冶金用全自动钢坯热送车的经济效益和降低碳排放效果分析

图1 钢坯热送车闭合、打开货仓状态以及装车、卸车过程94《商用汽车》 2021.07
技术与设计
TECHNOLOGY AND DESlGN
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2021.07 《商用汽车》合经济效益，并降低碳排放。

笔者以年产量100万t 铸坯全部由“裸运”转为“热装热送”为例，对使用电磁吊和夹钳2种吊装方式分别计算产生的效益和降低的碳排放额，如下。

1 使用电磁吊(高温型极限温度600 ℃)，装车温度600 ℃，运行
2 h，卸车温度500 ℃
1.1 提高热送温度，降低能量消耗，减少碳排放
裸运热钢坯到达的入炉温度约280 ℃，使用热装热送后入炉温度500 ℃，温差220 ℃。

采用全自动红钢坯热送车后100万t 钢节约的能量计算如下：
根据公式N=c×m×T(式中：N 为能量；c 为钢的比热容，取480 J/kgK ；m 为质量；T 为温差)得出：
N=480×1 000 000 000×220=10 560 000×107 J。

从有关资料查出，1 J=2.77778×10-7 kWh，因此吨煤热能转化成电能为：
N=10 560 000×107×2.77778×10-7=29 333 356.8 kWh。

假设采用电加热不计能量损耗，则每年可节约用电29 333 356.8 kWh；按电价1元/ kWh 计算，则每年节约成本：29 333 356.8元，约为2 933万元。

若节约1 kWh(度)电可减少CO 2 0.88 kg，则每年可减少碳排放25 813 353.98 kg，约为25 813 t。

1.2 减少钢坯在炉时间，减少烧损，提高成材率，减少碳排放
采用“热装热送”后，大大地提高了钢坯的入炉温度(500 ℃)，从而减少了钢坯的在炉时间，减少烧损，提高成材率。

采用“热装热送”后，使用电磁吊成材率提高约0.05%，钢材与氧化皮的差价约为3 000元/t，每年运送热钢坯100万t，则提高的成材量为：
1 000 000×0.05%=500 t。

则可创收益：500×3 000=1 500 000元。

若1 t 钢约排放2 t CO 2，则通过提高成材率每年可减少碳排放1 000 t。

1.3 增加产量
采用“热装热送”后，大大提高了钢坯的入炉温度(500 ℃)，进而减少了钢坯在炉时间，同时，机时产量也得到相应提高。

1.4 经济效益及减少碳排放额
使用电磁吊，在不考虑产量增加及其他减少工序的情况下，使用“热装热送”后一年可产生3 083万元的效益，吨钢产生30元的效益；减少碳排放26 813 t。

2 使用夹钳，装车温度800～900 ℃，运行2 h，
卸车温度700～800 ℃
2.1 提高热送温度，降低能量消耗，减少碳排放
裸运热钢坯到达的入炉温度约280 ℃，使用“热装热送”后入炉温度800 ℃，温差520 ℃。

根据1.1中的计算公式，采用全自动红钢坯热送车后100万t 钢节约的能量为：
N=480×1 000 000 000×520=24 960 000×107 J。

同理，吨煤热能转化成电能：
N=24 960 000×107×2.77778×10-7=69 333 388.8 kWh。

假设采用电加热不计能量损耗，则每年节约用电69 333 388.8 kWh，电价按1元/kWh 计算，因此每年节约成本：69 333 388.8元，约为6 933万元。

若节约1 kWh(度)电减少CO 2 0.88 kg，每年可减少碳排放61 013 382.14 kg，约为61 013 t。

2.2 减少钢坯在炉时间，减少烧损，提高成材率，减少碳排放
采用热装热送后，大大地提高了钢坯的入炉温度(800 ℃)，从而减少钢坯在炉时间，减少烧损，提高成材率。

采用 “热装热送”后，使用夹钳的成材率，可提高约0.1%；钢材与氧化皮的差价约为3 000元/t，若每年运送热钢坯100万t，则提高的成材量为：
1 000 000×0.1%=1 000 t。

则可创收益：1 000×3 000=3 000 000元(即300万元)。

图2 钢坯热送车主要尺寸示意图。