电弧炉作为一种利用电弧热效应将电能转化为热能以加热和熔化金属的设备,在节能环保方面具有显著优势。然而,中国电弧炉钢比例明显低于国际平均水平,导致钢铁工业能耗高、污染严重。随着钢铁工业向智能化和绿色化方向转型,电弧炉炼钢技术的发展被认为是实现可持续发展战略的重要举措。
尽管电弧炉炼钢技术已有广泛应用,但仍存在一些不足之处,例如:国内电弧炉钢比例较低,远低于美国和欧洲等发达国家,制约了节能减排效果;绿色化生产和智能化控制技术应用不够成熟,未能充分发挥其在环境保护和生产效率方面的潜力。
在2020年,东北大学的姜周华教授及其团队通过综述国内外电弧炉炼钢技术的最新发展现状,探索了高效化、绿色化和智能化技术的发展趋势。论文重点探讨了技术应用实例及未来发展方向,为推动钢铁工业全面转型升级提供了重要指导。
相关研究成果以“电弧炉炼钢技术的发展趋势”为题目发表于《钢铁》期刊2020年第55卷第7期。论文作者为:姜周华,姚聪林,朱红春,潘涛。
该论文的主要研究结果与结论如下:
高效化冶炼技术:通过提升炉容、采用超高功率供电和复合吹炼等技术,电弧炉生产率显著提高。例如,420t电弧炉生产率达360t/h。
绿色化生产技术:引入余热回收系统(如iRecovery技术)、焦炭替代工艺和废钢预热技术,有效降低能耗与污染物排放。天津钢管应用iRecovery技术后,余热回收达18.7 kWh/t。
智能化控制技术:开发了智能电极调节、电弧炉机器人和智能化整体控制系统(如Q-Melt和iEAF),实现了全流程自动化与智能化,大幅提高生产效率并降低能耗。
未来发展方向:提出绿色化与智能化是电弧炉炼钢技术的核心方向,需进一步开发全流程监测和控制系统,以推动钢铁工业的全面转型升级。
论文中的主要图片和表格如下:
图1. 420t直流电弧炉
图2. 2015年电弧炉分吨位生产能力比例
图3. iRecoveryStage2系统流程图
图4. 生态电弧炉ECOARC™废气排放处理系统
图5. Consteel电弧炉
图6. SHARC电弧炉
图7. Quantum电弧炉
图8. EPC工艺流程
图9. SIMETAL Simelet电极系统
图10. SIMETAL LiquiROB电弧炉机器人
图11. SIMETAL RCB Temp非接触式温度测量
图12. Simelet SonArc FSM泡沫渣监控系统
图13. PTI SwingDoor™泡沫渣控制系统
图14. Q-Melt智能控制系统
图15. iEAF智能控制系统
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