Растущий спрос на стальную продукцию, повышенное внимание к окружающей среде и увеличивающиеся мощности индукционных печей позволяют сталеплавильным заводам выбирать плавильные агрегаты для производства стали.
Учитывая новый оптимизм и ориентацию на сталелитейную промышленность США, многие из этих производств изучают возможность перехода на более чистые, более экологичные технологии индукционной плавки. Электродуговые печи (ЭДП) являются стандартом для плавки и рафинирования стали, как правило, представляют собой высокопроизводительные печи, которые принимают крупный, грязный и менее дорогой лом, производят до 100 тонн в час. Хотя ЭДП дешевле обслуживать, чем индукционные печи, в краткосрочной перспективе недостатками ЭДП являются больший объем пыли и потери на окисление, высокий уровень шума, постоянно возрастающая стоимость электродов и помехи в линиях электропередач.
Индукционная плавка не использует электроды и более экологична. Кроме того, индукционные печи, как правило, меньшего размера, теперь обеспечивают большую производительность. В связи с растущим спросом на металлопродукцию, повышенным вниманием к окружающей среде и увеличением мощности индукционных печей предыдущий разрыв между двумя типами печей быстро сокращается.
При рассмотрении типов печей с расплавом учитывается несколько факторов, три главных из которых — рост стоимости электродов, нагрузка на электроэнергию и борьба с загрязнением.
1. Рост стоимости электродов
Основное беспокойство для заводов с ЭДП — стремительно растущие цены на графитовые электроды — необходимый компонент для их работы. Из-за отсутствия глобальных поставщиков стоимость электродов растет в геометрической прогрессии и не ожидается, что она снова уменьшится. Совсем недавно их стоимость составляла 1 доллар США за фунт, в настоящее время она составляют 16 долларов США за фунт и стоимость продолжает стремительно расти. Хотя многие пользователи ЭДП считают, что стоимость электродов будет снижаться, трудно отрицать, что это одна из наиболее распространенных причин, по которой комбинаты рассматривают альтернативную индукцию.
Индукционные печи не используют электроды. Плавка осуществляется за счет нагрева шихты вихревыми токами, наводимыми магнитным полем индуктора. Помимо отсутствия затрат на электроды, индукционные печи обеспечивают интенсивное перемешивание расплава в ванне печи, что позволяет добавкам более полно интегрироваться в расплав.
2. Электрические нагрузки
На сегодняшний день индукционные технологии для стали получили наибольшую популярность за пределами США, где электроэнергетика подвержена нестабильности и отключениям. Индукционные печи обладают большей стабильностью при потреблении тока по сравнению с высоким зарядом, необходимым для ЭДП. Благодаря индукционным печам сталелитейные заводы могут быстро нагреть сталь, довести ее до точной температуры и легко поддерживать эту температуру.
В США, где энергосистема более стабильна, в большинстве используют дуговые печи, которые требуют низких начальных капитальных затрат, имеют низкие затраты на техническое обслуживание в реальных долларах и имеют значительную производительность, основанную на их огромных размерах. Тем не менее, в последнее время индукционные печи в США увеличиваются в основном в энергетических и экологических целях, а также для увеличения производительности.
3. Контроль загрязнения
По оценкам, в течение трех десятилетий сталелитейная промышленность потратила более 7 миллиардов долларов на охрану окружающей среды в соответствии с требованиями национальных стандартов. Ежегодно металлургические заводы тратят около 15% своих капитальных затрат на экологические проекты.
При производстве стали выбросы образуются при загрузке, плавлении, рафинировании, выпуске и обращении со шлаком. В соответствии с Законом о чистом воздухе, Агентство по охране окружающей среды США установило стандарты максимально достижимой технологии контроля (MACT) для контроля выбросов вредных веществ. EPA также установило строгие стандарты качества атмосферного воздуха для мелких твердых частиц и газов, которые способствуют городскому смогу. Раздел V Закона о чистом воздухе ужесточает требования административного контроля и мониторинга для промышленности.
Образование пыли является основной проблемой для всех сталеплавильных печей. ЭДП и их высокоэнергетические производства имеют тенденцию генерировать большое количество пыли, что приводит к высокой стоимости удаления пыли. При этом с индукционных тигельных печей необходимо собирать пыль с примерно на 85% меньшей скоростью.
Наряду с меньшими капитальными вложениями, пониженными выбросами и удобством для нестабильных электрических сетей, использование индукционных печей для выплавки стали обеспечивает лучший контроль температуры и меньшие потери металла.
Тем не менее, для индукционных печей требуется более мелкий, более чистый лом, оба из которых дороже, и, хотя в долгосрочной перспективе, индукционные печи более эффективны и экономичны, существует значительная начальная стоимость перехода от ЭДП к индукционным.
Для производителя стали в Индонезии было ясно для того, чтобы оставаться конкурентоспособным и компенсировать низкую маржу, необходимо снизить эксплуатационные расходы и повысить производительность и эффективность. Вместе Inductotherm и сталелитейный завод разработали генеральный план, основанный на передовых методах для каждого из своих местоположений. Заменив пять систем ЭДП вместимостью 40 т на 12 индукционных печей, вместимостью от 15 т до 40 т, компания смогла эффективно сбалансировать затраты и качество, добившись более чистой стали, что снизило требования к рафинированию.
Крупные сталелитейные компании также рассматривают индукционные технологии для повышения производительности и обработки избыточных выбросов в соответствии с требованиями MACT. Крупный чугунолитейный завод, эксплуатирующий шесть ЭДП мощностью 13–15 метрических тонн в час каждый (85 тонн готового к выливке расплавленного металла), решил, что он хочет обновить свое плавильное отделение, чтобы сохранить конкурентоспособность. Основываясь на обширных исследованиях всего имеющегося оборудования, этот литейный цех выбрал индукционные печи и установил три 20-ти тонные индукционные тигельные печи с прочным стальным корпусом, с обратным наклоном для скачивания шлака, встроенными крышками для сбора дыма с закрытым захватом и системой выталкивания огнеупорной футеровки. Благодаря этой новой системе, этот большой чугунолитейный завод смог сэкономить 45 долларов США / тонну.
Невозможно указать на технологию электродуговой или индукционной плавки и утверждать, что она является наилучшей. Вместо этого, наиболее важно понять бизнес-цели в отношении эксплуатационных расходов, производительности, эффективности и экологических требований, а затем исследовать пути достижения этих целей.
Также важно понять, что существует множество переменных, включая растущие затраты и нехватку электродов, растущие экологические проблемы и политические шаги, предпринимаемые для устранения дисбаланса в мировой торговле. Все эти факторы влияют на производство стали или чугуна и его стоимость. Что должно быть ясно, так это то, что оба метода будут сосуществовать в течение длительного времени, хотя разрыв будет продолжать сокращаться по мере того, как будут поощряться индукционные выгоды.
Источник: www.foundrymag.com
Tags:
Печестроение