لماذا تعتبر صناعة الصلب في أفران القوس الكهربائي كثيفة الاستهلاك للطاقة

لماذا تعتبر صناعة الصلب في أفران القوس الكهربائي كثيفة الاستهلاك للطاقة

انفرن القوس الكهربائي(EAF) عبارة عن وعاء معدني يستخدم الحرارة الشديدة الناتجة عن الأقواس الكهربائية المتكونة بين أقطاب الجرافيت والشحنة المعدنية لإذابة الفولاذ وصقله. أثناء تفريغ الغاز، تتركز الطاقة بشكل كبير، حيث تتجاوز درجات حرارة القوس 3000 درجة مئوية. بالمقارنة مع عمليات صناعة الفولاذ الأخرى، يوفر EAF مرونة أكبر في العملية، ويتفوق في إزالة الشوائب مثل الكبريت والفوسفور، ويوفر تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة، وله بصمة فيزيائية صغيرة نسبيًا، مما يجعله مثاليًا لإنتاج سبائك الفولاذ عالية الجودة. ومع ذلك، فإن السمة المميزة لعمليات القوات المسلحة هي استهلاكها الكبير للطاقة الكهربائية.

لا يُعزى ارتفاع استهلاك الطاقة في صناعة الصلب في القوات المسلحة المصرية إلى سبب واحد، بل هو نتيجة لعوامل مترابطة متعددة، تتعلق في المقام الأول بالمواد الخام والممارسات التشغيلية والظروف الخارجية.

1. شروط المواد الخام

تعد جودة وطبيعة الشحنة المعدنية (الصلب الخردة في المقام الأول) من العوامل الأساسية المحددة لكفاءة الطاقة. يؤدي الاستخدام الشائع للخردة الخفيفة والرفيعة والقوالب المعبأة بكثافة إلى شحنات عالية وغير متساوية. يمكن أن يسبب هذا صعوبات في التغذية، وأوقات ذوبان ممتدة، وانقطاعات متكررة "للكعب الساخن" (يتوقف بعد الذوبان الجزئي)، وكل ذلك يؤدي إلى فقدان كبير للحرارة في بيئة الفرن. قد يتطلب الشحن الأولي غير الكافي تغذية ثانوية أو حتى ثالثية، مما يضيف تكلفة كبيرة للوقت والطاقة. كل دورة شحن إضافية (متوسط ​​5 دقائق) يمكن أن تزيد من استهلاك الطاقة المحدد بنحو 7-12 كيلووات ساعة/طن.

علاوة على ذلك، إذا كانت المادة الخام تحتوي على مستويات عالية من الكربون (C) والفوسفور (P)، فإن فترة الأكسدة اللاحقة المطلوبة لإزالة هذه العناصر تصبح طويلة وتستهلك الكثير من الطاقة.

2. المهارات والممارسات التشغيلية

تمثل فترة الذوبان عادة ما بين 60 إلى 70% من إجمالي استهلاك الطاقة، ويحدث هدر كبير إذا لم يتم تحسين العمليات. أحد أوجه عدم الكفاءة الشائعة هو الإدارة غير السليمة للخبث أثناء إزالة الفسفور، مما يؤدي إلى رغوة الخبث ("العمياء") غير المنضبط. يؤدي هذا إلى إهدار مواد التدفق (مثل الجير) والطاقة اللازمة لإنتاجها وتسخينها. تؤثر مهارة المشغل بشكل مباشر على كفاءة مدخلات الطاقة، والتحكم في كيمياء الخبث، وتوقيت العملية بشكل عام.

3. حدود الشروط الخارجية

يمكن أن تؤثر قيود شبكة الطاقة الخارجية بشدة على الكفاءة. إن انقطاع التيار الكهربائي غير المخطط له، أو تساقط الأحمال، أو انخفاض الجهد المفاجئ يجبر الفرن على الدخول في نمط ثابت. إذا طال أمد ذلك، يمكن أن يبدأ الحمام المنصهر في التصلب، مما يتطلب مدخلات طاقة إضافية هائلة لإعادة صهره، مما يزيد بشكل كبير من إجمالي استهلاك الكهرباء.

4. الحوادث والاضطرابات العملية

الحوادث غير المخطط لها تؤدي إلى هدر الطاقة بشكل مباشر:

كسر القطب: يؤدي التشغيل غير الصحيح الذي يتسبب في كسر القطب إلى فقدان كبير للحرارة أثناء التوقف والعملية كثيفة الاستهلاك للطاقة لإدخال قطب كهربائي جديد.

الانقلاب الكيميائي: إذا أظهرت العينة المأخوذة خلال فترة التخفيض في التركيب، يجب إجراء خطوة "إعادة الأكسدة" المكلفة، مما يؤدي إلى إهدار الطاقة المستخدمة سابقًا في الاختزال.

فشل المعدات: تسرب المياه في الأنظمة المساعدة (على سبيل المثال، مواقد وقود الأكسجين) أو تراكم المواد ("السقالات") على جدران الفرن يستلزم انقطاع العملية. يؤدي إيقاف تشغيل الفرن لمعالجة هذه المشكلات إلى تأخير الحرارة بأكملها، مما يزيد من فقدان الحرارة الدائمة.

باختصار، في حين أن الفرن الكهربائي هو أداة متعددة الاستخدامات وفعالة لصناعة الصلب، فإن اعتماده المتأصل على الكهرباء كمصدر أساسي للطاقة يجعل استهلاكه حساسًا للغاية لجودة المدخلات، وكفاءة العمليات، والاستقرار.من البنية التحتية الداعمة. يتطلب تقليل استهلاك الطاقة اهتمامًا صارمًا بإعداد الخردة، والتحكم الماهر في العمليات، ومرافق المصنع الموثوقة.

نحن شركة متخصصة في تصنيع الأفران الكهربائية. لمزيد من الاستفسارات، أو إذا كنت بحاجة إلى أفران القوس المغمور، أو أفران القوس الكهربائي، أو أفران التكرير، أو غيرها من معدات الصهر، فلا تتردد في الاتصال بنا على susan@aeaxa.com