一旦钢铁公司愿意改用电力，我们就可以提供帮助。

Dilip Chandrasekaran, Business Development Manager, Kanthal.显然，Kanthal，作为工业加热技术和电阻材料领域的全球领先品牌，站在了这一变革的最前沿。 Kanthal 业务发展经理 Dilip Chandrasekaran 指出，“大多数钢铁公司都意识到电加热元件不仅功率足够大，而且可以提高热效率和改善工作环境，同时还有助于提高质量。” 他补充道，“一旦钢铁公司愿意改用电力，我们就可以提供帮助。”

现在，让我们深入探讨电加热技术的最新创新、转型所面临的挑战以及克服这些挑战的策略。

我们今天的立场

我们首先确定今天可能发生的事情，然后再探索很快可能发生的事情。 Kanthal 已确定下游钢铁生产中最容易实现电气化的三种加热工艺，即连续退火线 (CAL)、连续镀锌线 (CGL) 和辊底炉。

“您只需用管子和电加热元件替换窑炉中的燃气燃烧器，再做一些小的改动，就可以改造现有的窑炉，”Chandrasekaran 说。

Anders Lugnet, Furnace Technology Specialist, Ovako.借助 Kanthal 的电加热解决方案，可在不同区域间获得精确的温度，同时大幅改善工作环境、降低噪音和提高空气质量。 凭借采用了数十年的工业加热解决方案，Kanthal 根据温度要求和大气条件开发出了适用于退火炉、镀锌炉和辊底炉的广泛材料。 Kanthal 还可以定制其产品和设计以满足特定要求。

领先的钢铁生产商 Ovako 在过去十年中一直致力于实现加热过程电气化。 2012 年，Ovako 的熔炉技术专家 Anders Lugnet 受命勘查公司的所有 150 座熔炉，并制定一项减排行动计划。 Lugnet 建议对 Ovako 的热处理炉进行电气化，但这在当时并不是一个具有优势的解决方案。 然而，电气化过程始于 2014 年，为每个熔炉配备了多达 86 个 Tubothal® 金属加热元件。 如今，已有 15 座辊底炉实现电气化，预计每座辊底炉每年可减少排放约 1,400 至 2,000 吨二氧化碳。 全球其他几家钢铁制造商也通过电气化其退火和镀锌生产线踏上了脱碳之旅。

应对电气化挑战

虽然电加热的好处显而易见，但从燃气到电力的转变带来了多方面的挑战，需要仔细考虑和战略规划。 Chandrasekaran 阐明了这些挑战并给出了应对这些挑战的见解。

“电气化钢铁生产的主要挑战之一在于确定合适的转化工艺。 虽然某些工艺可能很容易实现电气化，但其他工艺，比如直接还原铁 (DRI)，却呈现出独特的复杂性。 DRI 固有的高温和特定的操作条件需要专门的电加热解决方案，以承受严格的工艺考验，同时保持效率和生产力，”Chandrasekaran 解释道。

此外，重新定义电力需求和确保获得可再生电力是电气化的关键考虑因素。

“准确定义电力解决方案的效率与燃气解决方案的效率并不容易，”Chandrasekaran 承认，并补充说钢铁公司往往对热传递和效率的变化对其最终产品性能的影响了解有限。

虽然可以进行热工程计算，但这些计算也只能提供结果的近似图像。 “获得可靠预测的唯一方法是通过测试 - 例如，对加热区域的各个部分进行逐步转换或逐区转换。 此外，最终用户必须确保有足够的电力供应，工厂也必须具备必要的基础设施，以便向电加热炉配电，”Chandrasekaran 说。

此外，还需要重新设计动力控制系统。 “对于燃气炉来说，控制系统可能非常简单，但运行电气解决方案可能会更复杂，您需要了解如何控制和调节元件的功率，避免过热，以最大限度地延长元件的使用寿命，”Chandrasekaran 补充道。 “然而，好处是，在使用电加热系统时，窑炉内的温度控制将更加准确。”

电加热还提供了完全消除二氧化碳排放的机会。 为了实现这一目标，必须获得可再生电力，但还没有快速解决的方案。

各个国家/地区的可用数量和成本存在巨大差异。 好消息是大多数政府正在努力解决这个问题。 与此同时，Chandrasekaran 认为，摆脱化石能源将不再是一种选择，而是一种必然，这只是时间问题。

“世界各地的政府都在要求企业摆脱化石燃料，大多数大型钢铁制造商都在寻找减少排放的方法，”他说。 “只有他们才能做出决定，但一旦他们做出了决定，我们就有专业知识和经验来实现向电力的转变。”

Prothal® TH 简介

现在，让我们讨论一下未来会发生什么。 各个行业（特别是钢铁行业）需要高效、可靠的兆瓦级电工艺燃气加热器来显著减少碳足迹。 随着直接还原铁 (DRI) 等工艺逐渐从天然气过渡到氢气，工业和加压应用对电工艺燃气加热解决方案的需求不断增加。 然而，兆瓦级产品缺乏经验证的稳健且安全的电气解决方案，无法将各种工艺气体加热至更高的温度（800-1,100°C 或 1,472-2,012°F）。

为了应对这一挑战，2021 年，Kanthal 与 Nycast AB 签订了燃气加热技术独家许可协议，以开发高效兆瓦级电加热器。

这些解决方案将以 Prothal® TH 为名，旨在满足不同行业的需求，提供多功能性以适应不同的工艺参数，例如气体成分、工作压力和流量。 位于瑞典吕勒奥的领先工业研究机构 Swerim AB 最近进行的一项测试涉及中型 Prothal® TH 工艺气体加热器。

使用空气、氮气和氢气等不同气体成分进行的测试给出了令人印象深刻的结果。 这款加热解决方案可轻松将工艺气体出口温度提升至 1,050°C（1,922°F），在处理输入波动方面展现出强大的性能，同时确保安全限制。

“我们当前的电工艺燃气加热器设计的测试结果令人满意，展示出卓越的能源效率、一致的运行稳定性以及进一步提升燃气出口温度的潜力。 此外，我们的加热器依赖电加热元件等关键子部件，这得益于我们在设计、制造和操作方面的丰富专业知识。”Kanthal 研发团队的 Thomas Helander 解释道。

虽然需要对大型安装中的运行参数进行进一步验证，但这些测试标志着我们向前迈出了重要一步。 这些测试表明，不断发展的 Kanthal 产品组合有可能使广泛的应用和行业部门实现脱碳。 气体入口和出口温度图以及电力和流量证明了 Prothal® TH 加热器的有效性。

未来将会如何

随着技术的进步，Kanthal 预计在未来几年内推出工艺加热器，并计划在 2024 年扩展测试和演示能力。这项创新不仅限于钢铁行业；包括水泥制造在内的其他行业也将从这一突破性技术中受益。

随着钢铁行业走向更加可持续的未来，它不仅减少了对环境的影响，而且为其他行业树立了鼓舞人心的榜样。 随着有可能在现阶段实现电气化以及 Prothal® TH 等革命性创新的出现，广泛脱碳的前景似乎触手可及。 通过拥抱电气化并携手合作，钢铁行业不仅能够适应变化，而且能够迈向更加绿色、更具弹性的未来。