Varför är ämnet att minska energi så kritiskt nu? Idag utgör industriproduktionen en betydande del av koldioxidutsläppen. Till exempel står cementproduktionen för 7% av utsläppen och stålproduktionen står för ytterligare 8%.
Energiintensiva industrier kommer nu att drabbas ganska hårt av ämnen som koldioxidskatten, och under de senaste åren stigande energikostnader, så dessa industrier måste hitta alternativa sätt att både sänka sina kostnader och sina utsläpp. Om man specifikt tittar på eldfasta material som använder upp till 1800 grader Celsius för att fungera finns det många möjligheter att försöka minska energiförbrukningen och det måste göras en förändring för att möta ett mer hållbart arbetssätt
Vilka utmaningar behöver man ta itu med eldfasta material för att minska utsläppen?
Intressant nog kommer 90% av energin som används i stål- och cementproduktion enbart från ugnar, och alla ugnar och ugnar som används i stål- och cementproduktion har små områden som drabbas av extrema förhållanden på grund av höga temperaturer, kemikalier och vätskeinfiltration. Dessa förhållanden tvingar tillverkarna att stoppa produktionen och förnya det eldfasta fodret, vilket resulterar i en produktionspaus som kräver tid och material och förbrukar enorma mängder energi när reparationerna är färdiga, och produktionen startas upp igen. Så det vi tittar på här är två saker: hållbarhet och isolering.
Vilka är framgångsrika metoder för att öka hållbarheten och isoleringen i eldfasta material?
Med hållbarhet är målet att förbättra prestandan hos det eldfasta fodret så att det håller längre. Detta uppnås på ett av tre sätt:
- Ersätta mineraler med syntetiska produkter, såsom att byta tabellaluminiumoxid från mineralmaterial som bauxit, andalusit eller till och med MgO;
- Minska användningen av MgO- och dolomitbaserade tegelstenar i både cement- och stålproduktion; ELLER
- Lägga till icke-oxidmaterial och tillsatser till formuleringar.
Med isolering var isoleringsmaterial i åratal inte eldfasta isoleringsmaterial anses vara en prioritet men nu vänder många sitt fokus till dessa material på grund av den kritiska roll de kan spela för kostnadsbesparingar. Ett tillvägagångssätt är utveckling av kundanpassade termiska studier med isoleringsmaterial som matchar. Genom att göra detta kan vi erbjuda skräddarsydda produkter baserade på utrustning, processer och exakta krav från slutproducenten. Vi har sett att detta ger enormt värde när det gäller energiminskning i eldfasta material.
Ett annat tillvägagångssätt som vi har sett är övergången från traditionella isoleringseldfasta material till moderna lösningar, som ultralätta gjutgods. Detta kan minska energin och minska värmeavledningen från ugnar. Detta är särskilt framgångsrikt när det gäller att sänka energin i stål- och cementfabriker.
Varför är denna användning av dessa material viktig och vilka fördelar kan de medföra för produktionsprocessen?
Eldfast produktion, särskilt med tegel, är en högenergiprocess som måste kontrolleras eller anpassas för att minska mängden energi som krävs. För att förlita sig mindre på tegel skiftar industrin mot att använda mer monolitiska gjutgods som minskar energiförbrukningen i både eldfasta material och slutmarknadsproduktion. Eftersom tegel behöver eldas eller härdas och gjutgods bara behöver blandas, visar sig gjutgods ha imponerande resultat, inklusive möjligheten att:
- Spara tid med snabbare installation
- Kräver mindre energi i installationer och produktion
- Spara kostnader med färre personer på plats och lägre energibehov
- Har motsvarande kapacitet och bättre prestanda (jämfört med tegel)
I situationer där tegelproduktion fortfarande behövs, prioritera oförbrända tegelstenar kan minska mängden energi som krävs. Obrända tegelstenar kräver mindre värmebehandling och kan härdas snarare än avfyras, vilket minskar temperaturen som behövs i processen.
Dessutom förändrar tillsatser spelet. Användning av tillsatser:
- Stöder tegeltransport utan behov av bränning, reducerar härdning från >1200ºC till 200/300ºC;
- Hjälper till att säkerställa de egenskaper och motstånd som behövs för transport och installation; och
- Stöder skapandet av bättre oformade material som är lättare att installera och använda.
I slutändan gör tillsatser det möjligt att massivt minska den energi som krävs för att producera oförbrända tegelstenar, utan att behöva kompromissa med densitet, kvalitet eller kapacitet.
Vad måste beaktas när man byter till dessa material?
De vanligaste misstagen i användningen av monolitiska material ligger i mänskliga misstag. Vi ser två felsteg hända ganska ofta som är skadliga för tillvägagångssättet:
- Det första är att blanda i vatten för att öka flödesförmågan. Ofta tillsätts överskott av vatten i hopp om att uppnå bättre flöde under gjutbar installation på plats. Men detta tillvägagångssätt fungerar inte. Vatten är den främsta fienden i eldfasta material och tillsats av vatten kan förstöra hela processen. Användningen av fluidiserande medel, dispergeringsmedel som tillsatser, är ett bättre alternativ.
- Det andra är användningen av fel tillsatser för att påskynda härdningsprocessen. Många bestämmer sig för att använda tillsatser för att öka härdningshastigheten men är inte medvetna om att användningen av fel tillsats kan leda till negativa effekter, till exempel att härdningsprocessen inträffar för snabbt, eller inte alls. Lösningen är att förlita sig på tillsatsförpackningar som fokuserar på lättbearbetade, ”slutna” formuleringar för att säkerställa samma prestanda, oavsett förhållanden (luftfuktighet, omgivningstemperatur osv.).
För att undvika prestandautmaningar är det bäst att använda lättinstallerade material och överväga hela bilden av formuleringen från början.
IMCD Industrial Solutions | Sustainable Solutions Program
IMCD har åtagit sig att bryta ner komplexa hållbarhetsämnen för att stödja dig i alla komplexa hållbarhetsämnen. steg på din hållbarhetsresa; oavsett om du är i början eller vill optimera dina nuvarande ansträngningar.
Klicka här för att lära dig mer om vårt program för hållbara lösningar och utforska de hållbara material vi erbjuder i ditt område.
