واتساپ
شرکت پژوهنده صنعت ارگ خاورمیانه قادر است با انجام تنظیمات پارامترهای کنترلی الکترود رگولیشن و کوره های قوس الکتریکی، در افزایش بازدهی تاسیسات و کاهش مصرف انرژی صنایع شما، کمک کند.
کوره قوس الکتریکی که به اختصار با نام (Electric Arc Furnace) نامگذاری می شود، اغلب در صنایع فولاد برای ذوب مواد استفاده می شود. بهینه سازی و کاهش مصرف انرژی در این نوع کوره ها مسئله ای اساسی است که در صنعت فولادسازی مورد توجه قرار گرفته است. با توجه به این که نحوه تنظیم هر یک از پارامترهای این نوع کوره، می تواند در مصرف انرژی و صرفه جویی آن تاثیر بسیار زیادی بگذارد، بسیار مهم است با توجه به نیاز صنایع خود بتوانید هر یک از پارامترهای آن را تنظیم کنید، شما عزیزان می توانید در این زمینه از تجربه و دانش کادر متخصص مجموعه صنعت ارگ خاورمیانه استفاده کنید. برای استفاده از مشاوره کاملا تخصصی این مجموعه، می توانید با شماره های درج شده در سایت تماس بگیرید.
کوره قوس الکتریکی به منظور ذوب قراضه یا آهن اسفنجی به کار می رود. عملکرد این کوره به وسیله انتقال حرارت تشعشعی بین سه الکترود و مذاب داخل کوره انجام می شود. دمای قوس حدود 10000 درجه سانتیگراد است که این حرارت بسیار بالا باعث ذوب شدن مواد خام فلزی و رسیدن دمای آن به حدود 1600 درجه سانتیگراد می گردد.
تنظیم پارامترهای کوره قوس الکتریکی
با توجه به این که جریان های هارمونیکی در کوره های قوس وجود دارند، می توانند باعث هدر رفتن انرژی و همچنین آسیب به تاسیسات شوند، بهتر است از فیلتر هارمونیک کاهش و اصلاح هارمونیکی استفاده کنید. تنظیم پارامترهای کوره قوس الکتریکی (Electric Arc Furnace) یا به اختصار EAF به عنوان یکی از مهم ترین عوامل در بهینه سازی عملکرد و کارایی این نوع کوره ها می باشند. سیستم الکترود رگولیشن بر اساس مقادیر ولتاژ و جریان نمونه برداری شده، از طریق ارسال فرمان بالا یا پایین روی به والوهای هیدرولیکی موقعیت سه الکترود کوره قوس را کنترل می نمایند. سیستم های الکترود رگولیشن دارای مدهای کنترلی جریان ثابت یا امپدانس ثابت یا ترکیبی است که روش امپدانس ثابت دارای مزایای بیشتری در کاهش مصارف انرژی و الکترود می باشد. یک سیستم الکترود رگولیشن ایده آل می بایست توزیع دمای یکسان در کلیه مناطق کوره ایجاد نماید تا از خوردگی نسوز در نقاط داغ جلوگیری شود و نسوز کوره به طور یکنواخت مصرف گردد.
پارامترهای کلیدی در تنظیم کوره قوس الکتریکی عبارتاند از:
-جریان الکتریکی (Current): جریان الکتریکی که از طریق الکترودها به کوره وارد می شود، به میزان ذوب مواد خام و دمای داخل کوره، تأثیر می گذارد. افزایش جریان الکتریکی می تواند به افزایش توان و کاهش زمان ذوب منجر شود.
-ولتاژ قوس الکتریکی (Voltage): تغییر ولتاژ قوس الکتریکی می تواند بر کارایی ذوب و میزان انتقال حرارت تأثیرگذار باشد.
-فاصله بین الکترودها (Electrode Gap): این فاصله تأثیر مهمی بر روی قدرت و کارایی قوس الکتریکی دارد. تغییر این فاصله می تواند به بهبود یا تغییر کیفیت فولاد و کاهش انتقال حرارت کمک کند.
-نوع و کیفیت الکترودها: نوع و کیفیت الکترودهای مورد استفاده نیز مهم است. الکترودهایی با کیفیت پایین می توانند به افت کارایی و کیفیت فولاد منجر شوند.
-تغییرات در زمان (Time Variations): تغییرات زمانی در جریان الکتریکی و ولتاژ می توانند برای تطابق با نیازهای مختلف فرآیند ذوب استفاده شوند. مثلا، در طی فرآیند ذوب، می توانید جریان و ولتاژ را به تدریج افزایش دهید تا دمای دقیق مورد نیاز برای ذوب مواد خام را بدست آورید.
-کنترل دما (Temperature Control): کنترل دما در داخل کوره نیز بسیار مهم است. استفاده از سیستم های کنترلی پیشرفته می تواند دما را در محدوده مطلوب نگه دارد و از تغییرات غیرضروری جلوگیری کند.
-سیستم های پیشرفته کنترل و مانیتورینگ: سیستم های پیشرفته کنترل و مانیتورینگ می توانند اطلاعات دقیقی از فرآیند ذوب را جمع آوری کرده و به مهندسان و کارگران اطلاعات لازم برای تصمیم گیری های بهینه تر در مورد پارامترهای کوره را ارائه دهند.
تنظیم پارامترهای کوره قوس الکتریکی نیاز به تجربه و دقت دارد و به بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی در این نوع کوره ها کمک می کند.
بهینه سازی مصرف انرژی در کوره قوس الکتریکی
کوره های قوس الکتریکی به دلیل انعطاف پذیری، کارایی بالا و قابلیت استفاده از مواد بازیافتی به عنوان مواد خام، در صنعت فولادسازی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. این تکنولوژی به تولید فولاد با کیفیت بالا و کاهش مصرف انرژی کمک می کند و از نظر اقتصادی و زیست محیطی نیز مزیت های بسیاری دارد.
مدیریت دقیق فرآیند ذوب و بهینه سازی جریان الکتریکی و ولتاژ قوس الکتریکی می تواند مصرف انرژی را به حداقل برساند. سیستم های پیشرفته کنترل و مانیتورینگ می توانند در این زمینه کمک کنند. آموزش کارکنان و متخصصان در زمینه بهینه سازی فرآیند EAF و مدیریت انرژی بسیار مهم است. آگاهی از تکنولوژی ها و روش های جدید می تواند به بهره وری انرژی و کاهش مصرف انرژی نیز کمک کند.
نرم افزار مبتنی بر قوانین علمی و داده های تجربی به افراد کمک می کنند تا بتوانند پارامترهای کوره قوس را به گونه ای تنظیم کنند تا از هدر رفتن انرژی تا حد بسیار زیادی جلوگیری شود. نرم افزارهای الکترود رگولیشن که توسط کادر مجموعه صنعت ارگ خاورمیانه طراحی و به فروش می رسند، به عنوان یک دستگاه آنالیز می توانند در بهینه سازی مصرف انرژی کوره های قوس الکتریکی به شما کمک کنند.
اجزای اصلی کوره قوس الکتریکی
-الکترودها (Electrodes): الکترودها مسئول ایجاد قوس الکتریکی در داخل کوره هستند. آن ها به مواد خام فلزی انرژی الکتریکی را انتقال می دهند و باعث ذوب آن ها می شوند.
-کاهنده ها (Lining): دیواره های داخلی کوره قوس الکتریکی با استفاده از مواد مقاوم به حرارت و آتش مانند گرافیت یا ماسه ساخته می شوند تا از خراب شدن کوره در اثر دما و قوس الکتریکی جلوگیری کنند.
-سیستم خنک کننده (Cooling System): دیواره های خارجی کوره با سیستم خنک کننده تنظیم می شود تا دمای دیواره در حد مدیریت شده باشد و از آسیب به ساختار کوره جلوگیری کند.
-سیستم کنترل (Control System): سیستم کنترل اتوماتیک کوره قوس الکتریکی ورودی های الکتریکی و دیگر پارامترهای مرتبط را نظارت کرده و کنترل می کند تا فرآیند ذوب به بهترین شکل اجرا شود.
تجزیه و تحلیل مصرف برق در کوره قوس الکتریکی
میزان مصرف برق در کوره قوس الکتریکی یکی از هزینه های اصلی در تولید فولاد است. از جمله مهمترین عواملی که در میزان مصرف برق کوره های قوس الکتریکی تاثیرگذار می باشد شامل موارد:
-ظرفیت کوره: میزان مصرف برق در کوره EAF به ظرفیت کوره بستگی دارد. کوره هایی با ظرفیت بزرگتر معمولا مصرف برق کمتری به ازای هر تن فولاد دارند.
-نوع مواد خام: نوع مواد خام مورد استفاده در کوره EAF نیز تأثیرگذار است. استفاده از قراضه نسبت به آهن اسفنجی نیاز به انرژی برق کمتری دارد. همچنین میزان درصد خلوص آهن اسفنجی و دانه بندی آن در میزان مصرف انرژی برق تاثیر بسیار زیادی دارد.
-کیفیت الکترودها: الکترودها مهم ترین عامل در ایجاد قوس الکتریکی و انتقال انرژی الکتریکی به مواد خام هستند. الکترودهایی با کیفیت پایین یا کارکرد نامناسب می توانند منجر به افزایش مصرف برق شوند.
-فرآیند ذوب: نحوه مدیریت و بهینه سازی فرآیند ذوب نیز تأثیرگذار است. استفاده از سیستم های کنترل و مانیتورینگ پیشرفته به کاهش مصرف برق کمک می کند.
تکنولوژی و تجهیزات مورد استفاده: تکنولوژی ها و تجهیزات نوین می توانند به بهبود کارایی و کاهش مصرف برق کمک کنند. برای مثال، استفاده از تکنولوژی های معکوس کوره الکتریکی(EAF-AC) می تواند به بهره وری برق کمک کند.
-کنترل دما و زمان: کنترل دقیق دما و زمان در فرآیند ذوب می تواند به بهره وری انرژی کمک کند.
-بازیافت گرما: استفاده از سیستم های بازیافت گرما به معنای بازیابی گرمای تولید شده در فرآیند ذوب و استفاده مجدد از آن به عنوان منبع گرما می تواند به کاهش مصرف برق کمک کند. توقفات حین ذوب و دمای تخلیه بالا افزایش مصرف انرژی می گردد.
در کل، میزان مصرف برق در کوره قوس الکتریکی به مجموعه عوامل فنی، فرآیندی و تجهیزاتی بستگی دارد. بهینه سازی این عوامل و مدیریت دقیق فرآیند ذوب می تواند به کاهش مصرف برق و افزایش بهره وری انرژی در کوره EAF کمک کند، که از نظر اقتصادی و محیط زیستی مزیت های قابل توجهی را به همراه دارد.
عوامل مهمی که بر روی مصرف انرژی در کوره قوس الکتریکی تاثیرگذار است
محفظه های سر بسته و داغی به نام کوره ی قوس الکتریکی وجود دارند که با استفاده از حرارت و گرمایی که توسط الکترودهای موجود در داخل آن ها تولید می شوند، مواد و قطعات فلزی را ذوب کرده و بدون تغییر در ماهیت و ترکیبات شیمیایی، به فولاد تبدیل می شوند. میزان دما و گرمایی که در این کوره ها برای ذوب کردن فلزات استفاده می شود، بسیار بالا بوده و حدوداً هزار و ششصد درجه سانتیگراد می باشد. بعد از ذوب شدن قطعات فلزی در همان ابتدا فولادی با میزان کم کربن به وجود می آید.
یکی از عواملی که می تواند میزان مصرف انرژی را در کوره های قوس الکتریکی کم کند، زمان روشن ماندن دستگاه می باشد. همان طور که می دانید هر چقدر یک کوره طولانی تر فعالیت کند و زمان روشن ماندن آن بیشتر باشد، انرژی که توسط آن مصرف می شود هم بالا می رود.
بنابراین اگر فلزات و موادی که در داخل کوره برای ذوب شدنشان ریخته می شوند نامرغوب و با کیفیت پایین باشند، باعث مصرف انرژی بیشتر کوره و افزایش تولید حرارت و گرما توسط الکترود های آن می شوند. اصطلاحا در چنین شرایطی زمان عملیات کوره قوس الکتریکی بالا تر می رود. پس ورودی مواد ریخته شده به داخل کوره مهم است که با کیفیت و مرغوب باشند.
تزریق اکسیژن به داخل کوره های قوس الکتریکی
اکسیژنی که به داخل کوره قوس الکتریکی تزریق می کنند با ایجاد یک واکنش شیمیایی با کربن داخل کوره گاز Co2 را تشکیل می دهند. انرژی شیمیایی حاصل از این پیوند در داخل کوره گرما ایجاد می کند و باعث می شود تا الکترودهای کوره بهتر انرژی گرمایی را منتقل نمایند و کوره برای داغ شدن نیاز به مصرف انرژی زیادی نداشته باشد.
رابطه بین دمای تخلیه مذاب و میزان مصرف انرژی الکتریکی در کوره های قوس
هرچه میزان دمای تخلیه مواد مذاب در داخل کوره بیشتر باشد، انرژی الکتریکی که در جهت افزایش دمای کوره مصرف می شود نیز بالا می رود. بنابراین عامل دیگری که هنگام تخلیه مواد مذاب در کوره های قوس الکتریکی باید مد نظرتان باشد، کنترل دما است. با تنظیم دمای کوره و تخلیه مواد مذاب می توانید از مصرف انرژی الکتریکی زیاد در آن جلوگیری نمایید.
سیستم غبارگیر کوره قوس الکتریکی
فرآیند ذوب در کوره قوس الکتریکی باعث ایجاد گرد و غبار بسیار زیادی می گردد که توسط سیستم غبارگیر از کوره خارج می شود. دمای این غبار حدود 900 درجه سانتیگراد است که یکی از عوامل اصلی تلفات انرژی در کوره می باشد. لذا کنترل مناسب فشار کاری داخل کوره حین فرآیند ذوب می تواند در مصرف انرژی الکتریکی تاثیر بسزایی داشته باشد.
طبق مطالب ذکر شده در این محتوا با پایین آمدن دمای تخلیه مواد مذاب، کم کردن دفعات توقف در حین عملیات، هوشمند سازی کوره قوس، کنترل سیستم غبارگیر، تنظیم پارامترهای کنترلی الکترودرگولیشن مصرف انرژی الکتریکی در کوره های قوس الکتریکی پایین می آید. پس باید فرآیند ذوب سازی را در یک شرایط از قبل کنترل شده با مواد با کیفیت انجام داد، تا بتوان با کمترین میزان موادی که در آن ریخته می شود، بیشترین فولاد را با صرف انرژی کم تولید کرد.