Energy efficiency improvement in steelmaking processes by applying CFD methods

The development of the main sectors of the steelmaking industry is followed directly by the need to increase energy consumption for technological processes, which directly impact the amount of greenhouse gas emissions being emitted into the environment as carbon dioxide, which is a by-product in the combustion of fuels for energy generation purposes, being carried out in power plants supplying steelworks with electricity. Thus, it seems legitimate to search for new production technologies, which combine both, a high quality of steel products together with reduction of production costs, while increasing energy efficiency. A solution for this can be application of computational fluid dynamics (CFD). The article presents capability analysis to determine whether a selected steel-making process is capable of improving its efficiency by applying optimization-based technological parameter specifications with the use of computer software, working based on CFD methods, in the production cycle.

Rozwój głównych gałęzi przemysłu hutniczego związany jest bezpośrednio ze zwiększeniem zapotrzebowania na energię ze strony prowadzonych procesów technologicznych, co ostatecznie skutkuje zwiększeniem ilości gazów cieplarnianych emitowanych do środowiska w postaci dwutlenku węgla - jako produktu spalania paliw energetycznych w elektrociepłowniach zaopatrujących huty w energię elektryczną. Słuszne zatem wydaje się poszukiwanie nowych technologii produkcji łączących zarówno wysoką jakość produkowanego wyrobu stalowniczego wraz z obniżeniem kosztów, przy jednoczesnym zwiększeniu efektywności energetycznej. Przykładem może być zastosowanie metod numerycznej mechaniki płynów (ang. Computational Fluid Dynamics, CFD). Artykuł przedstawia analizę możliwości poprawy efektywności wybranego procesu stalowniczego poprzez zastosowanie w cyklu produkcyjnym wytycznych wynikających z optymalizacji parametrów technologicznych, z wykorzystaniem oprogramowania komputerowego pracującego w oparciu o metody CFD.