A case study of material and energy balance of STEEL making in electric Arc furnace from DRI : a case study /
Ahmed Mohamed Ahmed Ferig,
A case study of material and energy balance of STEEL making in electric Arc furnace from DRI : a case study / دراسة حالة لموازنة المادة والطاقة لصناعة الصلب في فرن القوس الكهربي من الحديد الإسفنجي By Ahmed Mohamed Ahmed Ferig ; Under the Supervision of Sayed A. Kaseb, M. A. Kassem. - 2022.
Thesis (M.Sc.)-Cairo University,2022.
Bibliography: p. 69-70.
يعتبر انتاج الصلب عملية تستهلك الطاقة بكمية ضخمة ويعتبر فرن القوس الكهربي مستهلك ضخم للطاقة حيث يعتبر أكبر مستهلك للطاقة الكهربائية في القطاع الصناعي مع النمو الكبير في استخدام أفرن القوس الكهربائي في إنتاج الصلب، من المتوقع ارتفاع الطلب على الكهرباء في صناعة الصـ لب من ۱۰٪ في عام ۲۰۱۲ إلى ۲۲ في عام ٢٠٤٠ . يبلغ استهلاك الطاقة الكهربائية في فرن القوس الكهربائي حوالي %٦٥٪ من إجمالي الطاقة المستهلكة، اما الباقي فناتج من التفاعلات الطاردة للحرارة والاحتراق أثناء عملية الصهر . تعد نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة عاملاً مهما للغاية يؤثر على إنتاجية فرن القوس الكهربائي، فضلاً عن تكاليف التشغيل. لدراسة ومعرفة ذلك التأثير، تم عمل معادلات اتزان للطاقات الداخلة والخارجة لفرن قوس كهربي بطاقة انتاجية ١٦٠ طن على عدة حالات بنسب حديد اسفنجي متزايدة من ۰٪ إلى %۱۰۰٪ وذلك لاستنتاج كم الطاقة المستهلكة إما كهربية او ناتجه من احتراق الميثان او تفاعلات اكسده واختزال بعد ذلك تم توصيف تلك الطاقات بمعادلات لدراسة التغير مع تغير نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة وتم أيضا حساب الطاقة الفاعلة استنادا على القانون الثاني للديناميكا الحرارية لحساب أقصى قدر من الطاقة المستفاد منها أثناء التشغيل في حالة استخدام كامل الشحنة حديد إسفنجي وفي حالة استخدام كامل الشحنة خردة. توضح النواتج المبنية على القياسات الميدانية التي اعتمدت عليها عملية الإنتاج أن استهلاك الطاقة الكهربية يزيد مع زيادة نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة من ٤٣٩.٣ كيلوواط ساعة لكل طن عند نسبة حديد إسفنجي .% إلى حوالي ٥٦٥ كيلوواط ساعة لكل طن عند حوالي %۷۰% حديد إسفنجي ثم انخفض مجدداً إلى حوالي ٥٣٩.۸۸ كيلوواط ساعة لكل طن عند نسبة حديد إسفنجي ۱۰۰٪ . أما بالنسبة للطاقة الكيميائية، فتزيد الطاقة الناتجة من احتراق الكربون مع زيادة نسبة ال الحديد الإسفنجي في الشحنة من حوالي ۲۰۰٦٨ كيلوواط ساعة لكل طن عند ۰% حديد إسفنجي إلى حوالي ٦٧٠٧٣ كيلوواط ساعة لكل طن عند ١٠٠% حديد إسفنجي التوفير في الطاقة نتيجة استخدام الحديد الإسفنجي الساخن وصل لحوالي ٦٠ كيلوواط ساعة لكل طن عندما كانت كل الكمية المشحونة للفرن حديد إسفنجي ساخن مثل استهلاك الطاقة الكهربائية، زاد زمن التشغيل إلى قيمة قصوى عند حوالي ٧٠% ثم بدأ في الانخفاض مره أخرى. يرجع الانخفاض في حالة استهلاك الطاقة وزمن التشغيل الى عدة عوامل أهمها استخدام الحديد الإسفنجي الساخن المنتج مباشرة من فرن الاختزال المباشر عند درجة حرارة بين ٤٠٠ درجة مئوية ٦٠٠ درجة مئوية.
MECHANICAL POWER ENGINEERING
Steelmaking
621
A case study of material and energy balance of STEEL making in electric Arc furnace from DRI : a case study / دراسة حالة لموازنة المادة والطاقة لصناعة الصلب في فرن القوس الكهربي من الحديد الإسفنجي By Ahmed Mohamed Ahmed Ferig ; Under the Supervision of Sayed A. Kaseb, M. A. Kassem. - 2022.
Thesis (M.Sc.)-Cairo University,2022.
Bibliography: p. 69-70.
يعتبر انتاج الصلب عملية تستهلك الطاقة بكمية ضخمة ويعتبر فرن القوس الكهربي مستهلك ضخم للطاقة حيث يعتبر أكبر مستهلك للطاقة الكهربائية في القطاع الصناعي مع النمو الكبير في استخدام أفرن القوس الكهربائي في إنتاج الصلب، من المتوقع ارتفاع الطلب على الكهرباء في صناعة الصـ لب من ۱۰٪ في عام ۲۰۱۲ إلى ۲۲ في عام ٢٠٤٠ . يبلغ استهلاك الطاقة الكهربائية في فرن القوس الكهربائي حوالي %٦٥٪ من إجمالي الطاقة المستهلكة، اما الباقي فناتج من التفاعلات الطاردة للحرارة والاحتراق أثناء عملية الصهر . تعد نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة عاملاً مهما للغاية يؤثر على إنتاجية فرن القوس الكهربائي، فضلاً عن تكاليف التشغيل. لدراسة ومعرفة ذلك التأثير، تم عمل معادلات اتزان للطاقات الداخلة والخارجة لفرن قوس كهربي بطاقة انتاجية ١٦٠ طن على عدة حالات بنسب حديد اسفنجي متزايدة من ۰٪ إلى %۱۰۰٪ وذلك لاستنتاج كم الطاقة المستهلكة إما كهربية او ناتجه من احتراق الميثان او تفاعلات اكسده واختزال بعد ذلك تم توصيف تلك الطاقات بمعادلات لدراسة التغير مع تغير نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة وتم أيضا حساب الطاقة الفاعلة استنادا على القانون الثاني للديناميكا الحرارية لحساب أقصى قدر من الطاقة المستفاد منها أثناء التشغيل في حالة استخدام كامل الشحنة حديد إسفنجي وفي حالة استخدام كامل الشحنة خردة. توضح النواتج المبنية على القياسات الميدانية التي اعتمدت عليها عملية الإنتاج أن استهلاك الطاقة الكهربية يزيد مع زيادة نسبة الحديد الإسفنجي في الشحنة من ٤٣٩.٣ كيلوواط ساعة لكل طن عند نسبة حديد إسفنجي .% إلى حوالي ٥٦٥ كيلوواط ساعة لكل طن عند حوالي %۷۰% حديد إسفنجي ثم انخفض مجدداً إلى حوالي ٥٣٩.۸۸ كيلوواط ساعة لكل طن عند نسبة حديد إسفنجي ۱۰۰٪ . أما بالنسبة للطاقة الكيميائية، فتزيد الطاقة الناتجة من احتراق الكربون مع زيادة نسبة ال الحديد الإسفنجي في الشحنة من حوالي ۲۰۰٦٨ كيلوواط ساعة لكل طن عند ۰% حديد إسفنجي إلى حوالي ٦٧٠٧٣ كيلوواط ساعة لكل طن عند ١٠٠% حديد إسفنجي التوفير في الطاقة نتيجة استخدام الحديد الإسفنجي الساخن وصل لحوالي ٦٠ كيلوواط ساعة لكل طن عندما كانت كل الكمية المشحونة للفرن حديد إسفنجي ساخن مثل استهلاك الطاقة الكهربائية، زاد زمن التشغيل إلى قيمة قصوى عند حوالي ٧٠% ثم بدأ في الانخفاض مره أخرى. يرجع الانخفاض في حالة استهلاك الطاقة وزمن التشغيل الى عدة عوامل أهمها استخدام الحديد الإسفنجي الساخن المنتج مباشرة من فرن الاختزال المباشر عند درجة حرارة بين ٤٠٠ درجة مئوية ٦٠٠ درجة مئوية.
MECHANICAL POWER ENGINEERING
Steelmaking
621