電爐技術(shù)在過(guò)去50年來(lái)朝著(zhù)更高效的方向不斷發(fā)展，電能消耗減半，出鋼時(shí)間減少4倍，電極消耗減少5倍以上。這些成果歸功于化學(xué)能量包（吹氧、燒嘴）、設計改進(jìn)（水冷壁、偏心底出鋼、噴槍、底部攪拌）和強化工藝控制的結合。電爐發(fā)展的另一個(gè)重要趨勢是單臺電爐平均功率的增加，這促使了小時(shí)產(chǎn)量超過(guò)360噸鋼的超高功率電爐的性能突破。
得益于Q-One數字化清潔供電系統，達涅利開(kāi)發(fā)出了具有專(zhuān)利的Digimelter數字化冶煉電爐技術(shù)，該技術(shù)是達涅利針對現代、清潔、有競爭力、可持續的綠色煉鋼的解決方案，被市場(chǎng)公認為電爐煉鋼熔煉廢鋼/直接還原鐵的創(chuàng )新技術(shù)。本文將對Digimelter數字化冶煉電爐技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢進(jìn)行詳細介紹。
用于廢鋼/直接還原鐵的達涅利Digimelter數字化冶煉電爐是達涅利的一項專(zhuān)利技術(shù)，它將供電、智能化和環(huán)保的設備巧妙地結合在一起，可實(shí)現年產(chǎn)超過(guò)15000爐次，同時(shí)將運營(yíng)成本降至最低，對環(huán)境的影響最小，并且對于所需原料具有高度的靈活性。
得益于實(shí)時(shí)電弧控制，Q-One數字化供電可提供最高的功率因數和極低的電網(wǎng)閃變。由于每個(gè)電極的電弧電流、電壓和頻率都獨立控制，它實(shí)現了前所未有的高功率傳輸。
Q-Melt智能控制系統通過(guò)使用Q-Reg+電極調節器、EVO煙氣分析和Melt-Model 熔煉模型自適應優(yōu)化系統，使電爐冶煉過(guò)程以穩定和自適應的方式自動(dòng)運行。
零料籃概念基于ECS水平預熱連續加料以及從爐蓋連續加入熱直接還原鐵，以減少對環(huán)境的影響并進(jìn)一步節能。
Eco-Pro氣密性設計旨在將污染物排放降至最低。與具有相同原料組合的傳統電爐相比，Digimelter? Eco-Pro數字化冶煉電爐的氣密性設計將二氧化碳的直接排放量（范圍1）減少50%以上，將二氧化碳的總排放量（范圍2）減少25%
一項突破性技術(shù)：Q-One數字化清潔供電系統
Q-One是達涅利自動(dòng)化公司在Digimelter數字化冶煉電爐概念的基礎上獲得專(zhuān)利的關(guān)鍵技術(shù)。
2016年，達涅利自動(dòng)化公司安裝了第一套Q-One系統，這是第一次在工業(yè)領(lǐng)域使用功率元器件控制電爐中的電弧電流和電壓。換句話(huà)說(shuō)，該方案打破了傳統供電的局限性，通過(guò)施加電弧電流，從而提高過(guò)程穩定性并大大減少對連接電網(wǎng)的影響。
事實(shí)上，Q-One以高于0.96的功率因數運行，產(chǎn)生的閃變非常低，無(wú)需使用補償系統，這也是因為產(chǎn)生的諧波遠低于IEEE限制。
該系統采用模塊化設計：不僅工藝所需的功率可以通過(guò)選擇模塊數量來(lái)調整，而且該解決方案可以分階段實(shí)施，這意味著(zhù)第二階段可以只需在第一階段的初始功率基礎上添加模塊即可。
這種模塊化設計還提高了設備的可靠性和可用性，在降功率使用（禁用一個(gè)模塊）或甚至僅使用兩相而不是三相的情況下，都可保持冶煉的可能性。
為了確保系統的高度可用性，模塊化設計也需具備相同的組件和逆變器，以最大限度地減少備件的數量和投資。數字化控制實(shí)現了遠程監控和故障排除。
工作點(diǎn)不再是由變壓器上的檔位所確定的離散狀，而是可以根據工藝需要自由選擇。
頻率的變化也可以自由選擇，這只有在配置了Q-One的電爐上才能實(shí)現。高于網(wǎng)絡(luò )標稱(chēng)的頻率可提高電弧穩定性，因此在穿井階段使用；而低于標稱(chēng)的頻率（客戶(hù)日常使用），如低至20Hz，是降低精煉階段能耗和具有對熔池更深的穿透能力的理想電弧，同時(shí)可對鋼水產(chǎn)生有益的攪拌作用。
較低的頻率意味著(zhù)較低的感抗，從而降低功耗?，F場(chǎng)結果證明，低頻運行可額外節省高達10%的能源。此外，由于沒(méi)有冷卻電纜搖擺和電極擺動(dòng)，電弧電流的控制使電爐的運行更加穩定，這在冶煉過(guò)程中肉眼可見(jiàn)。其收益是電極消耗減少15%，耐火材料壽命至少延長(cháng)20%。
Q-One數字化清潔供電系統
Q-MELT自動(dòng)煉鋼電爐
Q-One這個(gè)獨特、可靠、靈活的綠色供電解決方案基于人工智能的應用和先進(jìn)的控制系統。達涅利Q-Melt先進(jìn)的過(guò)程控制可實(shí)現煉鋼工藝曲線(xiàn)的動(dòng)態(tài)化和自動(dòng)優(yōu)化。該系統采用達涅利智能工廠(chǎng)架構，用于工藝的持續學(xué)習和改進(jìn)。
此外，Q-Melt自動(dòng)煉鋼可與自動(dòng)廢鋼料場(chǎng)管理系統完全集成，以?xún)?yōu)化冶煉過(guò)程控制，實(shí)現準確一致的工作點(diǎn)設置和質(zhì)量控制?？偠灾?，主控臺采用人體工程學(xué)設計，將人類(lèi)專(zhuān)業(yè)知識和機器精度相結合，以最佳成本策略實(shí)現獨特的性能和卓越的質(zhì)量。
最重要的是，這些成果是通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)化和現場(chǎng)機器人執行危險及重復性操作的無(wú)人化操作理念得到的，以實(shí)現煉鋼的操作安全性。
Q-Melt智能控制中心
ECS零料籃?水平預熱連續加料系統
達涅利ECS零料籃?水平預熱連續加料是最環(huán)保的煉鋼技術(shù)，可將二氧化碳排放量降到最低。采用零料籃?水平預熱連續加料技術(shù)的達涅利Digimelter?零料籃具有原材料靈活性高、能耗低、可靠性和利用率極高、噪音和污染排放低等特點(diǎn)，是滿(mǎn)足煉鋼市場(chǎng)最新需求的完美解決方案。
非常穩定和流暢的工藝過(guò)程使操作員可以輕松地使系統獲得優(yōu)化的操作條件，減少延遲的風(fēng)險并提供極快的學(xué)習曲線(xiàn)。
ECS零料籃?水平預熱連續加料系統
Zerobucket? Hytemp零料籃直接還原鐵熱送系統
Hytemp氣力輸送是將熱直接還原鐵在高于600°C且無(wú)粉塵損失的情況下輸送到電爐的最有效方式。該技術(shù)自1998年以來(lái)一直在四家鋼廠(chǎng)（特爾尼翁，阿聯(lián)酋鋼鐵公司1號、2號鋼廠(chǎng)，蘇伊士鋼鐵公司）運行，迄今為止已運輸了約4000萬(wàn)噸直接還原鐵，表現出優(yōu)異的可靠性和接近100%的可用性，并且維護要求非常低。
Hytemp氣力輸送裝置與直接還原鐵工廠(chǎng)和Q-MeltTM自動(dòng)煉鋼電爐系統可完全集成，并且由于惰性載氣和完全密封的設計而符合最高安全標準。
Zerobucket? Hytemp零料籃直接還原鐵熱送系統
Eco-Pro氣密性設計
Digimelter Eco-Pro數字化冶煉電爐氣密性設計旨在將污染氣體排放量降至最低，并將二氧化碳當量降至最低。Digimelter的每個(gè)細節都經(jīng)過(guò)精心優(yōu)化，以盡量減少進(jìn)入熔化區域的空氣。
得益于Thor 3K自清理渣門(mén)以及改進(jìn)的電爐和ECS運輸機之間的密封，電爐始終保持密封。
該過(guò)程本身由Q-Melt自動(dòng)煉鋼系統自動(dòng)控制，從而最大限度地減少氧氣和碳的注入，確保以最低的二氧化碳足跡實(shí)現最高效的熔煉。與具有相同原料組合的傳統電爐相比，Digimelter Eco-Pro數字化冶煉電爐氣密性設計將二氧化碳直接排放量（范圍1）減少了50%以上，將二氧化碳總排放量（范圍2）減少了25%。
智能綠色供電設計
Digimelter數字化冶煉電爐非常適用于可持續煉鋼，這得益于Q-One供電系統通過(guò)整流技術(shù)連接到可再生能源，例如光伏發(fā)電以及水力或風(fēng)力發(fā)電。
通過(guò)智能綠色供電，不僅減少碳排放，冶煉的運營(yíng)成本也進(jìn)一步降低。取決于可用資源的成本和可用性，Q3-Jenius智能綠色供電軟件包可用來(lái)管理不同的可用資源，同時(shí)將特定產(chǎn)品的預測能源消耗也考慮在內。
使用廢鋼/直接還原鐵，從高爐過(guò)渡到電爐
因為Digimelter數字化冶煉電爐對電網(wǎng)的影響非常小，它是減碳煉鋼路線(xiàn)的理想解決方案，因此越來(lái)越多的企業(yè)考慮用新的電爐替代高爐來(lái)冶煉廢鋼/直接還原鐵。事實(shí)上，靠近長(cháng)流程鋼廠(chǎng)的電網(wǎng)通常無(wú)法提供電爐煉鋼所需的電力容量，且傳統變壓器電爐解決方案對電網(wǎng)會(huì )產(chǎn)生很大影響。
采用Q-One，即使是大功率電爐，在大多數情況下也無(wú)需任何額外的補償系統來(lái)滿(mǎn)足電力部門(mén)的要求。此外，Q-One的模塊化設計使其適用于“分步實(shí)施”的電爐升級，第一階段可以采用高比例的鐵水，在第二階段主要使用直接還原鐵和廢鋼時(shí)，可滿(mǎn)足更高的功率要求。
廢鋼優(yōu)化管理
Q-Melt自動(dòng)煉鋼與達涅利自動(dòng)化Q-SYM2自動(dòng)廢鋼料場(chǎng)管理系統的集成，打造先進(jìn)的、無(wú)人化的、基于人工智能的廢鋼優(yōu)化管理系統。
Q-SYM2自動(dòng)廢鋼料場(chǎng)管理系統根據電爐/廢鋼間的需要，為電爐提供最佳分類(lèi)的原材料和廢鋼處理機交互。廢鋼在到達煉鋼廠(chǎng)之后、進(jìn)入電爐之前會(huì )被劃分，以確保來(lái)料質(zhì)量和數量符合采購訂單。
該系統可實(shí)現實(shí)時(shí)跟蹤，允許在需要時(shí)迅速有效進(jìn)行應變并簡(jiǎn)化爭議解決程序，這歸功于人工智能使自動(dòng)圖像采集和分析成為可能。此外，實(shí)時(shí)的廢鋼庫存數據持續可用，減少了人為錯誤和操作時(shí)間。該系統能夠跟蹤處理堆場(chǎng)內的廢鋼移動(dòng)，包括裝卸區。
該系統與懸掛式天車(chē)的集成提高了料場(chǎng)管理效率。準確的“天車(chē)任務(wù)接收”可優(yōu)化天車(chē)利用率，并根據計劃和預設置迅速執行重復動(dòng)作。
智能化廢鋼優(yōu)化管理系統
由獲得專(zhuān)利的創(chuàng )新型Q-One供電的達涅利Digimelter數字化冶煉電爐代表了用300 噸及以上的電爐替代高爐/轉爐煉鋼的最佳可行解決方案。
得益于獨特的電弧功率控制，Q-One 允許采用一種新的熔煉工藝方法，具有頻率控制和工作點(diǎn)自由選擇，最大限度地減少對電網(wǎng)的影響，結合智能綠色供電、智能過(guò)程控制和安全操作，實(shí)現電爐運行的最低運營(yíng)成本。換句話(huà)說(shuō)，這是領(lǐng)先一步的唯一解決方案。
當然，Digimelter數字化冶煉電爐也廣泛用于現代短流程鋼廠(chǎng)，體現出提高冶煉效率、降低能源和電極消耗的優(yōu)勢。
