ПОРІВНЯННЯ ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ СТАЛІ ЗАСТАРІЛИМИ АГЛОДОМЕННИМ ТА МАРТЕНІВСЬКИМ ПЕРЕДІЛАМИ ІЗ СУЧАСНОЮ ТЕХНОЛОГІЄЮ ПРЯМОГО ВІДНОВЛЕННЯ ЗАЛІЗА MIDREX H2 ТА ВИПЛАВКОЮ В ДУГОВІЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНІЙ ПЕЧІ
DOI:
https://doi.org/10.32782/3041-2080/2024-2-8Ключові слова:
енергоефективність технологій, викиди CO2, аглодоменне виробництво, мартенівська піч, технологія Midrex H2, дугова сталеплавильна піч, перехід на сучасні технологіїАнотація
На основі твердження про те, що металургія є однією з найважливіших галузей, яка повинна перейти на більш екологічно чисті методи виробництва, показана актуальність переходу від застарілих технологій виробництва сталі, які використовують в Україні (зокрема, на «Запоріжсталі»), до більш сучасних. З’ясовано, що впровадження сучасних технологій, як-от пряме відновлення на основі Midrex H2 з подальшою виплавкою окатишів у дугових сталеплавильних печах (далі – ДСП), стане важливим кроком у напрямі зниження викидів і підвищення енергоефективності технологій виробництва сталі. Дослідження порівнює енергоспоживання різних методів виробництва сталі, включаючи аглофабрику з аспіраційною системою, мартенівську піч, технологію Midrex H2 та дугову сталеплавильну піч. Було виявлено, що питомі витрати енергоспоживання аглофабрики становлять приблизно 33 кВт*ч/т, доменної печі – 3,3 кВт*ч/т, мартенівської печі – 4 кВт*ч/т, Midrex H2 – кВт*ч/т, а дугової сталеплавильної печі – 340 кВт*ч/т. Технологія Midrex H2, хоча і має вище енергоспоживання порівняно із традиційними методами, пропонує значні екологічні переваги завдяки нижчим викидам CO2. Дугова сталеплавильна піч забезпечує гнучкість і ефективність у переробці сталевого брухту, попри найвище енергоспоживання. Оцінювання різних типів виробництва також ураховує витрати на обслуговування, інвестиції в інфраструктуру й екологічний вплив. Порівняння цих технологій дозволяє визначити найефективніші й економічно доцільні методи виробництва сталі для сучасних умов. Методологія дослідження включала проведення вимірювань на місці, обробку й аналіз отриманих даних, а також порівняльний аналіз. Результати показують, що аглодоменний процес у поєднанні з мартенівською піччю генерує значні викиди CO2 порівняно з технологією Midrex H2 + ДСП. Агломераційний процес є одним із найбільш енергоємних, тоді як доменна піч потребує менше енергії. Мартенівська піч споживає відносно мало енергії, але її неефективність робить її менш привабливою. Midrex H2 демонструє високу енергоефективність та екологічну чистоту. ДСП, попри високі енергозатрати, є гнучкою у використанні вторинної сировини. Висновки дослідження підкреслюють різну енергоефективність різних технологій. Дослідження підкреслює важливість розвитку та впровадження сучасних технологій для майбутнього галузі.
Посилання
Каленков О. Запуск CBAM може погіршити позиції української металургії у світі. gmk.center. URL: https://gmk.center/ua/opinion/zapusk-cbam-mozhe-pogirshiti-pozicii-ukrainskoi-metalurgii-u-sviti/.
Аналіз скорочення викидів вуглекислого газу з доменної печі в умовах використання перспективних та існуючих технологій доменної плавки / О. Чайка та ін. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Т. 37. С. 158–174. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-158-174.
Перспективи розвитку металургійного виробництва в Україні за рахунок використання нових технологій / Л. Тубольцев та ін. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2023. Т. 37. С. 4–25. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2023-37-4-25.
Modeling MIDREX based process configurations for energy and emission analysis / S. Sarkar et al. Steel research international. 2017. Vol. 89. Issue 2. P. 1700248. https://doi.org/10.1002/srin.201700248.
Kazalski P., Yoong K. A Study on the Patented MIDREX Reformer and Its Adaptability to the H2 Economy. AISTech 2024. 6–9 May, 2024. https://doi.org/10.33313/388/028.
H2 Emission from CRL618 / F. Herpin et al. Molecular Hydrogen in Space. Cambridge Univ. Press, 2000. P. 151–154. https://doi.org/10.1017/cbo9780511564635.022.
MIDREX H2 – The Road to CO2-Free Iron and Steelmaking / R. Millner et al. AISTech 2021. 1 June 2021. https://doi.org/10.33313/382/125-20514-049.
Європейська комісія: Інтегроване запобігання та контроль забруднення. Довідковий документ щодо найкращих доступних технологій та методів управління (ДД НДТМ) у ковальській та ливарній промисловості. Травень 2020 р. mepr.gov.ua. URL: https://mepr.gov.ua/wp-content/uploads/2023/07/sf_bref_0505_1_ukr_ed_final.pdf.
Biomass and Carbon Fuels in Metallurgy / J. Legemza et al. CRC Press, 2020. 292 p. https://doi.org/10.1201/9780429274039.
Habashi F. Pollution problems in the metallurgical industry : A review. Journal of Mining & Environment. 2011. Vol. 2. Issue 1. P. 17–26. https://doi.org/10.22044/jme.2012.16.