بررسی تأثیرکیفیت و مقدار مواد کربنی بر مصرف انرژی کوره قوس الکتریکی مجتمع صنعتی فولاد خراسان

بهینه سازی مصرف انرژی مهم ترین بحث در کوره های قوس الکتریکی می باشد. روش های کاهش مصرف انرژی در این کوره ها عمدتأ بر جایگزینی مصرف انرژی الکتریکی توسط انرژی شیمیایی تأکید دارد. از این رو نقش مواد کربنی حائز اهمیت خواهد بود. کربن در کوره قوس، از طریق واکنش های شیمیایی داخل مذاب و احتراق ثانویه، بخشی از انرژی مورد نیاز برای ذوب و تصفیه فلز را تأمین می نماید. اضافه کردن کربن به شارژ کوره سبب افزایش تولید گاز co، پفکی شدن سرباره، کاهش مصرف برق، احیای اکسیدهای آهن موجود در سرباره و بهبود راندمان فرآیند می شود. در این پروژه تأثیر کیفیت و مقدار مواد کربنی بر میزان انرژی مصرفی از دیدگاه ترمودینامیکی، با استفاده از داده های مربوط به کوره قوس الکتریکی مجتمع صنعتی فولاد خراسان توسط نرم افزار fact sage بررسی شد. برای بررسی نقش مواد کربنی بر پارامترهای کوره قوس، ذوب مبنا تعریف شد که ترکیب مذاب و سرباره آن مشابه با حالت واقعی است. انرژی واقعی ثبت شده برای ذوب مورد بررسی kwh/t 642 و همچنین مقدار تلفات انرژی برای این ذوب kwh/t 17/129 می باشد. بر اساس موازنه جرمی انجام شده در ذوب مبنا 8/3457 کیلوگرم کربن از طریق کک و کربن تزریقی وارد کوره شد که 3/533 کیلوگرم آن صرف احیای feo مذاب و 8/2845 کیلوگرم آن صرف واکنش با اکسیژن و تولید انرژی گردید. با افزایش خاکستر کک از 75/12 تا 75/24 درصد اگر مقدار کک ورودی تغییر نکند انرژی مصرفی 3/1 درصد افزایش می یابد در صورتی که از کک بی کیفیت تری استفاده شود افزایش 5/1 درصدی انرژی و 2/5 درصدی سرباره تولیدی را شاهد هستیم. با افزایش loi کک از 4/1 تا 4/9 در صورتی که از کک بی کیفیت تری استفاده شود انرژی مصرفی 7/0 درصد افزایش می یابد. با افزایش خاکستر کربن تزریقی از 8/3 تا 8/27 درصد، انرژی مصرفی 9/0 درصد افزایش می یابد. تحت این شرایط اگر از کربن تزریقی که کیفیت کمتری دارد، بیشتر استفاده شود انرژی 2/1 درصد افزایش خواهد یافت. اگر درصد loi کربن تزریقی از 5/1 تا 5/9 درصد تغییر کند در صورتی که از کربن تزریقی بیشتری استفاده شود انرژی 6/0 درصد افزایش می یابد. با افزایش کک مصرفی از 900 تا 2500 کیلوگرم، آهک مصرفی 9/14 درصد، سرباره تولیدی 2/6 درصد و حجم گاز خروجی 36 درصد افزایش می یابد. در این حالت تغییرات انرژی محسوس نخواهد بود. با افزایش مقدار کربن تزریقی از 100 تا 900 کیلوگرم، آهک مصرفی 7/6 درصد، سرباره تولیدی 7/2 درصد افزایش می یابد. همچنین مصرف انرژی 9/0 درصد کاهش می یابد. با دمش اکسیژن به میزان ? m?^35/3543 روی سطح مذاب در اثر احتراق ثانویه تمامی co به co_2 تبدیل خواهد شد، که در این صورت به طور میانگین کاهش مصرف انرژی الکتریکی به میزان mwh 05/15 برای این ذوب 100 تنی حاصل می گردد.