隨著社會(huì)各界對(duì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注越來(lái)越高，鋼鐵行業(yè)在環(huán)境保護(hù)方面所面臨的壓力與日俱增。如何在減少碳排放的同時(shí)保持經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是鋼鐵行業(yè)亟待解決的難題。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及對(duì)脫碳行動(dòng)關(guān)注度的提高，加熱過(guò)程電氣化成為能夠解決這一難題的關(guān)鍵干預(yù)措施，有望為打造鋼鐵行業(yè)更加綠色的未來(lái)鋪平道路，因此備受行業(yè)關(guān)注。

作為工業(yè)加熱技術(shù)和電阻材料領(lǐng)域的全球先進(jìn)品牌，Kanthal康泰爾正站在這一變革的最前沿。在近期的一場(chǎng)深度對(duì)話中，其業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Dilip Chandrasekaran詳細(xì)剖析了電加熱技術(shù)的創(chuàng)新及鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)型過(guò)程中所面臨的挑戰(zhàn)。

Kanthal康泰爾確定三種加熱工藝，助力鋼鐵制造商踏上脫碳之旅

縱觀鋼鐵生產(chǎn)流程，在下游鋼鐵生產(chǎn)中更容易實(shí)現(xiàn)電氣化應(yīng)用。Kanthal康泰爾已經(jīng)確定其中最容易實(shí)現(xiàn)電氣化的三種加熱工藝：連續(xù)退火線 (CAL)、連續(xù)鍍鋅線 (CGL) 和輥底爐。

Kanthal康泰爾業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Dilip Chandrasekaran強(qiáng)調(diào)了電加熱元件的優(yōu)勢(shì)：“大多數(shù)鋼鐵公司都認(rèn)識(shí)到，電加熱元件不僅具備足夠的功率，還能提高熱效率、改善工作環(huán)境，并有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量。一旦鋼鐵公司愿意改用電力，我們可以提供幫助。僅需使用管材和電加熱元件替換窯爐中的燃?xì)馊紵�器，再做一些�?xì)微調(diào)整，即可改造現(xiàn)有窯爐。”

Kanthal業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Dilip Chandrasekaran

Kanthal康泰爾的電加熱解決方案可在不同區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)更精確的溫度，同時(shí)顯著改善工作環(huán)境、降低噪音、提高空氣質(zhì)量。憑借數(shù)十年的工業(yè)加熱解決方案經(jīng)驗(yàn)，Kanthal康泰爾根據(jù)溫度要求和大氣條件開(kāi)發(fā)出了適用于退火爐、鍍鋅爐和輥底爐的廣泛材料。除此之外，還可提供定制化產(chǎn)品和設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足行業(yè)特定要求。

在過(guò)去十年里，知名鋼鐵生產(chǎn)商O(píng)vako一直致力于實(shí)現(xiàn)加熱過(guò)程電氣化。2012年，Ovako的熔爐技術(shù)專(zhuān)家Anders Lugnet受命勘查公司所有的150座熔爐，并制定了一項(xiàng)減排行動(dòng)計(jì)劃。 Lugnet建議對(duì)Ovako的熱處理爐進(jìn)行電氣化，然而這在當(dāng)時(shí)并不是一個(gè)具有優(yōu)勢(shì)的解決方案。

Ovako爐技術(shù)專(zhuān)家Anders Lugnet

Ovako電氣化過(guò)程始于2014年，當(dāng)時(shí)公司為每個(gè)熔爐配備了多達(dá)86個(gè)Tubothal®金屬加熱元件。截至今天，已有15座輥底爐實(shí)現(xiàn)電氣化，預(yù)計(jì)每座輥底爐每年可減少約1,400至2,000噸二氧化碳排放。全球其他幾家鋼鐵制造商也通過(guò)電氣化其退火和鍍鋅生產(chǎn)線，踏上了脫碳之旅。

面對(duì)電氣化諸多挑戰(zhàn)，Kanthal康泰爾推出Prothal® TH解決方案

雖然電加熱的好處顯而易見(jiàn)，但從燃?xì)獾诫娏Φ霓D(zhuǎn)變同樣帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)，需要進(jìn)行周密考量和戰(zhàn)略規(guī)劃。Chandrasekaran詳細(xì)闡述了這些挑戰(zhàn)，并提出了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的見(jiàn)解。他指出：“電氣化鋼鐵生產(chǎn)的主要挑戰(zhàn)之一在于確定合適的轉(zhuǎn)化工藝。雖然某些工藝可能很容易實(shí)現(xiàn)電氣化，但對(duì)于其他工藝，如直接還原鐵 (DRI)，則呈現(xiàn)出獨(dú)特的復(fù)雜性。DRI固有的高溫和特定操作條件需要專(zhuān)門(mén)的電加熱解決方案，以經(jīng)受?chē)?yán)格的工藝考驗(yàn)，同時(shí)保持效率和生產(chǎn)力。”

此外，重新定義電力需求并確保獲得可再生電力是電氣化的關(guān)鍵考慮因素。Chandrasekaran坦言：“準(zhǔn)確定義電力解決方案與燃?xì)饨鉀Q方案的效率頗具挑戰(zhàn)。鋼鐵公司往往對(duì)熱傳遞和效率的變化對(duì)其最終產(chǎn)品性能的影響缺乏深入了解。” 雖然可以進(jìn)行熱工程計(jì)算，但這也只能提供結(jié)果的近似圖像。想要獲得可靠預(yù)測(cè)的方法就是通過(guò)測(cè)試。例如，逐步轉(zhuǎn)換或逐區(qū)轉(zhuǎn)換加熱區(qū)域的各個(gè)部分。此外，最終用戶(hù)須確保有足夠的電力供應(yīng)，并且工廠也需要具備必要的基礎(chǔ)設(shè)施，以便為電加熱爐配電。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是重新設(shè)計(jì)動(dòng)力控制系統(tǒng)。Chandrasekaran指出：“對(duì)于燃?xì)鉅t來(lái)說(shuō)，控制系統(tǒng)也許非常簡(jiǎn)單，但運(yùn)行電氣解決方案可能會(huì)復(fù)雜得多。您需要了解如何控制和調(diào)節(jié)元件的功率以避免過(guò)熱，從而最大限度地延長(zhǎng)元件的使用壽命。這樣做的好處是，在使用電加熱系統(tǒng)時(shí)，窯爐內(nèi)的溫度控制將更加準(zhǔn)確。”

值得一提的是，電加熱還提供了完全消除二氧化碳排放的機(jī)會(huì)：可以通過(guò)獲得可再生電力實(shí)現(xiàn)，但目前還沒(méi)有快速解決方案。

不同國(guó)家/地區(qū)的電力資源可用數(shù)量和成本存在巨大差異。令人鼓舞的是，大多數(shù)政府正在努力解決這一問(wèn)題。Chandrasekaran認(rèn)為，擺脫化石能源從一種選擇成為必然趨勢(shì)只是時(shí)間問(wèn)題。“世界各地的政府都在要求企業(yè)擺脫化石燃料，大多數(shù)大型鋼鐵制造商都在尋找減少排放的方法。最終決定權(quán)在他們手中，一旦做出決定，我們便準(zhǔn)備好利用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)向電力的轉(zhuǎn)變。”他解釋道。

為了應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)，2021 年，Kanthal與Nycast AB簽訂了燃?xì)饧訜峒夹g(shù)獨(dú)家許可協(xié)議，以開(kāi)發(fā)高效兆瓦級(jí)電加熱器。

這些解決方案以 Prothal® TH 為名，旨在滿(mǎn)足不同行業(yè)的需求，提供多功能性以適應(yīng)不同的工藝參數(shù)，例如氣體成分、工作壓力和流量。位于瑞典呂勒奧的先進(jìn)工業(yè)研究機(jī)構(gòu) Swerim AB 最近進(jìn)行的一項(xiàng)測(cè)試涉及中型 Prothal® TH 工藝氣體加熱器。

使用空氣、氮?dú)夂蜌錃獾炔煌瑲怏w成分進(jìn)行的測(cè)試給出了令人印象深刻的結(jié)果。 這款加熱解決方案可輕松將工藝氣體出口溫度提升至 1,050°C（1,922°F），在處理輸入波動(dòng)方面展現(xiàn)出強(qiáng)大的性能，同時(shí)確保安全限制。

Kanthal康泰爾持續(xù)創(chuàng)新，助力更多行業(yè)走向綠色未來(lái)

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，Kanthal康泰爾預(yù)計(jì)將在未來(lái)幾年內(nèi)推出工藝加熱器，并計(jì)劃在2024年擴(kuò)展測(cè)試和演示能力。這項(xiàng)創(chuàng)新不僅限于鋼鐵行業(yè)，包括水泥制造在內(nèi)的其他行業(yè)也將從這一突破性技術(shù)中獲益。

鋼鐵行業(yè)正朝著更加可持續(xù)的未來(lái)邁進(jìn)，不僅減少了對(duì)環(huán)境的影響，也為其他行業(yè)樹(shù)立了鼓舞人心的典范。現(xiàn)階段，電氣化的可行性以及Prothal® TH等革命性創(chuàng)新的出現(xiàn)，使廣泛脫碳的前景變得觸手可及。通過(guò)擁抱電氣化與攜手合作，鋼鐵行業(yè)不僅能夠適應(yīng)變化，還能夠邁向更加綠色、更具可塑性的未來(lái)。

如需了解更多信息，可關(guān)注“Kanthal康泰爾”公眾號(hào)或訪問(wèn)康泰爾中國(guó)官網(wǎng)。

關(guān)于Kanthal康泰爾

康泰爾(Kanthal)隸屬于瑞典Alleima合瑞邁材料科技，是全球先進(jìn)的工業(yè)加熱技術(shù)與高品質(zhì)電阻材料領(lǐng)域產(chǎn)品和服務(wù)提供商。自1931年成立以來(lái)，Kanthal一直專(zhuān)注于為客戶(hù)提供世界水準(zhǔn)的加熱技術(shù)解決方案以及超高品質(zhì)的電阻材料與服務(wù)，產(chǎn)品覆蓋各類(lèi)電加熱、溫度傳感和耐熱應(yīng)用材料，以及醫(yī)療、電子設(shè)備領(lǐng)域不銹鋼和貴金屬超細(xì)線材。母公司Alleima合瑞邁是全球不銹鋼和特種合金高附加值產(chǎn)品、以及工業(yè)加熱解決方案的優(yōu)質(zhì)制造商，其冶金史可追溯到160多年前并擁有900多種合金配方。企業(yè)總部位于瑞典山特維肯，2023年收入為 210 億瑞典克朗，全球擁有6500多名員工，客戶(hù)遍布約80個(gè)國(guó)家。