Відновлення та інноваційний розвиток виробництва сталі в Україні в контексті енергоефективності та європейського зеленого курсу

Автор(и)

  • Олексій Миколайович Смірнов доктор технічних наук, професор, завідувач відділу магнітної гідродинаміки Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0003-1173-976X
  • Сергій Миколайович Тімошенко доктор технічних наук, професор кафедри загальноосвітніх дисциплін Технічного університету «Метінвест політехніка» https://orcid.org/0000-0003-4221-9978
  • Анатолій Васильович Нарівський член-кореспондент НАН України, директор Фізико-технологічного інституту металів та сплавів НАН України https://orcid.org/0000-0002-1596-6401

DOI:

https://doi.org/10.15407/visn2023.04.021

Ключові слова:

малі металургійні заводи, дугові сталеплавильні печі, енергоефективність, вуглецева нейтральність, металізована сировина

Анотація

У статті наголошено, що в процесі повоєнного відновлення економіки та в контексті вимог Європейського зеленого курсу щодо досягнення вуглецевої нейтральності металургія України має унікальну можливість не лише подолати технічне відставання за енергоефективністю та екологічною безпекою, а й позбутися неефективної технологічної структури з фізично зношеними і морально застарілими основними фондами. Рішення полягає у переході до малих металургійних заводів і стратегії мінімізації економічних та екологічних витрат.

Посилання

Hornby S., Brooks J. Impact of Hydrogen DRI on EAF Steelmaking. Direct from Midrex. 2021. https://bit.ly/400tCAd

Energy use in the steel industry. World Steel Association. 2021. https://bit.ly/3TBqU1B

Driving Energy Efficiency in Heavy Industries. Analysis. IEA, 2021. https://bit.ly/3n03oPD

Data Collection Survey on Promotion of “Eco Progress” in the Steel Industry for GHG Reduction. Final Report. March 2022. https://openjicareport.jica.go.jp/pdf/12335204.pdf

A European Green Deal. Striving to be the first climate-neutral continent. 2019. https://bit.ly/40gWrbi

Saha D. Towards a decarbonisation of Ukraine’s steel sector. 2021. https://bit.ly/3n0Iekl

Quader A., Ahmed S., Ghazilla R.A.R., Ahmed Sh., Dahari M. A comprehensive review on energy efficient CO2 breakthrough technologies for sustainable green iron and steel manufacturing. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2015. 50: 594—614. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.05.026

Kollmann T., Kirschen M., Jandl C., Zett, K.-M. Benefit of gas purging in BOF and EAF with a focus on material efficiency and CO2 emissions reduction. 57 International Colloquium on Refractories 2014. Refractories for Metallurgy. 2014.

Stalinsky D.V., Peretyatko R.A., Andreeva T.A. Energy intensity of rolling. Visnik NTU “KhPI”. 2011. (46): 131—138.

Toulouevski Yu., Zinurov I. Electric Arc Furnace with Flat Bath. Achievements and Prospects. Heidelberg, New York, Dordrecht, London, 2015. https://doi.org/10.1007/978-3-319-15886-0

Seshadri S. (ed.) Treatise on Process Metallurgy. Industrial Processes. Part A. Elsevier, 2014. https://doi.org/10.1016/C2010-0-67121-5

Toulouevski Yu., Zinurov I. Innovation in Electric Arc Furnaces. Scientific Basis for Selection. Berlin: Springer-Verlag. 2010. https://doi.org/10.1007/978-3-642-36273-6

Bedarkar S.S. Energy Balance in Induction Furnace and Arc Steelmaking Furnace. International Journal of Engineering Research and Applications. 2020. 10(6): 57—61. https://doi.org/10.9790/9622-1006055761

Chaabet М., Dötsch Е. Steelmaking based on inductive melting. Heat Processing. 2012. 1: 49—58.

December 2022 crude steel production and 2022 global crude steel production totals. World Steel Association. 31.01.2023. https://bit.ly/3n2vwSe

Narivskiy A.V., Smirnov O.M., Timoshenko S.M. Steel production in Ukraine: current state and prospects (review). Met. lit'e Ukr. 2022. 30(3): 28—46. https://doi.org/10.15407/steelcast2022.03.028

Jones J., Bowman B., Lefrank P. Electric Furnace Steelmaking. Chapter 10. AISE Steel Foundation. Pittsburg, 1998.

Toulouevski Yu., Zinurov I. Fuel Arc Furnace (FAF) for Effective Scrap Melting. Springer Publishing, 2017. https://doi.org/10.1007/978-981-10-5885-1

Timoshenko S., Gubinskij M. Energy efficient solutions of DC Electric Arc Furnace Bottom Electrode. Modern problems of metallurgy. 2020. 23: 121—129. https://doi.org/10.34185/1991-7848.2020.01.12

Gandhewar V., Bansod S.V., Borade A.B. Induction Furnace – a Review. International Journal of Engineering and Technology. 2011. 3(4): 277—284.

Yegorov A.V. Raschet moshchnosti i parametrov elektropechey chernoy metallurgii (Calculation of power and parameters of electric furnaces for ferrous metallurgy). Moscow, 1990.

Chevrier V., Lorraine L., Muchishita H. Midrex Process: Bridge to Ultra-low CO2 Ironmaking. Kobelco Technology Review. 2021. 39: 33—40. https://www.kobelco.co.jp/english/ktr/pdf/ktr_39/033-040.pdf

Patisson F., Mirgaux O. Hydrogen Ironmaking. How it works. Metals. 2020. 10(7): 922. https://doi.org/10.3390/met10070922

Zare Ghadi A., Valipour M., Vahedi S., Sohn H. A Review on the Modeling of Gaseous Reduction of Iron Oxide Pellets. Steel Res. Int. 2020. 91(1): 1900270. https://doi.org/10.1002/srin.201900270

Chevrier V. Ultra-low CO2 Ironmaking. Transitioning to the Hydrogen Economy. Direct from Midrex. 2020. https://bit.ly/3LOqqTV

Cavaliere P.D., Perrone A., Silvello A. Water Electrolysis for the Production of Hydrogen to Be Employed in the Ironmaking and Steelmaking Industry. Metals. 2021. 11(11): 1816. https://doi.org/10.3390/met11111816

The Future of Hydrogen. Report prepared by the IEA for the G20, 2019. https://www.iea.org/topics/hydrogen/

Green E. The use of Hydrogen in the Iron and Steel Industry. US Department of Energy Workshop 2018. https://bit.ly/3K1KMrz

Mukhopadhyay A., Ometto M. Energy saving and CO2 reduction in Energiron DRI production. In: VI International Congress on the Science and Technology of Ironmaking (14—18 October 2012, Rio de Janeiro, Brazil). P. 302—312.

Kikuchi S., Ito S., Kobayashi I., Tsuge O., Tokuda K. ITmk3 Process. Kobelco Technology Review. 2010. 29: 77—84. https://www.kobelco.co.jp/english/ktr/pdf/ktr_29/077-084.pdf

Rutherford S.D., Kopfle J.T. Mesabi Nugget: The World's First Commercial ITmk3® Plant. Iron and Steel Technology. 2010. 7: 38—43.

Peplow M. Can industry decarbonize steelmaking? Chemical & Engineering News. 2021. 99(22): 22. https://bit.ly/42tSguJ

The right formula for steel in the future. https://etipwind.eu/wp-content/uploads/Siderwin.pdf

Tishchenko P.I., Timoshenko S.N. Smelting and reduction process for the disposal of metallurgical waste in an electric furnace with hearth electrodes. Ekologiya i promyshlennost. 2013. (3): 90—94.

Dubodelov V., Smirnov O., Kubersky S., Goryuk M. Innovative development of small metallurgical plants as a key direction of modernization of steelmaking in Ukraine. Visn. Nac. Akad. Nauk Ukr. 2015. (12): 33—45. https://doi.org/10.15407/visn2015.12.200

Gottardi R., Miani S., Partyka A. The Hot Metal Meets the Electric Arc Furnace Steelmaking Route. Archives of Metallurgy and Materials. 2008. 53(2): 517—522.

Timoshenko S.N., Stovpchenko A.P., Kostetski Yu.N., Gubinski M.V. Energy efficient solutions for EAF steelmaking. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. 2018. 88(1): 18—24. https://doi.org/10.5604/01.3001.0012.5867

Timoshenko S.N. Computer modeling bath geometry to improve energy efficiency of electric arc furnace. System technologies. 2016. 3: 33—39.

Timoshenko S., Smirnov A., Nemtsev E. Increasing energy efficiency of arc furnace with electromagnetic stirring. Proc. 30th Anniversary Int. Conf. on Metallurgy and Materials. 2021. Р. 21—26. https://doi.org/10.37904/metal.2021.4080

Timoshenko S.N. Modeling the geometry of the steel-smelting bath and the hearth electrode of a DC arc furnace in order to improve its energy efficiency. Visnik NTU “KhPI”. 2017. 30: 116—124.

Timoshenko S.N. Improving bath geometry as a way of increasing EAF thermal efficiency. Scientific Papers of Donetsk National Technical University. 2012. (1-2): 36—43.

Timoshenko S.N., Gubinsky M.V. Deep bath — the way to intensify heat and mass transfer processes and increase energy efficiency of the electric arc furnace. Met. lit'e Ukr. 2019. 27(10-12): 8—17. https://doi.org/10.15407/steelcast2019.10.008

Timoshenko S., Gubinskij M. Energy efficient solutions for electrodes pitch diameter of electric arc furnace. Modern problems of metallurgy. 2019. 22: 104—113. https://doi.org/10.34185/1991-7848.2019.01.11

Timoshenko S. Increasing energy efficiency of electric arc steelmaking furnace by improvement of aspiration system and recycling of melting dust. Scientific papers of Donetsk National Technical University. Series: Electrical and Power Engineering. 2021. (24): 14—24. https://doi.org/10.31474/2074-2630-2021-1-14-24

Doroshenko A.V., Timoshenko S.N., Tischenko P.I. Combined water-cooled roof for electric arc furnaces of small capacity. Metallurgicheskaya i gornorudnaya promyshlennost. 2017. (5): 91—95.

Smirnov O.M., Narivskiy A.V., Smirnov E.N., Verzilov A.P., Semenko A.Yu., Goryuk M.S. Development of a Two-Chamber MHD Tundish for Metal Casting. Science and Innovation. 2021. 17(4): 19—24. https://doi.org/10.15407/scine17.04.019

Dubodelov V., Smirnov O., Goryuk M., Pogorsky V., Seredenko V., Buryak V. Features of functioning of magnetodynamic tundish at continuous casting of steel. Proc. 8th Int. Conf. on Electromagnetic Processing of Materials EPM2015. (October 12—16, 2015, Cannes, France). P. 625—628.

Downloads

Опубліковано

2023-04-28

Як цитувати

Смірнов, О. М., Тімошенко, С. М., & Нарівський, А. В. (2023). Відновлення та інноваційний розвиток виробництва сталі в Україні в контексті енергоефективності та європейського зеленого курсу. Вісник НАН України, (4), 21–38. https://doi.org/10.15407/visn2023.04.021