新能源的电炉炼12cr1movg高压无缝钢管工艺 随着平炉技术在上世纪不断被淘汰,电炉炼12cr1movg高压无缝钢管已经成为一个主要的炼钢生产工艺,2006世界电炉钢产量约占粗钢总产量的40%。
为了提高电炉炼12cr1movg高压无缝钢管的生产率,除了使用电能外,在过去的一些年电炉炼钢中也越来越多地使用化石能源(煤、石油和天然气),即利用安装在炉壁上的烧嘴向炉内喷入化石能源。然而,在电炉炼钢过程中有效利用一次能源(化石能源)的时间范围被限制到一个很短的期间段内,不仅输入的能源密度增加,使出钢到出钢时间缩短,而且通过废钢表面的热传导,能源得到了有效利用。这一过程必然提出了一个问题,即在以废钢为原料的电炉炼钢中如何使输入的能源(在生产链中利用的总能源)相比今天可以更好地得到利用。
电炉中各种能源的最佳利用
在电炉炼12cr1movg高压无缝钢管中,能源在三个阶段发挥不同的作用:一是加热废钢;二是熔化废钢;三是过热。在上述三个阶段中,第一阶段需要大量的能源(占总能源需求量的71%),在这一阶段废钢呈固体状态,具有较大的热传导表面,这是使用一次能源最重要的先决条件。根据这一前提,相比电弧的电能,一次能源可以更好地熔化废钢。在熔化的第二阶段,所需能源占总能源的19%。在过热的第三阶段,所需能源占总能源的10%。
只是在最后的过热阶段,利用一次能源的效率不高。已经熔化的人炉原料的表面开始变得非常小,此时一次能源的利用很低。这是为什么平炉炼钢工艺被废弃的原因。相比之下,在这一阶段使用电能效果更好。
由于具有这些边界条件,现在的问题就是如何设计一种反应装置,使前两步过程可以使用一次能源和第三步是用电能。
电能生产背景
目前,用于电炉炼12cr1movg高压无缝钢管的电能主要还是来自于一次能源。例如,2006年德国的电能除了一部分来自于水利发电、核能等以外,有约三分之二来自于一次能源。
在发电站,一次能源首先转换成热能,然后再发电。这两个转换过程与其它的转换过程一样,必然带来损失,损失量由发电效率确定。在比较先进的发电站中,效率一般不会高于40%--42%,在德国,发电的效率平均为36%,而其他国家这一指标甚至更低。
用一次能源生产的电能被输送到炼钢车间,在炼钢车间还有一定的损失,然后转换成热炼钢。由于最初的一次能源在从最初形态转换到炼钢车间使用的热能时会有三分之二的损失,因此,应该找到一种直接在12cr1movg高压无缝钢管炼制车间以热能的形式利用一次能源的方法。
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