전기 아크 퍼니스 (EAF)는 고전압 전기를 사용하여 스크랩 메탈을 용융 강으로 바꾸어 강철 생산을 혁신했지만 모든 EAF가 교대 (AC)에서 동일하게 실행되는 것은 아니지만 다른 EAF는 직류 (DC)를 사용하는 것은 아닙니다. .이 선택은 기술적 인 용기가 아닙니다. 에너지 요금에서 전극 비용, 심지어 최종 강철의 품질까지 모든 영향을 미칩니다 .
이 기사에서는 AC 대 DC를 분류합니다.EAF 스틸 제조실제 데이터로 토론하고, 각 기술이``Ladle Refining Furnaces ''또는``VD/VOD 진공 Degassers ''와 같은 2 차 시스템과 어떻게 쌍을 이루는 지 탐색하고 인도에서 이탈리아로의 철강 제조업체가 측면을 전환하는 이유를 밝힙니다 ..
기본 사항 : AC 및 DC EAF의 작동 방식
AC 전기 아크로
- 현재 유형 : 교대 전류 (사이클 방향 50–60 회/초) .
- 전극 : 3 개의 흑연 전극이 스크랩을 녹이는 아크를 만듭니다 .
- 아크 동작 : 전류 역전으로 인한 불안정한 "깜박 거리는"아크 .
DC 전기 아크로
- 현재 유형 : 직류 (한 방향으로 흐름) .
- 전극 : 하나의 상단 음극 (+)과 하단 양극 (퍼니스 바닥에 내장) .
- 아크 동작 : 최소한의 변동이있는 안정적인 수직 아크 .
- 주요 통찰력 : DC EAFS는 1980 년대에 AC 제한을 해결하기 위해 등장했지만 오늘날에는 모두 널리 사용되고 있습니다 .
(출처 : R . J . Fruehan, 2020)
대결 : AC 대 DC EAFS 숫자
| 요인 | 교류 EAF | 직류 EAF |
| 전극 소비 | 1.8–2.5 kg/톤 강철 | 1.2–1.6 kg/톤 강철 |
| 전력 소비 | 380–420 kWh/톤 | 350–380kWh/톤 |
| 아크 안정성 | 보통 (깜박 거리는 아크) | 높은 (안정 아크) |
| 소음 및 깜박임 | High (보상자 필요) | 낮음 (전력 그리드의 온화함) |
| 유지 보수 비용 | 더 낮은 전극 교체 | 더 높은 (양극 마모, 하단 수리) |
| 가장 좋습니다 | 소규모 공장, 고 합금강 | 대규모 공장, 비용에 민감한 작전 |
(데이터 : World Steel Association, 2023 EAF 벤치마킹 보고서)
전극이 EAF 선택을 만들거나 깨뜨리는 이유
AC EAF : 3 개의 전극, 드라마를 트리플
장점 : 더 간단한 전극 암, 개별 전극을 교체하기 쉬운 .
단점 : 아크 불안정성으로 인한 더 높은 소비 . 예를 들어, AC EAF를 사용하는 멕시코 공장은 전극만으로 * $ 1 . 2 백만/년 *을 소비합니다.
DC EAF : 하나의 전극, 번거 로움이 적습니다
장점 : 단일 상단 전극이 더 길어 . ac .에서 전환 한 후 터키어 DC 밀 전극 비용을 * 35% *로 삭감합니다.
단점 : 하단 양극은 300-500 개가 넘는 열이 저하되어 고가의 내화 수리가 필요합니다 .
에너지 효율 : DC의 숨겨진 가장자리
DC EAFS는 여기서 지배적이며 수학은 분명합니다.
낮은 kWh/톤 : 정상 아크는 전력 폐기물 감소 .
깜박임 감소 : AC 아크는 전압 변동을 일으 킵니다 (로컬 그리드의 성가신) . DC의 부드러운 작동은 EU .과 같은 지역에서 벌금을 피합니다.
소음, 배출 및 "녹색"사실
AC EAF : 시끄러운 이웃
아크 소음 : 110–120 DB (록 콘서트와 같은) vs . DC의 90–100 db .
먼지 배출 : 난류 아크 .로 인한 더 높은 *가스 세정 시스템 *.이 필요합니다.
DC EAF : 조용하고 깨끗합니다
낮은 배출 : 안정적인 아크는 먼지가 적고 Nox .을 생성합니다.
열 회수 : DC EAF 폐 열을 * VD/VOD 시스템 *과 통합하여 다른 5% 에너지 .를 예열하기 위해 배열을 예열합니다.
통합 게임 : 보조 시스템이 스케일을 팁하는 방법
A . LRF (Ladle Refining Furnace) 호환성
DC EAF Advantage : 더 빠른 테이핑 (안정 아크) LRF가 더 빨리 정제를 시작할 수 있도록하여 총 사이클 시간을 *15% *.으로 줄입니다.
AC EAF Edge : 정확한 LRF 조정이 필요한 고 합금강에 더 좋습니다 (e . g ., 공구 강) .
b . vd/vod 진공 탈기
DC EAF + VD Synergy : DC의 안정적인 아크에서 낮은 수소 수준은 VD 처리 시간을 *20% *. 감소시킵니다.
실제 예 : * dc eaf + vod *를 사용하는 인도 스테인레스 스틸 플랜트는 수술기구에 대해 0 . 002% 탄소 수준을 달성했습니다.
평결 : 어떤 EAF를 선택 해야하는지
당신이…
- 특수/합금 강 (E . g ., 굴삭기 버킷 용 망간 강) .을 생산합니다.
- 작은 공장을 운영합니다 (<500,000 tons/year).
- 선불 비용을 낮추는 우선 순위 .
DC EAF를 선택하면 ...
- 벌크 생산에 중점을 둡니다 (e . g ., Rebar, Wire Rod) .
- 에너지 절약이 필요합니다 (E . g ., 일본과 같은 전기 가격이 높은 지역) .
- 수소 준비 기술 (DC 양극은 h₂ 버너에 더 잘 적응) .로 향후 방지하고 싶다.
AC 대 DC-IT는 강철 전략에 관한 것이 아닙니다
AC와 DC EAF는 모두 강점을 가지고 있지만 올바른 선택은 생산 목표, 예산 및 지속 가능성 목표에 달려 있습니다. . . 한 가지 확실한 점은 LRFS 및 VD/VOD와 같은 정밀 시스템과 짝을 이루어 현재 유형 .에 상관없이 ROI를 최대화합니다.
참조
1. fruehan, r . j {. (2020) . *전기 용광로 스틸 메이킹 *. AIST Publications .
2. World Steel Association . (2023) . *EAF 벤치마킹 보고서 *.
3. International Journal of Metallurgy . (2022) . *dc vs ac ac eaf : 에너지 및 비용 분석 *.
4. u . s . 에너지 부서 . (2023) . *전기 아크로 작동에 대한 모범 사례 *.
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