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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 6/2017

28.09.2017

Modeling and Simulation of the Off-gas in an Electric Arc Furnace

verfasst von: Thomas Meier, Karima Gandt, Thomas Echterhof, Herbert Pfeifer

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 6/2017

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Abstract

The following paper describes an approach to process modeling and simulation of the gas phase in an electric arc furnace (EAF). The work presented represents the continuation of research by Logar, Dovžan, and Škrjanc on modeling the heat and mass transfer and the thermochemistry in an EAF. Due to the lack of off-gas measurements, Logar et al. modeled a simplified gas phase under consideration of five gas components and simplified chemical reactions. The off-gas is one of the main continuously measurable EAF process values and the off-gas flow represents a heat loss up to 30 pct of the entire EAF energy input. Therefore, gas phase modeling offers further development opportunities for future EAF optimization. This paper presents the enhancement of the previous EAF gas phase modeling by the consideration of additional gas components and a more detailed heat and mass transfer modeling. In order to avoid the increase of simulation time due to more complex modeling, the EAF model has been newly implemented to use an efficient numerical solver for ordinary differential equations. Compared to the original model, the chemical components H2, H2O, and CH4 are included in the gas phase and equilibrium reactions are implemented. The results show high levels of similarity between the measured operational data from an industrial scale EAF and the theoretical data from the simulation within a reasonable simulation time. In the future, the dynamic EAF model will be applicable for on- and offline optimizations, e.g., to analyze alternative input materials and mode of operations.

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Metadaten
Titel
Modeling and Simulation of the Off-gas in an Electric Arc Furnace
verfasst von
Thomas Meier
Karima Gandt
Thomas Echterhof
Herbert Pfeifer
Publikationsdatum
28.09.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 6/2017
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-017-1093-7

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