作為工業加熱技術和電阻材料領域的全球先進品牌，Kanthal康泰爾正站在這一變革的最前沿。在近期的一場深度對話中，其業務發展經理Dilip Chandrasekaran詳細剖析了電加熱技術的創新及鋼鐵行業轉型過程中所面臨的挑戰。

Kanthal康泰爾確定三種加熱工藝，助力鋼鐵制造商踏上脫碳之旅

縱觀鋼鐵生產流程，在下游鋼鐵生產中更容易實現電氣化應用。Kanthal康泰爾已經確定其中最容易實現電氣化的三種加熱工藝：連續退火線 (CAL)、連續鍍鋅線 (CGL) 和輥底爐。

Kanthal康泰爾業務發展經理Dilip Chandrasekaran強調了電加熱元件的優勢：“大多數鋼鐵公司都認識到，電加熱元件不僅具備足夠的功率，還能提高熱效率、改善工作環境，并有助于提高產品質量。一旦鋼鐵公司愿意改用電力，我們可以提供幫助。僅需使用管材和電加熱元件替換窯爐中的燃氣燃燒器，再做一些細微調整，即可改造現有窯爐。”

Kanthal業務發展經理Dilip Chandrasekaran

Kanthal康泰爾的電加熱解決方案可在不同區域內實現更精確的溫度，同時顯著改善工作環境、降低噪音、提高空氣質量。憑借數十年的工業加熱解決方案經驗，Kanthal康泰爾根據溫度要求和大氣條件開發出了適用于退火爐、鍍鋅爐和輥底爐的廣泛材料。除此之外，還可提供定制化產品和設計，以滿足行業特定要求。

在過去十年里，知名鋼鐵生產商Ovako一直致力于實現加熱過程電氣化。2012年，Ovako的熔爐技術專家Anders Lugnet受命勘查公司所有的150座熔爐，并制定了一項減排行動計劃。 Lugnet建議對Ovako的熱處理爐進行電氣化，然而這在當時并不是一個具有優勢的解決方案。

Ovako爐技術專家Anders Lugnet

Ovako電氣化過程始于2014年，當時公司為每個熔爐配備了多達86個Tubothal®金屬加熱元件。截至今天，已有15座輥底爐實現電氣化，預計每座輥底爐每年可減少約1,400至2,000噸二氧化碳排放。全球其他幾家鋼鐵制造商也通過電氣化其退火和鍍鋅生產線，踏上了脫碳之旅。

面對電氣化諸多挑戰，Kanthal康泰爾推出Prothal® TH解決方案

雖然電加熱的好處顯而易見，但從燃氣到電力的轉變同樣帶來了諸多挑戰，需要進行周密考量和戰略規劃。Chandrasekaran詳細闡述了這些挑戰，并提出了應對這些挑戰的見解。他指出：“電氣化鋼鐵生產的主要挑戰之一在于確定合適的轉化工藝。雖然某些工藝可能很容易實現電氣化，但對于其他工藝，如直接還原鐵 (DRI)，則呈現出獨特的復雜性。DRI固有的高溫和特定操作條件需要專門的電加熱解決方案，以經受嚴格的工藝考驗，同時保持效率和生產力。”

此外，重新定義電力需求并確保獲得可再生電力是電氣化的關鍵考慮因素。Chandrasekaran坦言：“準確定義電力解決方案與燃氣解決方案的效率頗具挑戰。鋼鐵公司往往對熱傳遞和效率的變化對其最終產品性能的影響缺乏深入了解。” 雖然可以進行熱工程計算，但這也只能提供結果的近似圖像。想要獲得可靠預測的方法就是通過測試。例如，逐步轉換或逐區轉換加熱區域的各個部分。此外，最終用戶須確保有足夠的電力供應，并且工廠也需要具備必要的基礎設施，以便為電加熱爐配電。

另一個挑戰是重新設計動力控制系統。Chandrasekaran指出：“對于燃氣爐來說，控制系統也許非常簡單，但運行電氣解決方案可能會復雜得多。您需要了解如何控制和調節元件的功率以避免過熱，從而最大限度地延長元件的使用壽命。這樣做的好處是，在使用電加熱系統時，窯爐內的溫度控制將更加準確。”

值得一提的是，電加熱還提供了完全消除二氧化碳排放的機會：可以通過獲得可再生電力實現，但目前還沒有快速解決方案。

不同國家/地區的電力資源可用數量和成本存在巨大差異。令人鼓舞的是，大多數政府正在努力解決這一問題。Chandrasekaran認為，擺脫化石能源從一種選擇成為必然趨勢只是時間問題。“世界各地的政府都在要求企業擺脫化石燃料，大多數大型鋼鐵制造商都在尋找減少排放的方法。最終決定權在他們手中，一旦做出決定，我們便準備好利用專業知識和經驗來實現向電力的轉變。”他解釋道。

為了應對以上挑戰，2021 年，Kanthal與Nycast AB簽訂了燃氣加熱技術獨家許可協議，以開發高效兆瓦級電加熱器。

這些解決方案以 Prothal® TH 為名，旨在滿足不同行業的需求，提供多功能性以適應不同的工藝參數，例如氣體成分、工作壓力和流量。位于瑞典呂勒奧的先進工業研究機構 Swerim AB 最近進行的一項測試涉及中型 Prothal® TH 工藝氣體加熱器。

使用空氣、氮氣和氫氣等不同氣體成分進行的測試給出了令人印象深刻的結果。 這款加熱解決方案可輕松將工藝氣體出口溫度提升至 1,050°C(1,922°F)，在處理輸入波動方面展現出強大的性能，同時確保安全限制。

Kanthal康泰爾持續創新，助力更多行業走向綠色未來

隨著技術的不斷進步，Kanthal康泰爾預計將在未來幾年內推出工藝加熱器，并計劃在2024年擴展測試和演示能力。這項創新不僅限于鋼鐵行業，包括水泥制造在內的其他行業也將從這一突破性技術中獲益。

鋼鐵行業正朝著更加可持續的未來邁進，不僅減少了對環境的影響，也為其他行業樹立了鼓舞人心的典范。現階段，電氣化的可行性以及Prothal® TH等革命性創新的出現，使廣泛脫碳的前景變得觸手可及。通過擁抱電氣化與攜手合作，鋼鐵行業不僅能夠適應變化，還能夠邁向更加綠色、更具可塑性的未來。

關于Kanthal康泰爾

康泰爾(Kanthal)隸屬于瑞典Alleima合瑞邁材料科技，是全球先進的工業加熱技術與高品質電阻材料領域產品和服務提供商。自1931年成立以來，Kanthal一直專注于為客戶提供世界水準的加熱技術解決方案以及超高品質的電阻材料與服務，產品覆蓋各類電加熱、溫度傳感和耐熱應用材料，以及醫療、電子設備領域不銹鋼和貴金屬超細線材。母公司Alleima合瑞邁是全球不銹鋼和特種合金高附加值產品、以及工業加熱解決方案的優質制造商，其冶金史可追溯到160多年前并擁有900多種合金配方。企業總部位于瑞典山特維肯，2023年收入為 210 億瑞典克朗，全球擁有6500多名員工，客戶遍布約80個國家。