22265

بررسي ترمو اقتصادي ادغام فرايند و توليد پيوسته فولاد (Mine to melt) و بررسي قابليت اطمينان سيستم

كارشناسي ارشد

سيستم هاي انرژي

98-99

1399/3/12

دكتر روح الله احمدي

فناوري هاي نوين

فولاد يكي از راهبردي ترين مواد مورد نياز جهت توسعه زيرساخت هاي هر كشوري است. ميزان توليد فولاد در جهان حدود يك ميليارد و ششصد و هفتاد و پنج ميليون تن بوده و انرژي ويژه توليد 1 تن فولاد در كل زنجيره فولاد برابر 17430 مگاژول بر تن مي باشد. جهت توليد فولاد زنجيره ي طويلي، از معدن تا ذوب و نورد وجود دارد. در پيشرفته ترين روش توليد فولاد، 7 فرآيند وجود دارد. معدن كاري (استخراج)، سنگ شكني و دانه بندي، تغليظ (توليد كنسانتره)، گندله سازي، احيا مستقيم، ذوب و نورد. هر يك از اين مراحل انرژي بر بوده و به انواع انرژي از گرمايي گرفته تا الكتريكي نيازمند است. در حلقه هاي انتهايي زنجيره فولاد كه سهم انرژي هاي گرمايي بزرگ مي باشد، به علت ناپيوستگي توليد و گاهاً فواصل زياد بين صنايع، مقادير زيادي اگزرژي در سرد شدن و دپو شدن محصولات، به هدر مي رود. بررسي ميزان اگزرژي هدر رفته به علت ناپيوستگي زنجيره، مي تواند بزرگي اين مسئله را جهت تصميم گيران و طراحان صنعتي مشخص نمايد. نماياندن تاثير حذف فواصل و وقفه هاي زماني از استخراج تا ذوب و توليد پيوسته فولاد (Mine to Melt) بر انرژي ويژه توليد فولاد و بازده اگزرژيك اين صنعت، مي تواند افق هايي را در رقابت پذير كردن توليد فولاد كشورمان در سطح جهاني بگشايد. بر اساس نتايج بدست آمده از اين تحقيق، با حذف فواصل فيزيكي و زماني بين فرآيندهاي 7 گانه توليد فولاد، انرژي ويژه توليد به ميزان 2/11% و معادل 1957 گيگاژول بر تن كاهش مي يابد. همچنين با لحاظ نمودن تاثيرات زنجيره توليد پيوسته بر قابليت اطمينان توليد فولاد و با حذف اين تاثيرات از طريق دپو سازي محصول در انتهاي هر فرآيند، با توجه به تعداد روزهاي در دسترس جهت صرفه جويي انرژي، ميزان اين صرفه جويي برابر با 1،221،812 گيگاژول در سال خواهد بود. قيمت نهايي توليد فولاد با اين مدل 756/1 يورو بر هر تن كاهش خواهد داشت كه مي تواند با توجه به توليد 5 ميليون تن در سال فولاد منطقه گل گهر، صرفه جويي اقتصادي به ميزان 7/8 ميليون يورو در سال را به ارمغان بياورد.

1399/05/12

Thermo-economic study of process integration and continuous production of steel (mine to melt) and reliability analyzes

6/2/2021 12:00:00 AM

Steel is one of the strategic materials needed to develop the infrastructure of countries. The global steel production reached 1,675 million tons, and the specific energy for the production 1 ton of steel in the total steel chain is 924 MW. There is a long chain to produce steel, from mining to melting and rolling. In the most advanced method of steel production, there are seven process. Mining, crushing and granulation, beneficiation (concentrate production), pelletizing, direct reduction, casting and rolling. Each of this processes, requires heat or electricity energy. In the final processes of the steel chain, which there is major share of thermal energies, due to the discontinuity of production and sometimes-large distances between industries, huge amount of exergy are lost in cooling and stash of products. The magnitude of this problem for industrial decision makers and designers can be determined by examining the amount of energy wasted due to chain discontinuity. The effect of eliminating distances and time interruptions from mining to casting and continuous production of steel on the special energy consumption of steel production and exergy efficiency of this industry can help Iran steel production be competitive at the global level. According to the results of this study, by eliminating the distances between the seven processes of steel production, the specific energy consumption of production is reduced by 11.2% and equivalent to 1957 Gj/ton. In addition, the amount of this saving is equal to 12,218,122 GJ/year by considering the effects of continuous production on the reliability of steel production and eliminating these effects by stash the product of each process, according to the number of days available to save energy. The final price of steel production with this model will be reduced by 1.756 Euros/ton, which can have economic savings of 8.78 million Euros per year, considering the current production of 5 million tons per year by Gol Gohar industrial zone.