Das Vorwärmen von Vorblöcken oder Knüppeln ist in der Stahlproduktion ein wesentlicher Schritt, bevor andere Vorgänge, wie das Warmwalzen und Schmieden, durchgeführt werden. Die für diesen Heizvorgang verwendeten Hubbalkenöfen müssen im gesamten Barren hinweg eine gleichmäßige Zieltemperatur erreichen, damit die Qualität des Endprodukts nicht beeinträchtigt wird und hohe Erträge erzielt werden. Diese Öfen sind für einen wesentlichen Teil des Energieverbrauchs in Stahlwerken verantwortlich. Wie die meisten Öfen haben auch Hubbalkenöfen einen sehr schlechten thermischen Wirkungsgrad.
“In der Regel werden nur 30 bis 60 Prozent der erzeugten Wärme zur Erhitzung von Knüppeln verwendet. Ein Großteil der verbleibenden Wärme geht über die Rauchgase verloren, die in die Atmosphäre gelangen“, erklärt Pimpalnerkar. “Bei diesem Prozess entsteht auch eine große Menge an Kohlenstoffemissionen, etwa 60 Kilogramm CO2 pro Tonne erhitztem Stahl.“
SKALIERUNG DES HEIZPROZESSES
Durch den Austausch der Industriebrenner gegen elektrische Heizsysteme konnte der thermische Wirkungsgrad von Hubbalkenöfen auf über 90 Prozent gesteigert werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führte. Dies wird durch die Abwesenheit von Rauchgasen erreicht.
Durch die Elektrifizierung würden auch alle direkten Kohlenstoffemissionen aus dem Heizprozess selbst beseitigt. Und wenn der Strom auch noch aus einer erneuerbaren Quelle stammt, entstehen durch das Heizen praktisch keine Emissionen.
Elektroöfen finden in der Industrie leider noch keinen besonderen Anklang, dass sie nur für die Erwärmung im kleineren Maßstab geeignet sind. Wir haben bei Kanthal selbst einen elektrisch beheizten Hubbalkenofen, der vergrößert werden kann. Dies ist ein Beweis dafür, dass es möglich ist.
„Elektroöfen finden in der Industrie leider noch keinen besonderen Anklang, dass sie nur für die Erwärmung im kleineren Maßstab geeignet sind“, sagt Pimpalnerkar. „Wir haben bei Kanthal jedoch selbst einen elektrisch beheizten Hubbalkenofen, der derzeit in der regulären Produktion eingesetzt wird und jederzeit vergrößert werden kann. Dies ist ein Beweis dafür, dass es möglich ist.“
INVESTITION LOHNT SICH
Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, Kanthal.Neben der deutlichen Reduzierung des Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen ist die elektrische Heizung nachweislich in der Lage, präzise Zieltemperaturen zu erreichen. Dies wiederum verbessert die Qualität des Endprodukts und reduziert die Anzahl der Teile, die in nachgelagerten Vorgängen aussortiert werden. Im Gegensatz zur Heizung mit fossilen Brennstoffen ermöglicht die elektrische Heizung auch eine kontrollierte Atmosphäre mit niedrigem Sauerstoffgehalt. Dadurch lagert sich normalerweise viel weniger Zunder auf der Oberfläche der Knüppel an.
„Stahlproduzenten hätten durch eine Elektroheizung niedrigere Produktionskosten, höhere Erträge und ein Endprodukt von höherer Qualität“, sagt Pimpalnerkar. „In Kombination mit den Energieeinsparungen und CO2-Reduktionen hat sich die Investition in elektrische Heizgeräte schnell amortisiert.“
Hauptvorteile von elektrischem Vorheizen von Knüppeln in Hubbalkenöfen
Das Vorwärmen von Knüppeln ist ein wesentlicher Schritt in der Stahlproduktion, um ein qualitativ hochwertiges Endprodukt zu erzielen. Allerdings ist die in Hubbalkenöfen üblicherweise auf fossilen Brennstoffen basierende Heizung ineffizient, verbraucht viel Energie und stößt große Mengen CO2 aus.
Durch die Elektrifizierung des Heizprozesses durch Kanthal Globar® und Kanthal® Super Heizelemente können Stahlproduzenten einen viel höheren thermischen Wirkungsgrad erzielen und die CO2-Emissionen möglicherweise auf Null reduzieren. Globar® kann Temperaturen bis 1.625 Grad Celsius erreichen und Kanthal® Super kann bis zu 1.850 Celsius erreichen.
Hier sind vier gute Gründe, sich für die Heizungselemente von Kanthal zu entscheiden.
- Thermischer Wirkungsgrad von mehr als 90 Prozent
Beim Einsatz herkömmlicher gasbeheizter Industriebrenner in Hubbalkenöfen werden nur 30 bis 60 Prozent der erzeugten Wärme zum Erhitzen der Knüppel verwendet. Ein Großteil der verbleibenden Wärme geht durch Rauchgase verloren, die in die Atmosphäre gelangen. Weil elektrische Heizgeräte keine Rauchgase erzeugen, kann ihr thermischer Wirkungsgrad bei mehr als 90 Prozent liegen. Dies bedeutet eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs und eine erhebliche Kostensenkung. - Null Emissionen
Industriebrenner, die fossile Brennstoffe verwenden, erzeugen auch eine große Menge an CO2-Emissionen. Mit elektrischen Heizlösungen gehört dieses Problem im Wesentlichen der Vergangenheit an. Wenn der Strom aus einer erneuerbaren Quelle stammt, kann sogar völlig emissionsfrei geheizt werden. - Präzise Temperatursteuerung
Sowohl Globar® als auch Kanthal® Super ermöglichen eine präzise Temperaturregelung im Ofen und somit auch in den Knüppeln. Dies wiederum verbessert die Qualität des Stahl-Endprodukts und reduziert die Kosten, indem die Anzahl der Teile, die in nachgelagerten Vorgängen aussortiert werden, minimiert wird. - Weniger Zunder
Da Elektroheizungen flexibler in kontrollierten Atmosphären betrieben werden können, die keinen hohen Sauerstoffgehalt haben, bildet sich auf der Oberfläche von Knüppeln wesentlich weniger Zunder als bei einer Heizung mitfossilen Brennstoffen. Dies reduziert Zeit und Kosten in nachgelagerten Vorgängen und erhöht den Gesamtertrag.
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