绿色低碳发展目前已经成为全球战略竞争制高点。与以铁矿石为原料的高炉-转炉长流程相比,以废钢为原料的电炉短流程可显著降低能源消耗和二氧化碳排放,因此,合理高效地回收利用废钢资源,发展电炉短流程炼钢,是助力我国钢铁行业绿色低碳转型的重要路径。为此,《世界金属导报》联合达涅利冶金设备(中国)有限公司推出“废钢利用与电炉短流程炼钢发展”专题,共同探讨我国废钢资源供给与需求、电炉短流程钢厂时空布局、废钢助力短电炉流程发展路径、政策建议等话题。
在全球钢铁行业迈向低碳化、绿色化的大背景下,废钢回收利用与电炉短流程炼钢正迎来前所未有的发展机遇。随着各国碳减排政策的推进和电弧炉技术的不断成熟,电炉短流程因其显著的节能环保优势,正在逐步替代部分传统高炉-转炉长流程产能。数据显示,过去50年来,电炉技术在能效和生产率方面实现跨越式发展:电能消耗降低50%,出钢时间缩短75%,电极消耗减少80%以上。这一进步得益于化学能量输入、设备结构优化与智能控制的协同创新。如今,以达涅利DIGIMELTER®为代表的数字化电炉技术,正在重新定义绿色电炉炼钢的新标准。
作为电炉炼钢领域的创新引领者,达涅利推出的DIGIMELTER®数字化冶炼电炉,集供电技术、智能控制和环保设计于一体,已成为市场公认的先进废钢和直接还原铁(DRI)冶炼解决方案。该技术不仅实现了年产超过15000炉次的高效运行,更在运营成本、原料适应性和环境友好性方面表现出卓越性能。
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Q-One数字化清洁供电系统:
重新定义电弧控制与能效边界
Q-One是DIGIMELTER®的核心技术之一,也是全球首个在工业电炉中采用功率元器件对电弧电流和电压进行实时控制的系统。其突破性在于彻底摆脱了传统变压器分档调节的局限,实现了工作点的自由选择和频率的灵活调控。该系统以高于0.96的功率因数运行,电网闪变极低,谐波远低于IEEE标准,通常无需额外补偿装置即可并网运行。
更值得强调的是其模块化结构。用户可根据产能需求配置模块数量,并支持分阶段扩容,既降低初始投资,也便于后期升级。在20Hz低频运行时,Q-One能实现更深熔池穿透和更强钢水搅拌效果,带来高达10%的额外节电,同时降低电极消耗15%和延长耐火材料寿命20%。自2016年首次应用以来,Q-One已在多个项目(如克罗地亚80吨电炉、日本125吨钢包炉)中验证了其稳定性和节能效益。
同时,Q-One系统可与光伏、风电、水电等可再生能源无缝对接,通过Q3-Jenius智能软件优化绿色电力调度,进一步降低碳足迹和用电成本。
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废钢利用与电炉短流程炼钢发展专题|达涅利DIGIMELTER®数字化电炉技术引领废钢炼钢新路径
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Q-Melt自动炼钢系统:
智能化赋能全程无人化操作
在Q-One供电基础上,达涅利Q-Melt系统进一步实现了冶炼过程的动态优化与全自动控制。Q-Melt系统整合Q-Reg+电极调节、EVO烟气分析和Melt-Model熔炼模型,可根据实时工艺数据自适应调整冶炼曲线。该系统与废钢料场管理系统(如Q-SYM2)的深度融合,实现了从原料配比到钢水成分的精准控制。
通过智能工厂架构和人工智能技术,Q-Melt不断自我学习与优化,在提高产品质量一致性的同时,显著降低了对人工操作的依赖。结合机器人执行重复高风险作业,该系统真正实现了“无人化炼钢”,在提升安全性的同时持续降低综合成本。
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ECS水平预热连续加料与Hytemp
热送系统:节能降耗的关键创新
DIGIMELTER®数字化电炉技术采用“零料篮”ECS连续加料系统,通过水平预热装置对废钢进行预加热,大幅降低了电能消耗和二氧化碳排放。配合Hytemp气力输送系统,可将温度高于600℃的直接还原铁以无尘、高效的方式送入电炉,避免能量损失与原料氧化。该技术自1998年投入应用以来,已在多家国内外钢厂成功运输约4000万吨DRI,运行可靠性和开工率接近100%。
值得一提的是,从2019年到目前为止,已经有19台ECS水平预热连续加料电炉在中国投产,助力中国钢铁企业,尤其是短流程钢厂的运营发展,大幅提升绿色制造水平,为钢铁行业实现低碳转型和高质量发展提供了坚实的技术支撑。
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Eco-Pro气密性设计与绿色能源
兼容:使环境足迹最小化
为最大限度减少污染物排放,DIGIMELTER®采用全密封炉体设计,配备Thor3K自清理渣门和增强密封接口,有效防止空气侵入。结合智能供氧与碳控策略,使二氧化碳直接排放量较传统电炉降低50%以上,总碳排放量减少25%。
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典型应用案例:全球领先
钢企的共同选择
1)美国商业金属公司在其亚利桑那州MIDA短流程钢厂中采用DIGIMELTER®技术,以本地废钢为原料,以连铸连轧模式年产50万吨螺纹钢及型钢,配套Hybrid-ready智能电网接入方案。
2)孟加拉Bashundhara集团吉大港项目采用DIGIMELTER®+ECS连续加料系统,并接入可再生能源,年产10万吨棒线材。
3)美国太平洋钢铁集团莫哈韦工厂将建成全球首座太阳能供电的MIDA电炉钢厂,通过Q-Jenius系统实现光能与电网互补,年产38万吨高端长材。
4)纽柯公司北卡罗来纳州工厂第三次选用MIDA电炉流程,以DIGIMELTER®及Q-One为核心,计划年产41万短吨螺纹钢,全面集成人工智能与无人化操作。
5)意大利、克罗地亚、日本等多国现有电炉和钢包炉经Q-One改造后,生产率提升10%,能耗降低8%,电极消耗减少15%,印证了该技术对传统装备升级的广泛适应性。
达涅利DIGIMELTER®数字化电炉通过Q-One供电、Q-Melt智能控制、ECS连续加料、Eco-Pro密封设计和绿色能源耦合等一系列创新,实现了电炉炼钢在效率、成本和环保上的全面突破。它不仅适用于新建短流程钢厂,也为传统炼钢改造升级提供了清晰路径。在全球钢铁行业绿色转型关键时期,该项技术正推动电炉炼钢向更高效、更低碳、更智能的未来迈进,成为替代高炉-转炉流程、实现可持续发展的关键技术支撑。
