Регистрация / Вход
Прислать материал

Выбор оптимального направления комбинированного использования электроэнергии и топлива

ФИО: Максимович А.И.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: д.т.н., проф. Шульц Л.А.

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Теплофизики и экологии металлургического производства

Академическая группа: ЭО-10-1

В мире в электродуговых печах выплавляется около 35–40% всей стали. Доля ДСП превышает 50%. Подавляющее большинство печей с верхней загрузкой лома и большой долей неорганизованных подсосов и выбросов. Расход ЭЭ на ДСП 350–750 кВт·ч/т жидкой стали, топлива 1400–2600 МДж/т жидкой стали, выход отходящих газов 800–10000 нм3/т жидкой стали, выбросов пыли 4–300 г/т, 0,35–50 мг/м3, SO2 – 10–400 г/т, NOx – 15–450 г/т, СО – 50–4500 г/т, PCDD/F – 0,05–6 мкг/т. Характерны значительные подсосы воздуха и увеличенные статьи потерь с уходящими газами. Так, например, по прямым балансам расхода кислорода на экзотермические реакции, включая стехиометрическое горение природного газа, расходуется 91,1 м3/т жидкой стали, подается же кислорода 36,2 м3/т жидкой стали, что соответствует, с учетом подсоса воздуха в рабочее пространство печи, фактическому использованию в печи не технологического кислорода,а обогащенного до 30–50% кислородом воздуха. Это обстоятельство приводит к существенному снижению общего теплового КПД работы печи (с 0,75–0,8 до 0,45–0,6). При отсутствии подсосов воздуха расход газов в соответствии с материальным балансом не превысил бы 100 м3/т, т.е. был бы, примерно, в 5 раз меньше существующего. Отсюда важность решения проблемы предотвращения подсоса воздуха в работающую печь. Вполне обоснован был бы перевод печей на разделенный во времени двухстадийный нагрев: до 1000°С в продуктах сгорания природного газа с кислородом (зажигание от дуг в начале нагрева), до 1500–1600°С – дуговой электронагрев. Для этого потребуется до 40 м3/т жидкой стали природного газа и 150–180 кВт·ч/т жидкой стали электроэнергии. При этом величина потребляемой первичной энергии уменьшится, примерно, с 5700 до 4000 МДж/т жидкой стали, или почти в 1,5 раза; снизится также стоимость. Проведенный параллельно анализ двухстадийного нагрева и плавления в печах типа Consteel, с разделением процесса в пространстве (в печи с дуговым нагревом и крытом конвейере с ГКГ), показал, что этот способ нагрева позволяет получить не только ещё более высокие энергетические показатели, но и наиболее эффективно решить важнейшую экологическую проблему СОЗ.