新能源的電爐煉12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管工藝 隨著平爐技術(shù)在上世紀(jì)不斷被淘汰,電爐煉12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管已經(jīng)成為一個(gè)主要的煉鋼生產(chǎn)工藝,2006世界電爐鋼產(chǎn)量約占粗鋼總產(chǎn)量的40%。
為了提高電爐煉12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)率,除了使用電能外,在過(guò)去的一些年電爐煉鋼中也越來(lái)越多地使用化石能源(煤、石油和天然氣),即利用安裝在爐壁上的燒嘴向爐內(nèi)噴入化石能源。然而,在電爐煉鋼過(guò)程中有效利用一次能源(化石能源)的時(shí)間范圍被限制到一個(gè)很短的期間段內(nèi),不僅輸入的能源密度增加,使出鋼到出鋼時(shí)間縮短,而且通過(guò)廢鋼表面的熱傳導(dǎo),能源得到了有效利用。這一過(guò)程必然提出了一個(gè)問(wèn)題,即在以廢鋼為原料的電爐煉鋼中如何使輸入的能源(在生產(chǎn)鏈中利用的總能源)相比今天可以更好地得到利用。
電爐中各種能源的最佳利用
在電爐煉12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管中,能源在三個(gè)階段發(fā)揮不同的作用:一是加熱廢鋼;二是熔化廢鋼;三是過(guò)熱。在上述三個(gè)階段中,第一階段需要大量的能源(占總能源需求量的71%),在這一階段廢鋼呈固體狀態(tài),具有較大的熱傳導(dǎo)表面,這是使用一次能源最重要的先決條件。根據(jù)這一前提,相比電弧的電能,一次能源可以更好地熔化廢鋼。在熔化的第二階段,所需能源占總能源的19%。在過(guò)熱的第三階段,所需能源占總能源的10%。
只是在最后的過(guò)熱階段,利用一次能源的效率不高。已經(jīng)熔化的人爐原料的表面開(kāi)始變得非常小,此時(shí)一次能源的利用很低。這是為什么平爐煉鋼工藝被廢棄的原因。相比之下,在這一階段使用電能效果更好。
由于具有這些邊界條件,現(xiàn)在的問(wèn)題就是如何設(shè)計(jì)一種反應(yīng)裝置,使前兩步過(guò)程可以使用一次能源和第三步是用電能。
電能生產(chǎn)背景
目前,用于電爐煉12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管的電能主要還是來(lái)自于一次能源。例如,2006年德國(guó)的電能除了一部分來(lái)自于水利發(fā)電、核能等以外,有約三分之二來(lái)自于一次能源。
在發(fā)電站,一次能源首先轉(zhuǎn)換成熱能,然后再發(fā)電。這兩個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程與其它的轉(zhuǎn)換過(guò)程一樣,必然帶來(lái)?yè)p失,損失量由發(fā)電效率確定。在比較先進(jìn)的發(fā)電站中,效率一般不會(huì)高于40%--42%,在德國(guó),發(fā)電的效率平均為36%,而其他國(guó)家這一指標(biāo)甚至更低。
用一次能源生產(chǎn)的電能被輸送到煉鋼車間,在煉鋼車間還有一定的損失,然后轉(zhuǎn)換成熱煉鋼。由于最初的一次能源在從最初形態(tài)轉(zhuǎn)換到煉鋼車間使用的熱能時(shí)會(huì)有三分之二的損失,因此,應(yīng)該找到一種直接在12cr1movg高壓無(wú)縫鋼管煉制車間以熱能的形式利用一次能源的方法。
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