Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Energy saving effect of slag foaming by carbonate additions in EAF process

Chychko A., Teng L. D., Seetharaman S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2010

|

Vol. 55, iss. 4

1089-1095

EN

Slag foaming has been studied systematically for more than 50 years. The main reason for such interest is a big number of benefits of slag foaming technology in steelmaking, especially for the process in an electric arc furnaces (EAF). There are 2 types of reactions which can be used for slag foaming. The most famous one is the carbon oxidation by oxygen dissolved in metal. Another type of slag foaming reactions is a decomposition of carbonates or other substances, which can produce gas at high temperature. However, it can be concluded that the slag foaming with carbonates is not usual in steelmaking practice. The purpose of the present work is to study the energy effect of slag foaming caused by carbonates decomposition.

PL

Pienienie żużla badano systematycznie od ponad 50 lat. Głównym powodem takiego zainteresowania jest duża liczba korzyści technologii pienienia żużla w produkcji stali, zwłaszcza w odniesieniu do procesu w elektrycznych piecach łukowych (EAF). Są dwa rodzaje reakcji, które mogą być używane do pienienia żużla. Najbardziej znaną jest utlenianie węgla tlenem rozpuszczonym w metalu. Innym rodzajem reakcji jest rozkład węglanów lub innych substancji, które mogą wytworzyć gaz w wysokiej temperaturze. Jednak można stwierdzić, że pienienie żużla z węglanów zwykle nie jest w stosowane w praktyce. Celem niniejszej pracy jest analiza efektu energetycznego przy pienieniu żużla spowodowane przez rozkład węglanów.

2

Thermal Based Power Control of a DC-EAF

Treppschuh A., Krueger K., Kuehn R., Schliephake H.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

425-430

EN

The global demand of steel and steel products calls for the enhancement of the productivity in existing steel plants. Automation techniques and closed-loop-controls offer efficient and profitable possibilities to enhance productivity and to decrease specific energy consumption. This examination focuses on the optimisation of the electric power input of a DC electric arc furnace (EAF). All experiments are proceeded at the Georgsmarienhuette steel plant, Germany [1]. The thermal based power control applies as much electric power to the furnace as possible without overheating the water-cooled panels. Thus, the furnace can reach an optimum balance between specific productivity and heat losses. The influence of different variables on the run of the thermal load is investigated by statistic correlation methods. A model is developed to estimate the thermal load of the panels, based on the actual power input, specific energy input, power-off-time and thermal level history. The actual thermal load is compared to the estimated value. If the difference between the two values exceeds certain limits, power control adjusts the electric set point accordingly. This reduces heat losses in the water-cooling system. The slope of the thermal load is extrapolated in order to enable the power controller to react early and quickly. During the flat bath period, the arc should be covered by foaming slag. If the slag level is not high enough, thermal losses in the water-cooling system increase dramatically. An acoustic signal is used to detect the height of the foaming slag. When the slag covers the arc, the sound level is three to eight times lower compared to the uncovered arc. The power controller increases the power input for good slag conditions and lowers it for poor slag conditions. The thermal based power input controller increases the productivity of the furnace by 6% – a value that is confirmed by more than 5000 heats that have been processed since 2006.

PL

Światowe tendencje dotyczące produkcji stali zmuszają do podniesienia wydajności. Techniki automatyzacji i sterowania obwodem zamkniętym oferują skuteczne i korzystne możliwości polepszenia wydajności i zmniejszenia zużycia energii. Badanie skupia się na optymalizacji poboru mocy elektrycznego pieca łukowego prądu stałego. Wszystkie doświadczenia odbywały się w stalowni Georgsmarienhuette w Niemczech. Termiczne sterowanie mocą oparte jest o bilansowanie energii cieplnej w panelach chłodzonych wodą. W ten sposób w piecu można osiągnąć optymalną relację między określoną wydajnością i stratami nagrzewania. Wpływ różnych zmien- nych na przebieg obciążenia cieplnego jest zbadany metodami statystycznej korelacji danych. Model jest opracowany w celu oszacowania obciążenia cieplnego paneli, bazując na bieżącym poborze mocy, pobieranej energii właściwej, czasie wyłączenia zasilania mocą, historii poziomu cieplnego paneli. Bieżące obciążenie cieplne jest porównywane z wartością zadaną. Jeśli różnica między tymi dwoma wartościami przewyższa pewną granicę sterowanie mocą dostosowuje odpowiednio żądaną war- tość. Redukuje to straty ciepła w systemie chłodzenia. Nachylenie obciążenia cieplnego jest ekstrapolowane, aby umożliwić urządzeniu sterującemu odpowiednio szybką i wczesną reakcję. Podczas jednostajnego okresu kąpieli, łuk elektryczny powinien zostać przykryty przez pieniący się żużel. Jeżeli poziom żużla nie jest wystarczająco wysoki, dramatycznie rosną starty cieplne w systemie chłodzenia wodnego. Do określenia poziomu spienienia żużla użyty jest sygnał akustyczny. Kiedy łuk jest zakryty przez żużel poziom dźwięku jest niższy trzy do ośmiu razy w porównaniu do przypadku, gdy żużel go nie zakrywa. Urządzenie sterujące zwiększa pobór mocy przy dobrych warunkach żużlowych, a zmniejsza przy słabych. Termiczny regulator poboru mocy zwiększa wydajność pieca o 6% - wartość ta jest potwierdzona przez około 5000 wytopów przeprowadzanych od 2006 roku.

3

The latest experience with advances chemical energy introduction to smaller size furnaces

Brhel J., Shver V., Farmer C., Novák M., Heide R., Domovec M., Mastelák M., Kučera J., Tlamicha P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

489-493

EN

Chemical energy plays important role in electric arc furnace steelmaking. Large conventional furnaces producing common carbon steel grades typically use significant amount of oxygen, fossil fuels and carbon injected via furnace sidewall. However, application of chemical energy at smaller size furnaces often producing special steel grades create different challenges. The paper describes specific experience from several advanced chemical energy installations at such type of furnaces including practical operating results and tips.

PL

Energia chemiczna ma ogromne znaczenie w procesach produkcji stali w piecach łukowych. Podczas produkcji węglowych gatunków stali w konwencjonalnych dużych piecach zazwyczaj stosuje się znaczące ilości tlenu gazowego, stałych paliw oraz wę- gla wdmuchiwanych poprzez ściany pieca. Jednak zastosowanie energii chemicznej w małych piecach, zazwyczaj produkujących specjalne gatunki stali stwarza duże wyzwania. W artykule przedstawiono opis specjalnych eksperymentów z zastosowaniem kilku zaawansowanych instalacji wykorzystujących energię chemiczną w tego typu piecach łącznie z praktycznymi wynikami oraz wskazówkami.

4

Recent developments and experiences in modular dry mechanical vacuum pumping systems for secondary steel processing

Bruce S., Cheetham V.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

535-540

EN

As the world wide demand for speciality steels continues to increase, significant attention is focused on the VD and VOD processes, with an increasing emphasis on lowering energy consumption, improving production rates, ensuring environmental compliance, and reducing greenhouse gas emissions. The combination of ladle tank installations having low leak rates with specialised, high capacity, dry mechanical vacuum pump systems now enable an integrated and optimised vacuum degassing station design, precisely specified for the needs of the process. High efficiency, 3-stage vacuum pump modules provide the required pumping capacity to suit the process together with a very economical power demand and a low consumption of utilities. Key features are the good operational flexibility of such installations and the integration of pump control, using variable frequency drives for each pump, directly into the control system. Overall efficiency is maximised and operating energy savings of up to 90% or more can be achieved, compared to conventional steam ejector-based systems. Additional major benefits are significant reduction in green house gas emissions and reduced effluent disposal costs.

PL

Aktualnie dostrzegalny jest wzrost światowego zapotrzebowania na specjalne gatunki stali. Wpływa to na coraz większe zainteresowanie procesami VD oraz VOD. Związane jest to z dążeniem do zmniejszenia zużycia energii, podwyższeniem jakości produkcji oraz chęcią ochrony środowiska, a zwłaszcza ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych. Połączenie starej oraz nie zawsze szczelnej instalacji odgazowania stali z bardzo wydajnym systemem suchych mechanicznych pomp próżniowych pozwala zoptymalizować prace stanowiska pomp, dostosowując precyzyjnie do potrzeb procesu. Wysoka sprawność 3 stopniowych modułów pomp próżniowych zapewnia wysoką wydajność, łącznie ze zmniejszeniem zapotrzebowania na energię oraz małego zużycia urządzeń. Jedną z ważniejszych cech takich układów jest elastyczność oraz możliwość sterowania zintegrowanego pomp, przy użyciu silników zmiennej częstotliwości dla każdej pompy indywidualnie, bezpośrednio włączonych do systemu sterowania. Osiągnięta wysoka wydajność stwarza możliwość zaoszczędzenia nawet do 90% energii w porównaniu z tradycyjnym systemem “smoczków” parowych. Dodatkową korzyścią jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych oraz ograniczenie wydatków na odprowadzenie dużej ilości ścieków przemysłowych.

5

Improvement of energy consumption in ArcelorMittal Lázaro Cárdenas’ EAF Under Conditions of Uncertain DRI Quality

Kundrat D., Wyatt A., Fuchs H., González R. L., Acosta F. L., Ayala S. A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

509-516

EN

Faced with the difficulty of uncertain DRI (Direct Reduced Iron) quality, carbon injection to induce slag foaming has not been fully exploited as a means to reduce electrical consumption (kWh/ton) at ArcelorMittal L´azaro C´ardenas. DRI feed with unexpectedly high % C combined with carbon injection results in unacceptable flaming. With the composition of the DRI being variable and difficult to anticipate in advance of the heat, carbon injection has been left to the discretion of the operator and as a result has not been frequently employed. This situation offers an opportunity for improvement. The practice of gradually diminishing the DRI feed rate near the end of the heat presented the opportunity to employ carbon injection even under circumstances of high DRI carbon levels. Limiting carbon injection to the last 15-20% of the heat and allowing for carbon injection to be reduced but not eliminated can decrease electrical consumption.

PL

W związku z niepewną jakością materiałów z redukcji bezpośredniej (DRI), technologia wdmuchiwania węgla do spie- niania żużla nie jest w pełni wykorzystana do zmniejszenia zużycia energii elektrycznej (kWh/Mg) w ArcelorMittal L´azaro C´ardenas. Dozowanie DRI z niespodziewaną wysoką zawartością węgla razem z rezultatami wdmuchiwania węgla jest niedo- puszczalne. Ze względu na zmieniający się skład DRI i wynikającą stąd trudność przewidywania temperatury kąpieli, ilość wdmuchiwanego węgla zależna jest od decyzji operatora. Operator w obawie problemów technologicznych często w ogóle nie stosował wdmuchiwania węgla. Taka sytuacja zmusiła do szukania usprawnień. Praktyka stopniowego zmniejszania szybkości dozowania DRI przy końcu nagrzewania przedstawia możliwość wyko- rzystania wdmuchiwania węgla nawet w wypadku wysokiego poziomu węgla w DRI. Nie wyeliminowanie, ale ograniczenie wdmuchiwania węgla w ostatnich 15-20% czasu trwania wytopu umożliwiło zmniejszenie zużycia energii elektrycznej.

6

Dynamic control of slag foaming at Sidenor Basauri Meltshop

Landa S., Rodriguez T., Munoz J. L., Laraudogoitia J. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 2

419-424

EN

The melting process in the EAF is normally controlled via fixed operating patterns; the aim of this practice is to achieve the optimum conditions at the tapping. Industrial practice indicates that sometimes deviations appear, so it is not uncommon to obtain very high or low C contents at melt-down promoting bad slag foaming conditions, rising electrical consumption and tap-to-tap times. As a consequence the productivity decreases and the running cost increases. The slag foaming process in the EAF has been studied analyzing process data, such as: EAF electrical consumption, steel oxygen activity, steel and slag composition, temperature, acoustic noise signal, Total Harmonics Distortion (THD) of arc voltage and current. A dynamic model has been developed, with the aim of controlling the oxygen and carbon injection process in order to achieve the target of composition, O activity and temperature at tapping while maintaining a good foaming quality during the process leading to a lower electrical consumption and tap to tap time. The model starts working after the first C sampling measurement takes places, and from that time it controls the oxygen and carbon injection. This model has been integrated in the plant as part of the EAF automatic control system.

PL

Wytapianie w piecu łukowym zwykle sterowane jest przy użyciu wyznaczonych modeli; celem tej praktyki jest osiągnięcie optymalnych warunków przy spuście. Praktyka przemysłowa wskazuje, że mogą wystąpić odchylenia w zawartości węgla przy złych warunkach spieniania żużla podczas wytopu, wzrastającym zużyciu energii elektrycznej i czasie wytopu. Konsekwencją jest spadek wydajności i wzrost kosztów. Proces pienienia się żużla w piecu łukowym zbadany został przez analizę danych takich jak, zużycie energii, aktywność tlenu w stali, skład chemiczny żużla i stali, temperatura, poziom sygnału dźwiękowego, całkowite zniekształcenie harmonicznych (THD) napięcia i prądu łuku elektrycznego. Model dynamiczny został stworzony, celem sterowania procesem wdmuchiwania tlenu i węgla, aby uzyskać odpowiedni skład chemiczny, aktywność tlenu i temperaturę przy spuście przez utrzymanie dobrego spieniania w trakcie procesu, przy niższym zużyciu energii i czasie wytopu. Model zaczyna funkcjonować po pierwszym pomiarze zawartości C i od tego momentu steruje wdmuchiwaniem węgla i tlenu. Model ten został zintegrowany z system automatycznego sterowania piecem łukowym.

7

Wpływ rodzaju materiału spieniającego na parametry pienienia żużla w piecu łukowym

Karbowniczek M., Wolańska E., Mróz J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2004

|

Vol. 71, nr 9

464-468

PL

Technologia spieniania żużla jest powrzechnie stosowana podczas produkcji stali w elektrycznym piecu łukowym przyczyniając sie do intensyfikacji procesu, powodując wzrost wydajności i obniżenie kosztów produkcji. Spieniony żużel uzyskuje się poprzez wdmuchiwanie do jego objętości drobnych materiałów zawierających węgiel. W artykule omówiono własności materiałów stosowanych do spieniania żużli stalowniczych, opartych na bazie koksu oraz antracytu, produkowanych w PPUH ,,SZAR". Dla żuzli stalowniczych o złożonym składzie chemicznym przeprowadzono badania w warunkach laboratoryjnych wysokości uzyskiwanej fazy spienionej oraz czasu trwania spienienia. Wyniki badań umożliwiły porównanie jakości badanych materiałów.

EN

The foaming slag technology is current used during steel production in electric arc furnace. This technology is causing production intensification, yield increase and decrease of production costs. The foamed slag is obtained by means of blowing into slag volume carbon content fine materials. In the paper the properties of material used for slag foaming based on coke and anthracite produced in PPUH ,,SZAR" have been described. For steelmaking slag with assumed chemical composition the investigations of high and duration of foaming were carried out under laboratory conditions. The results of investigations made possible the quality comparsion of tested materials.