电弧炉（EAF）直接以废金属为主要原料，与传统的综合炼钢方法相比，可显著降低碳足迹，最高可减少90%。在使用绿色电力的情况下，这种方法是实现接近零排放钢材生产的最快途径。尽管如此，电炉炼钢在产品质量和效率方面仍具有巨大的优化潜力。
废钢管理与产品质量
在电弧炉中回收废钢时，铜、锡和铅等杂质无法在熔炼过程中去除，导致延展性降低和脆性增加，从而影响最终产品质量。为了从废钢中提取高质量钢材，必须采用先进的分拣、混合和加工技术，以满足严格的质量标准并确保优质钢材的生产。
X-Pact®金属优化器通过优化废钢和金属材料的使用，提高效率，确保有效混合、更高质量和更佳资源利用。它能够为目标钢种选择成本最低的炉料组合，并实时验证和更新杂质元素的假设。此迭代过程实现了稳定且高质量的产出，同时降低了能耗。
对于废钢成分的逆向分析，X-Pact® 取样器提供了可靠数据，以优化炉料组合和提高产量。该先进的机器人应用实现了钢液取样的自动化，包括样品处理和取样枪变形补偿，并完全集成于主自动化系统中。
产量和能效最大化
最大化收得率和优化能效是确保电炉炼钢具备成本效益和环境可持续性的关键。多年前，我们的自动渣门概念——Condoor®——为无人操作的初步概念奠定了基础。作为一种渣量控制系统，Condoor®能够管理电炉中的渣量和气氛。通过精确控制这些参数，它减少了物料损耗，提高了总体收得率，优化了能耗，并降低了电极消耗。Condoor®还可在现有设备上进行改造，是现代化改造项目的理想解决方案。其设计适用于处理各种固态和液态原料加料，这已在多个业绩中得到验证。
提高产量的关键因素之一是控制电弧炉内的炉渣化学成分。这需要既用炉渣覆盖电弧，又将炉渣中的氧化铁回收至钢中。这正是Condoor®的强项，尤其是在与西马克开发的工艺控制套件结合使用时。
鉴于电炉钢生产对电力有着巨大需求，每个电炉在优化能源利用和降低能耗方面都有显著潜力。因此，现代数字能源管理系统如Viridis能源与可持续发展套件（Viridis Energy & Sustainability Suite）至关重要。Viridis套件由紧密集成的应用程序组成，每个应用程序针对特定挑战提供解决方案，从而实时改善能源和资源流动。此外，客户还可受益于整合能源合同数据和交易的功能。Viridis套件还具备异常检测功能，提高能源效率，并实现排放的跟踪、报告和验证。
为了进一步实现数字化优化，EAFXpert 运用数据分析和机器学习监控并优化熔炉性能，提供实时见解和预测性维护，从而最大限度减少停机时间并提高生产率。
X-Pact® SynReg的任务是确保电极在不受炉料影响的情况下提供所需的熔化功率。X-Pact® SynReg具备完全的可配置能力，并集成了庞大的历史数据库，持续确保最佳性能。其功能包括快速电极控制、首触逻辑和电弧预测，有助于提高能源效率、减少电极损耗并降低运营成本。
X-Pact®AURA 是实现弱电网环境下大功率熔化的另一种解决方案。基于IGBT（绝缘栅双极晶体管）技术，AURA采用模块化设计和先进的电力电子技术，确保最高效率、功率密度、电流稳定性、动态响应和可靠性，同时将对电网的影响降至最低。AURA摒弃了重型变压器和电抗器等单体设备，引入模块化概念，通过安装在专用房间内的多个并联机柜实现所需功率。
X-Pact® AURA通过快速开关电子元件为直流炉供电，并通过强力垂直搅拌钢液，防止炉内的分层现象，从而增强传热效果并降低能源需求。
塑造未来：不断创新
尽管已取得诸多进展，但在降低碳足迹至空前水平方面仍有巨大创新潜力。其中最有前景的创新之一是氢燃烧器，它使用氢气代替化石燃料，生成水蒸气而非二氧化碳。作为欧盟资助项目的一部分，氢燃烧器的实验室测试已成功完成，目前正在意大利的工业化电弧炉中进行测试，并计划在西班牙进行后续测试。这一创新技术有望在整个钢铁行业中得到更广泛的应用。
另一项突破性解决方案是Allcharge，这是一种多功能加料系统，旨在优化使用各种金属材料，包括废钢和DRI。Allcharge确保以最高效的投入组合实现稳定的质量和产量。通过优化装料，Allcharge有助于降低能耗和减少浪费，进一步推动可持续发展目标的实现。与其他解决方案相比，西马克Allcharge无需对废料进行预热，从而限制了二噁英、挥发性有机化合物和一氧化碳的排放。此外，通过侧壁装料实现的平熔池运行可减少氮氧化物的排放并降低对电网的影响。
