इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस (ईएएफ) प्रक्रिया स्टील उत्पादन में एक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है, विशेष रूप से स्क्रैप स्टील के रीसाइक्लिंग में। यह पारंपरिक ब्लास्ट फर्नेस विधि की तुलना में अधिक लचीला और पर्यावरण के अनुकूल होने के लिए जाना जाता है। दक्षता और लागत को प्रभावित करने वाले सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एकईएएफ स्टील मेकिंगइसकी बिजली की खपत है। इस ब्लॉग में, हम यह पता लगाएंगे कि ईएएफ का उत्पादन प्रति टन स्टील का उत्पादन करता है, इस खपत को प्रभावित करने वाले कारक, और स्टील उद्योग ऊर्जा दक्षता में सुधार करने के लिए कैसे काम कर रहा है।
1। एक ईएएफ की बिजली की खपत
औसतन, एक इलेक्ट्रिक आर्क भट्ठी (ईएएफ) 400 से 600 किलोवाट (किलोवाट-घंटे) के बीच प्रति टन स्टील का उत्पादन करता है। यह एक सामान्य सीमा है, लेकिन सटीक खपत कई कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है जैसे कि सामग्री के प्रकार को पिघलाया जा रहा है, भट्ठी का आकार और डिजाइन और स्टील प्लांट के उत्पादन प्रथाओं।
ऊर्जा के उपयोग को तोड़ना
ईएएफ की प्राथमिक ऊर्जा खपत को तीन प्रमुख चरणों के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है:
1. SCRAP पिघलना: EAF प्रक्रिया में प्रारंभिक चरण में स्क्रैप स्टील को पिघलाने के लिए इलेक्ट्रिक आर्क का उपयोग करना शामिल है। इस कदम को स्टील को पिघलाने के लिए आवश्यक उच्च तापमान (लगभग 1,600 डिग्री या 2,912 डिग्री एफ) उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में बिजली की आवश्यकता होती है।
2.refining: स्टील के पिघलने के बाद, यह अशुद्धियों को दूर करने और रासायनिक संरचना को समायोजित करने के लिए शोधन से गुजरता है। यह कदम बिजली की खपत भी करता है, हालांकि पिघलने के चरण की तुलना में कम दर पर।
3.हीट जनरेशन: ईएएफ प्रक्रिया में स्टील को ठोस बनाने से रोकने के लिए भट्ठी के भीतर तापमान को बनाए रखना भी शामिल है। गर्मी उत्पादन की निरंतर आवश्यकता समग्र बिजली की खपत को जोड़ती है।
प्रमुख ऊर्जा मैट्रिक्स
1. विशिष्ट ऊर्जा की खपत (SEC): यह उत्पादित स्टील के प्रति टन की खपत की गई बिजली की मात्रा को संदर्भित करता है। जैसा कि उल्लेख किया गया है, यह आम तौर पर भट्ठी की दक्षता और इनपुट सामग्री के प्रकार के आधार पर 400 kWh से 600 kWh प्रति टन स्टील तक होता है।
2. प्रति चार्ज का उपयोग: भट्ठी में प्रत्येक चक्र या "चार्ज" भट्ठी के आकार और संसाधित किए जा रहे स्क्रैप की मात्रा के आधार पर, 1 से 3 घंटे तक कहीं भी ले जा सकता है।
2। बिजली की खपत को प्रभावित करने वाले कारक
कई कारक एक में खपत बिजली की मात्रा को प्रभावित करते हैंईएएफ स्टील मेकिंगप्रक्रिया:
2.1 कच्चे माल का प्रकार
- स्क्रैप स्टील की गुणवत्ता: स्क्रैप स्टील की गुणवत्ता और समरूपता जितनी अधिक होगी, इसे पिघलाने के लिए कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है। प्लास्टिक, रबर, या गैर-फेरस धातुओं (जैसे एल्यूमीनियम) जैसे संदूषक ऊर्जा की खपत को बढ़ाते हैं क्योंकि उन्हें पिघलने के लिए अतिरिक्त गर्मी की आवश्यकता होती है और अवांछित रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कारण बनता है।
- डायरेक्ट कम आयरन (DRI) का उपयोग: जब स्क्रैप स्टील को प्रत्यक्ष कम लोहे (DRI) के साथ पूरक किया जाता है, तो ऊर्जा की खपत थोड़ी बढ़ सकती है, क्योंकि DRI को स्क्रैप की तुलना में पिघलने के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। हालांकि, DRI उत्पाद की स्थिरता में भी सुधार कर सकता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले स्टील उत्पादन के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है।
2.2 भट्ठी दक्षता और प्रौद्योगिकी
- भट्ठी की आयु और डिजाइन: ऑक्सीजन इंजेक्शन, उच्च दक्षता ट्रांसफॉर्मर, और अधिक सटीक तापमान नियंत्रण प्रणालियों जैसी उन्नत प्रौद्योगिकियों से लैस आधुनिक ईएएफ पुराने मॉडल की तुलना में कम बिजली का उपभोग करते हैं।
- स्क्रैप की प्रीहीटिंग: कुछ ईएएफ प्रीहीटिंग तकनीकों का उपयोग करते हैं, जैसे कि भट्ठी में प्रवेश करने से पहले स्क्रैप को प्रीहीट करने के लिए निकास गैसों का उपयोग करना। यह पिघलने के लिए आवश्यक तापमान तक पहुंचने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा को कम करता है।
2.3 उत्पादन पैमाने और चार्जिंग प्रथाओं
- बैच का आकार: स्क्रैप के बड़े बैचों को अक्सर अधिक कुशलता से संसाधित किया जा सकता है, जिससे प्रति टन स्टील की ऊर्जा की खपत कम होती है। हालांकि, छोटे बैचों को उत्पादित स्टील की मात्रा के सापेक्ष अधिक ऊर्जा की आवश्यकता हो सकती है।
- चार्जिंग प्रक्रिया: जिस तरह से सामग्री को भट्ठी में जोड़ा जाता है (यानी, चार्जिंग विधि) भी ऊर्जा की खपत को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, यदि स्क्रैप को छोटे वेतन वृद्धि में जोड़ा जाता है, तो इसे अधिक लगातार हीटिंग की आवश्यकता हो सकती है, जिससे बिजली का उपयोग बढ़ जाता है।
2.4 हीट रिकवरी और रिकवरी सिस्टम
- ऊर्जा वसूली प्रणाली: कई आधुनिक स्टील प्लांट ऊर्जा वसूली प्रणालियों का उपयोग करते हैं जो भट्ठी से गर्मी को पकड़ते हैं और पौधे के अन्य हिस्सों में इसका पुन: उपयोग करते हैं। यह ईएएफ प्रक्रिया की समग्र बिजली की खपत को कम करता है और समग्र पौधे की दक्षता बढ़ाता है।
3। ईएएफएस में ऊर्जा दक्षता में सुधार
स्टील उद्योग ने इलेक्ट्रिक आर्क भट्टियों की ऊर्जा दक्षता में सुधार करने में महत्वपूर्ण प्रगति की है। बढ़ती ऊर्जा लागत और बढ़ती पर्यावरणीय चिंताओं के साथ, कई स्टील निर्माता बिजली की खपत को कम करने के लिए नई तकनीकों और प्रथाओं को अपना रहे हैं।
3.1 ऑक्सीजन इंजेक्शन और स्क्रैप प्रीहीटिंग
- ऑक्सीजन इंजेक्शन: भट्ठी में ऑक्सीजन को इंजेक्ट करने से स्टील स्क्रैप में कार्बन के दहन में तेजी आ सकती है, इस प्रकार वांछित तापमान को प्राप्त करने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा कम होती है। यह प्रक्रिया ऊर्जा की खपत को 20%तक कम कर सकती है।
- स्क्रैप प्रीहीटिंग: गर्म गैसों या अन्य तरीकों का उपयोग करके स्क्रैप प्रीहीट करना स्क्रैप के तापमान को बढ़ाने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा को कम करता है, जो ऊर्जा बचत में योगदान कर सकता है।
3.2 उन्नत नियंत्रण प्रणाली
- प्रक्रिया अनुकूलन: आधुनिक ईएएफ अक्सर उन्नत नियंत्रण प्रणालियों के साथ आते हैं जो आर्क पावर, स्क्रैप चार्जिंग और वास्तविक समय में तापमान नियंत्रण का अनुकूलन करते हैं। ये सिस्टम यह सुनिश्चित करते हैं कि पूरे स्टील उत्पादन चक्र के दौरान ऊर्जा का उपयोग कुशलता से किया जाता है।
3.3 नवीकरणीय ऊर्जा का उपयोग
- ग्रीन स्टील की पहल: ईएएफएस को बिजली की आपूर्ति करने के लिए सौर और पवन ऊर्जा जैसे अक्षय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग स्टील उत्पादन के कार्बन पदचिह्न को कम करने के प्रयास में अधिक आम हो रहा है। कुछ पौधे स्टीलमेकिंग प्रक्रिया में प्राकृतिक गैस या कोयले के विकल्प के रूप में ग्रीन हाइड्रोजन का उपयोग करने की संभावना की खोज कर रहे हैं, जो समग्र प्रक्रिया को अधिक ऊर्जा-कुशल बनाकर अप्रत्यक्ष रूप से बिजली की खपत को कम करने में भी मदद कर सकता है।
संदर्भ
1। वर्ल्ड स्टील एसोसिएशन। (२०२२)। "इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस स्टीलमेकिंग प्रक्रिया।" WorldSteel.org से लिया गया।
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3। एमके ज़ुकरमैन, "स्टील प्रोडक्शन में ऊर्जा दक्षता और उत्सर्जन: इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस पर फोकस," स्टील टेक्नोलॉजी रिव्यू, वॉल्यूम। 18, पीपी। 25-30, 2020।