнозировать температуру расплавленной ванны.
Обнаружение и контроль пенного шлака
Пенный шлак играет важную роль в производстве стали в EAF, изолируя расплавленную сталь от воздуха, покрывая дугу, снижая потери лучистого тепла и улучшая преобразование электрической энергии в тепловую. Эффективный контроль толщины и времени удержания пенного шлака имеет важное значение в период плавления для обеспечения оптимальной энергоэффективности и производительности плавки.
Онлайн-анализ печного газа
Современные системы анализа газа EAF могут измерять температуру газа, расход и концентрацию CO, CO₂, H₂, O₂, H₂O и CH₄. Интегрируя эти данные с моделями управления, эти системы оценивают использование химической энергии, дисбаланс углерода и кислорода, риски взрыва и производительность вентиляции. Они также поддерживают динамическое управление подачей кислорода для обеспечения полного сгорания.
Интеллектуальное управление всем процессом EAF
Данные о процессе собираются с различных датчиков, включая анализ выхлопных газов, электрические гармоники и мониторы тока/напряжения. База данных исторических процессов используется для определения наиболее релевантных прошлых сценариев при схожих условиях зарядки и эксплуатации. Затем система определяет оптимальную стратегию процесса с низкой стоимостью и коротким временем плавления.
