Consteel: Teknologi Pra-Pemanasan Limbah EAF Hemat Energi Terpaten
Proses Consteel adalah proses terpaten. Ini adalah teknologi konservasi energi inovatif untuk pra-pemanasan limbah dalam electric arc furnace (EAF) yang dikembangkan oleh 'Intersteel Technology Inc., Charlotte, North Carolina (sejak 1994 bagian dari Techint, Tenova S.p.A.). Aplikasi industri pertama dari teknologi Consteel dilakukan pada 1989, di Gerdau-Ameristeel Charlotte (USA). Sejak itu telah ada penerimaan industri yang stabil terhadap teknologi ini. Saat ini proses Consteel EAF adalah teknologi pembuatan baja yang terbukti dan andal. Ini memastikan penggunaan energi dan bahan baku yang efisien, operasi dan pemeliharaan yang mudah, serta ramah lingkungan.
Dalam EAF dengan proses Consteel, solusi pabrik yang diadopsi adalah pakan kontinu EAF oleh limbah, dipanaskan sebelumnya dan diangkut melalui conveyor yang bergerak di melalui terowongan pra-pemanasan, di mana gas buang dari EAF, mengalir counter current terhadap muatan logam, dibakar oleh udara yang diinjakkan. Pakan kontinu dan pra-pemanasan limbah menawarkan beberapa keuntungan potensial dibandingkan dengan pakan batch konvensional EAF.
Proses Consteel meningkatkan produktivitas dan meningkatkan efisiensi energi dengan dampak lingkungan minimum. Sorotan utama dalam menerapkan teknologi ini adalah tindakan konservasi seperti (i) pemulihan panas dari gas buang tungku untuk memanaskan limbah sebelum dimuat ke dalam tungku, (ii) pengurangan energi listrik spesifik, (iii) pengurangan penggunaan O2 (oksigen) dan C (karbon) tanpa konsumsi bahan bakar burner, (iv) peningkatan tingkat produksi akibat penurunan waktu tap-to-tap, (v) penurunan yang signifikan pada gangguan listrik pada jaringan, (vi) penurunan konsumsi elektroda dan patah elektroda, (vii) peningkatan hasil limbah, (viii) lebih sedikit debu yang dievakuasi ke bag house, dan (ix) pengurangan biaya untuk logistik, tenaga kerja, pemeliharaan, dan manajemen produk limbah.
Kebutuhan daya rendah dan operasi flat-bath yang stabil, di bawah slag berbuih dalam hal proses Consteel, membuat proses Consteel menjadi teknologi EAF ideal ketika jaringan listrik relatif lemah dan mampu menahan hanya gangguan yang sangat rendah. Proses Consteel juga meminimalkan kebisingan, debu, dan emisi pencemar, baik di dalam bengkel peleburan (tidak diperlukan doghouse) maupun untuk sistem gas buang, yang, tidak seperti EAF konvensional, tidak perlu diperbesar untuk menangani emisi ledakan.
Pra-pemanasan limbah konvensional telah digunakan sejak lama terutama di negara dengan biaya listrik tinggi. Pra-pemanasan limbah konvensional melibatkan penggunaan gas panas untuk memanaskan limbah di ember sebelum memuat limbah ke dalam EAF. Sumber gas panas dapat berupa gas buang dari EAF atau gas yang dihasilkan oleh pembakaran gas bahan bakar. Pra-pemanasan limbah konvensional dapat dilakukan dengan mengirimkan gas tungku panas ke ember pemuatan limbah dengan memiping gas buang dari lubang keempat di EAF ke hood khusus di atas ember pemuatan. Biasanya gas meninggalkan EAF pada sekitar 1200 derajat C, memasuki ember pada sekitar 815 derajat C, dan meninggalkan pada sekitar 200 derajat C. Jumlah pra-pemanasan bergantung pada transfer panas ke limbah yang merupakan fungsi dari ukuran limbah dan waktu pada suhu. Biasanya limbah dipanaskan sebelumnya ke rentang 350 derajat C hingga 450 derajat C. Jumlah pra-pemanasan ini biasanya mengurangi konsumsi energi sebesar 40 kWh/ton hingga 60 kWh/ton, konsumsi elektroda sekitar 0,35 kg/ton, konsumsi refraktori sekitar 1,2 kg/ton dan waktu tap-to-tap sekitar 5 menit hingga 6 menit. Beberapa kelemahan pra-pemanasan limbah konvensional meliputi (i) tidak nyaman untuk dioperasikan seperti limbah menempel pada ember dan umur ember pendek, (ii) kontrolabilitas yang buruk dari pra-pemanasan akibat variasi suhu dan debit gas buang melalui berbagai fase dalam operasi EAF, dan (iii) untuk waktu tap-to-tap kurang dari 70 menit logistik pra-pemanasan limbah konvensional mengarah pada penghematan energi minimal yang tidak dapat membiayai biaya modal sistem pra-pemanasan.
Proses Consteel secara kontinu memanaskan sebelumnya dan memasok muatan logam (limbah, besi dagu, dll.) ke EAF sambil secara bersamaan mengontrol emisi gas. Proses Consteel mencapai pakan kontinu limbah melalui conveyor inersia, yang memindahkan limbah dari bagian terbuka, yang digunakan untuk pemuatan (biasanya oleh crane), ke tungku, melalui bagian tertutup (terowongan) di mana limbah dipanaskan oleh gas buang proses yang bergerak ke arah berlawanan, menuju sistem ekstraksi gas buang. Energi untuk pra-pemanasan disediakan oleh gas panas yang memasuki terowongan dari EAF, post-combusted oleh udara yang ditambahkan di terowongan. Limbah yang dipanaskan sebelumnya secara kontinu dimasukkan ke dalam EAF, di mana ia dilelehkan oleh rendaman dalam baja cair. EAF beroperasi dalam kondisi flat-bath konstan, keuntungan utama dibandingkan proses batch konvensional di mana limbah dilelehkan oleh tindakan langsung listrik kelang. Gas EAF dikirim ke pabrik pembersihan gas buang dalam kondisi yang cocok untuk pembakaran lengkap karbon monoksida (CO) dan polutan lainnya tanpa konsumsi bahan bakar. Konsep proses Consteel ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Konsep proses Consteel
Deskripsi proses dan karakteristik pabrik
Proses Consteel adalah proses yang memungkinkan pakan kontinu dan pra-pemanasan muatan logam ke EAF. Dalam proses ini, limbah dimuat langsung dari yard limbah ke conveyor muatan. Limbah kemudian secara otomatis dan kontinu diangkut ke EAF sambil dipanaskan sebelumnya di conveyor pra-pemanas yang disebut terowongan.
Energi untuk pra-pemanasan disediakan oleh gas panas yang berasal dari EAF, post-combusted oleh udara yang diinjakkan melalui injektor yang disengaja terletak pada atap terowongan. Bersama dengan udara yang diinjakkan, udara tidak terkontrol masuk ke EAF dan terowongan. Di terowongan, udara tidak terkontrol terutama masuk di zona di mana EAF dan terowongan terhubung yang disebut area mobil penghubung. Udara tidak terkontrol berkontribusi pada post-combustion dari gas buang dari EAF.
Gas keluar terowongan kemudian diangkut ke sistem pembersihan gas buang. Sistem kipas dan tirai mekanis ditempatkan di akhir terowongan untuk menghindari masuknya udara yang disebut dynamic seal.
Karena proses Consteel didasarkan pada post-combustion gas yang berasal dari EAF, ia terkait erat dengan proses pembuatan baja yang dilakukan di EAF, oleh karena itu untuk mengoptimalkan proses seluruh sistem yang terdiri dari EAF dan terowongan harus dipertimbangkan.
Manajemen debit di setiap injektor diizinkan. Injeksi udara dapat dikontrol secara otomatis atau diatur secara manual. Kontrol otomatis didasarkan pada pengukuran konsentrasi O2 dalam gas di outlet terowongan. Nilai target parameter ini dicapai dan dipertahankan melalui sistem kontrol pabrik, dengan manajemen yang tepat dari debit udara di enam injektor. Gambar 2 menunjukkan diagram skematis proses Consteel.
Gambar 2 Diagram skematis proses Consteel
Fitur khusus proses Consteel
Proses Consteel menggabungkan pakan kontinu limbah ke EAF melalui sistem conveyor yang menghubungkan yard limbah dengan EAF. Tidak ada pakan ember konvensional yang dilakukan. Limbah dimuat ke dalam conveyor oleh crane yard limbah dan conveyor ini memindahkan limbah dalam gerak osilasi yang terdiri dari gerak maju lambat dan gerak mundur cepat yang menyebabkan limbah bergerak bersama dengan conveyor selama gerak maju tetapi meluncur pada permukaan conveyor selama gerak mundur yang lebih cepat sehingga menghasilkan perjalanan maju bersih dari limbah menuju tungku.
Beberapa jarak sebelum mencapai tungku limbah memasuki bagian pra-pemanasan yang terdiri dari terowongan melalui mana gas panas yang keluar dari EAF mengalir dalam arah berlawanan terhadap gerakan limbah. Di bagian pra-pemanasan CO dalam gas buang dibakar oleh injeksi udara yang dikontrol secara otomatis, memungkinkan lebih banyak energi untuk direkuperasi ke limbah. Selama operasi pakan kontinu, mandi baja di EAF tetap cair dan limbah yang memasuki tungku dilelehkan oleh rendaman dalam mandi. Listrik kelang oleh karena itu selalu bekerja pada mandi cair (kondisi flat-bath), bukan pada limbah padat. Dalam situasi ini kelang stabil dan tidak terpengaruh oleh kehadiran limbah padat seperti yang terjadi dengan pakan batch.
EAF dengan proses Consteel dapat menggunakan semua jenis limbah baja dan semua bahan baku logam yang dapat dimuat di EAF tradisional. Dalam hal dimensi maksimum limbah, batas normal yang ditentukan oleh spesifikasi limbah baja (1,5 m x 0,5 m x 0,5 m) kompatibel dengan pakan kontinu melalui proses Consteel.
Aturan utama yang harus diikuti adalah potongan limbah maksimum tidak boleh melebihi jarak antara ujung conveyor proses Consteel dan elektroda, untuk menghindari kemungkinan jembatan listrik di antara bagian-bagian ini. Ini dapat membatasi panjang potongan maksimum yang dapat diterima pada tungku kecil sementara tungku besar dapat lebih toleran. Dalam praktiknya, limbah baja yang biasanya tersedia di pasar sudah kompatibel dengan EAF Consteel terkecil.
Dalam proses Consteel pakan limbah adalah kontinu, oleh karena itu densitas limbah tidak mempengaruhi operasi sebanyak yang dilakukan di EAF pakan atas konvensional, di mana limbah terlalu ringan dapat memerlukan lebih banyak pakan ember, mengurangi efisiensi dan produktivitas, dan di mana terlalu banyak limbah berat menyebabkan penundaan dalam pelarutan muatan, jika tidak patah elektroda yang sering karena longsoran limbah massal selama peleburan awal.
Proses Consteel dilakukan dengan menyeimbangkan input daya ke tungku dengan aliran massal bahan muatan (serupa dengan logika kontrol yang diterapkan di tungku DRI) dan aliran massal yang diperlukan dicapai secara otomatis oleh logika kontrol proses, menyesuaikan laju pakan conveyor yang lebih cepat untuk limbah ringan dan lebih lambat untuk limbah berat. Aliran massal dikontrol oleh sistem penimbangan tungku dan/atau sistem pelacakan muatan di instalasi yang lebih baru.
Limbah yang dibuang oleh conveyor dilelehkan oleh rendaman dalam kolam besar logam cair (hot heel) yang menyediakan kondisi yang paling menguntungkan untuk peleburan potongan limbah berat, seperti gumpalan, yang cukup merepotkan untuk EAF konvensional. Syarat satu-satunya adalah untuk mendistribusikan potongan berat secara merata di seluruh muatan.
Secara umum, jauh lebih mudah untuk melelehkan potongan limbah berat di EAF dengan proses Consteel daripada di EAF konvensional dengan ukuran yang sama, dan kinerja tungku mendapat manfaat jika hot heel diukur dengan benar dan proses digabungkan dengan pengadukan bawah dengan N2 (nitrogen) atau Ar (argon). Biasanya hot heel diukur sebagai 42 % hingga 50 % dari berat tap. Massa logam cair ini dipertahankan di seluruh berbagai pan dan bertindak sebagai 'flywheel termal' stabilisasi untuk proses. Pada pan pertama dari kampanye tungku, hot heel dibuat dengan pelarutan muatan ember. Ketika tungku perlu diampas, muatan dikurangi dan hot heel digunakan untuk memuat penuh satu pan. Gambar 3 memberikan tampilan skematis garis proses Consteel.
Gambar 3 Tampilan skematis garis proses Consteel
Ada dua karakteristik utama yang membuat sistem Consteel berbeda dari sebagian besar teknologi EAF lainnya. Karakteristik ini adalah kombinasi pra-pemanasan dan, yang lebih penting lagi, pakan kontinu. Pra-pemanasan penting untuk menghemat energi, tetapi pakan kontinu telah terbukti memiliki manfaat yang lebih besar, yaitu (i) biaya produksi rendah, (ii) produktivitas tinggi, (iii) fleksibilitas, (iv) dampak lingkungan yang dikurangi, dan (v) keselamatan yang lebih besar
Pakan kontinu limbah mendistribusikan muatan selama seluruh periode power-on. Tidak ada pakan ember yang digunakan dan conveyor memberi makan limbah dari yard langsung ke dalam EAF. Atap EAF selalu tertutup sehingga penyerap gas terus dilakukan melalui sirkuit primer, bukan melalui canopy di sirkuit sekunder. Di tungku, limbah dilelehkan oleh rendaman dan listrik kelang bekerja pada flat-bath yang ditutupi oleh slag berbuih. Sistem kontrol EAF secara otomatis menyesuaikan kecepatan conveyor untuk mempertahankan mandi baja pada suhu target dan mengontrol injeksi O2 dan C untuk mempertahankan slag berbuih yang tepat.
Pra-pemanasan muatan efektif dalam mengurangi konsumsi energi. Penghematan energi yang dapat diperoleh adalah fungsi dari suhu pra-pemanasan dan efisiensi peleburan. Dengan asumsi suhu pra-pemanasan rata-rata dalam rentang 400 derajat C hingga 600 derajat C, penghematan energi sebesar 80 kWh/ton hingga 120 kWh/ton baja cair yang diampas diperoleh. Nilai-nilai ini dikonfirmasi oleh pengalaman instalasi Consteel yang ada.
Siklus panas tipikal untuk EAF yang dilengkapi dengan sistem Consteel ditunjukkan pada Gambar 4. Karakteristik ini memberikan Consteel keuntungan yang besar dalam hal penghematan operasional dan pengurangan dampak lingkungan. Karakteristik operasional Consteel membawa ke lingkungan kerja kebisingan yang lebih rendah, lebih sedikit debu dan tidak ada pakan ember dengan kebisingan, transportasi, dan kehilangan panas serta gas buang yang dihasilkannya saat atap tungku dibuka untuk pemuatan.
Gambar 4 Siklus panas tipikal proses Consteel
Metalurgis, baja cair di tungku berada dalam kesetimbangan yang lebih baik dan lebih tidak mungkin menghasilkan reaksi keras. Dinding sisi pendingin air, atap, dan lancang tungku tidak menderita masalah kebocoran yang disebabkan oleh arking atau dampak limbah, sehingga meminimalkan risiko air di dalam tungku. Semua ini berkontribusi pada penciptaan lingkungan kerja yang lebih aman dan nyaman dibandingkan standar tipikal industri baja.
Karakteristik kunci dari proses Consteel terbaru adalah perkenalan solusi baru untuk meningkatkan jumlah dan efisiensi energi kimia yang digunakan dalam proses. Ini telah dikembangkan melalui percobaan laboratorium dan penggunaan luas analisis CFD. Solusi baru memiliki conveyor yang lebih lebar untuk meningkatkan permukaan pertukaran, profil terowongan yang berbeda untuk meningkatkan pertukaran konvektif, dan bagian terowongan baru yang dilengkapi dengan burner, untuk meningkatkan input energi kimia. Melalui solusi baru, penggunaan energi kimia dikontrol, bagian demi bagian, dengan pengukuran kontinu dari aliran gas buang, suhu, dan komposisi, dengan optimasi otomatis dari parameter operasional yang relevan. Hasilnya adalah pra-pemanasan muatan yang lebih efektif dan biaya operasional yang lebih rendah.
Perbandingan dengan pembuatan baja EAF konvensional
Perbedaan terbesar dengan pembuatan baja EAF konvensional adalah hasil yang lebih baik, meskipun ada beberapa aspek yang terkait dengan logistik dan pemeliharaan.
Operasi yang paling penting adalah manajemen aliran limbah dari yard limbah ke tungku. Ini dilakukan dengan persiapan ember di EAF konvensional dan oleh sistem pakan kontinu dalam proses Consteel. Penanganan bahan baku di EAF konvensional biasanya dilakukan oleh overhead travelling cranes dalam jumlah yang cukup untuk memiliki margin keselamatan yang memadai terhadap kegagalan. Jumlah crane tergantung pada jumlah ember yang harus disiapkan dalam waktu yang ditentukan, dengan mempertimbangkan ukuran pan tungku, densitas limbah dan ukuran ember. Proses Consteel mengadopsi organisasi yang berbeda dari yard limbah, biasanya menyimpan bahan baku di sisi conveyor pemuatan. Ukuran dan jumlah crane pemuatan tergantung pada laju pakan limbah maksimum yang diperlukan oleh tungku (Gambar 3). Proses Consteel menyederhanakan logistik karena meminimalkan pergerakan limbah.
Praktik pemeliharaan bergantung pada peralatan yard limbah, peralatan bay tungku dan EAF, bersama dengan pembuangan slag dan debu. Proses Consteel hanya memiliki overhead travelling cranes untuk pemuatan conveyor, yang juga dapat melakukan operasi penimbangan untuk setiap pengangkatan. Dalam hal pemeliharaan EAF, ini sangat dipengaruhi oleh proses peleburan yang digunakan. Stres termal dan kimia yang mempengaruhi komponen konsumsi tungku bergantung terutama pada parameter proses peleburan (Gambar 5).
Gambar 5 Tampilan skematik dari EAF pakan atas dan EAF Consteel
Konsumsi elektroda memiliki biaya pemeliharaan tertinggi, namun, proses Consteel memiliki konsumsi sekitar 15 % lebih rendah karena dikendalikan oleh laju oksidasi yang lebih rendah karena rasio post-combustion yang lebih rendah di dalam tungku. Erosi elektroda juga bergantung pada produktivitas bengkel peleburan. Pada kondisi kerja yang sama, proses Consteel memiliki produktivitas yang lebih tinggi, sehingga konsumsi elektroda dapat dianggap sama dengan EAF konvensional dengan produktivitas lebih rendah. Selain itu, operasi flat-bath mempertahankan stabilitas yang baik dari listrik kelang dan secara praktis menghilangkan kejadian patah elektroda.
Proses Consteel juga memiliki aus lining refraktori yang lebih rendah karena kondisi operasi lebih halus daripada EAF konvensional dan menghasilkan lebih sedikit oksida besi di dalam slag. Dengan proses Consteel, dengan asumsi slag berbuih dengan benar, listrik kelang dapat sepenuhnya ditutupi dan terpendam di bawah lapisan pelindung yang mengurangi radiasi kelang ke lining refraktori tungku selama hampir seluruh periode power-on. Ini juga menghilangkan discharge listrik pada atap dan shell tungku karena perawatan panel dikurangi secara drastis.
Sehubungan dengan pemeliharaan conveyor limbah Consteel, ini sangat sederhana dan telah dikurangi ke tingkat inspeksi berkala dari struktur mekanis, motor listrik dan peralatan hidrolik, dan pemeliharaan terencana dari bagian-bagian yang paling kritis. Lining refraktori bagian pra-pemanasan tidak memiliki stres khusus dan biasanya dapat diperbaiki batako tahunan.
Ujung mobil penghubung adalah komponen yang paling banyak ditekori dari sistem conveyor karena menerima baik stres termal dari mandi peleburan maupun beban mekanis yang dihasilkan oleh pengangkutan limbah. Ini harus menjadi bagian dari program pemeliharaan terencana dan, menurut pengalaman unit operasi, memiliki umur rata-rata empat bulan. Batang gantung mudah diganti, biasanya selama turnaround tungku. Analisis kegagalan menunjukkan rata-rata 100 patah batang gantung setahun untuk conveyor yang dimuat dengan baik.
Dalam hal pembuangan debu dan slag, proses Consteel mencapai produksi slag dan debu yang lebih rendah daripada EAF konvensional, yang sangat bergantung pada karakteristik utama proses yang merupakan pakan kontinu dan pra-pemanasan muatan logam. Eliminasi pakan ember mengurangi pembentukan debu di canopy hood, dan bagian pra-pemanasan conveyor berfungsi seperti kamar pengendapan di mana debu dapat menyendok pada limbah, mempromosikan daur ulang debu ke dalam tungku. Emisi debu keseluruhan sebesar 5 kg/ton hingga 9 kg/ton baja cair lebih rendah daripada EAF konvensional.
Fleksibilitas dengan bahan muatan
Untuk praktik pembuatan baja EAF saat ini, kemampuan untuk dengan mudah menyesuaikan muatan logam tungku untuk mengikuti variasi skenario biaya bahan baku dan permintaan pasar adalah, jelas, sangat penting. EAF secara intrinsik fleksibel dalam hal bahan muatan. EAF yang beroperasi dengan proses Consteel memberikan fleksibilitas maksimum dalam pemilihan bahan muatan logam, yang dapat berupa limbah, besi dagu, DRI, dan besi cair, dalam semua kombinasi dan rasio yang mungkin. Pakan kontinu berarti ember tidak digunakan, conveyor secara kontinu memberi makan muatan logam langsung ke dalam EAF.
Proses pakan kontinu biasanya digunakan oleh EAF yang memproses jumlah besar DRI atau HBI, karena pemrosesan batch (pakan atas oleh ember) dari bahan ini telah terbukti tidak dapat dilakukan. Konsep ini telah diperluas ke pemrosesan limbah dengan perkenalan proses Consteel. Keterbatasan limbah dan kekurangan daya listrik di beberapa negara telah menyebabkan kombinasi pakan limbah dengan besi cair. Pengalaman telah menunjukkan bahwa proses Consteel juga adalah opsi terbaik untuk mengambil keuntungan dari besi cair dalam pembuatan baja EAF. Ini pada dasarnya karena proses Consteel memungkinkan penyebaran dekarburisasi leleh di seluruh waktu power-on, sering kali tanpa perubahan besar pada sistem gas buang primer dan tanpa mengalami penundaan dekarburisasi yang membatasi produktivitas EAF pakan atas tradisional saat pakan besi cair naik di atas sekitar 30 % dari total.
Pengalaman dengan besi cair di EAF dengan proses Consteel telah berkisar dari 20 % hingga sekitar 86 %, mencapai titik di mana tungku dapat dioperasikan seperti konverter oksigen dasar, tanpa daya listrik, dengan waktu power-on/O2 blowing sekitar 32 menit, namun masih dapat dioperasikan dengan pakan limbah 100 % saat diperlukan.
Dalam kasus biaya limbah baja menurun dan tekanan yang meningkat untuk mengurangi emisi CO2 (karbon dioksida), besi cair dapat dikurangi dan penggunaan limbah dapat ditingkatkan karena fleksibilitas yang disediakan oleh EAF dengan proses Consteel. Contoh fleksibilitas Consteel adalah EAF Consteel 140 t di Vallourec-Sumitomo Brazil (Brazil), yang dibangun pada 2012, yang telah dirancang untuk bekerja dengan campuran pakan yang terdiri dari limbah, hingga 40 % besi dagu dan hingga 40 % besi cair.
Ada EAF dengan proses Consteel, yang dipasang di Korea Selatan, di mana pakan limbah kontinu telah digabungkan dengan pakan kontinu DRI dan HBI. Oleh karena itu, proses Consteel dapat secara mulus menggabungkan pakan kontinu limbah dengan semua bentuk muatan besi virgin yaitu besi cair, besi dagu, DRI atau HBI seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Proses Consteel dengan bahan muatan alternatif
Sebagai aturan umum, DRI dan HBI harus diumpankan ke dalam tungku dengan cara tradisional yaitu langsung melalui atap tungku. Besi cair dituangkan ke dalam tungku melalui pintu atau runner dinding samping, besi dagu, sebaliknya, dapat dicampur dengan limbah di conveyor pemuatan. Seperti besi dagu, limbah baja juga, dalam potongan beberapa ton masing-masing, dapat dimuat melalui proses Consteel bersama dengan limbah.
Manfaat proses Consteel
Manfaat yang terbukti dari proses Consteel meliputi (i) payback cepat, (ii) fleksibilitas tinggi, (iii) ramah lingkungan, (iv) keselamatan personel operasional, (vi) gangguan minimum ke jaringan listrik, (vii) pengurangan biaya logistik, pemeliharaan dan tenaga kerja, (viii) penggunaan energi kimia yang ditingkatkan, (ix) konsumsi elektroda yang lebih rendah, (x) peningkatan hasil limbah dibandingkan tungku pakan batch, (xi) kontrol dan optimasi kontinu parameter operasional, dan (xii) kontrol muatan yang ditingkatkan melalui pelacakan kuantitas dan kualitas limbah yang otomatis.
Selain itu, ada manfaat lingkungan. Produksi debu di EAF pakan ember tradisional menghasilkan sekitar 20 kg/ton baja cair. Produksi debu di EAF yang setara dengan proses Consteel sekitar 30 % hingga 40 % lebih rendah. Ini adalah karena daur ulang alami dari debu yang menempel pada limbah di dalam terowongan pemanasan dan dari laju dekarburisasi yang lebih rendah yang diizinkan oleh teknologi proses ini. Produksi debu yang lebih rendah berarti biaya untuk pembuangannya yang lebih rendah, yang semakin mahal karena regulasi lingkungan yang semakin ketat.
Proses mengurangi emisi PCCD/F dan NOx. Limbah dapat mengandung minyak, cat, plastik dan zat lain yang dapat berubah menjadi polutan selama proses pembuatan baja. Beberapa zat ini dapat menjadi prekursor dari polychlorinated di-benzo-p-dioxins (PCDD), polychlorinated di-benzo-p-furans (PCDF) dan polychlorinated biphenyls (PCD), kelas zat yang emisisinya telah dibatasi secara ketat oleh regulasi lingkungan baru. Emisi polutan ini adalah fenomena kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor bersamaan seperti jumlah prekursor dalam muatan limbah, jenis proses yang dilakukan di tungku dan, pada akhirnya, pada sistem ekstraksi gas buang, yang memainkan peran kunci, karena emisi diukur di stack.
Telah terbukti bahwa dengan muatan limbah dengan konten prekursor PCDD/F yang sama (misalnya plastik polyvinyl klorida), proses Consteel melepaskan jumlah PCDD/F yang secara signifikan lebih rendah dalam gas buang dibandingkan dengan proses diskontinu yang setara, dengan pakan batch.
Ada perhatian yang meningkat juga terhadap emisi NOx dan telah ditemukan bahwa listrik kelang adalah yang utama bertanggung jawab atas emisi ini dalam proses EAF. Jumlah NOx yang dipancarkan per ton baja cair yang dihasilkan melalui EAF pakan ember konvensional sekitar 250 g/ton baja cair, sementara untuk pakan kontinu nilai ini hanya 120 g/ ton baja cair. Ini adalah karena operasi listrik kelang di bawah pembentukan slag, yang mengurangi interaksi listrik kelang ini dengan O2 dan N2 atmosfer.
Penggunaan EAF untuk melelehkan limbah yang dimuat oleh ember jauh lebih berisik daripada melelehkan pakan kontinu DRI. Ini adalah karena kelang membakar pada flat-bath dan di bawah slag berbuih. Proses Consteel memperluas jenis operasi ini ke pemrosesan limbah, mengurangi secara signifikan emisi akustik pabrik. Selama operasi proses Consteel, tingkat intensitas suara di dekat tungku dilaporkan sekitar 85 dBA sementara dengan EAF pakan ember tingkat intensitas suara biasanya di atas 90 dBA.
Beberapa parameter operasional yang dicapai di pabrik operasi adalah (i) 30 % hingga 40 % pengurangan emisi debu yang harus dibuang, (ii) ketersediaan 98 %, (iii) produktivitas tinggi pada 2,7 ton baja cair /jam/MW, (iv) konsumsi daya yang dikurangi pada 300 kWh/ton baja cair, (v) peningkatan hasil limbah 1 % hingga 2 %, (vi) peningkatan produktivitas 33 %, (vii) konsumsi elektroda yang dikurangi 40 %, (vii) emisi debu yang dikurangi sekitar 30 %, (viii) penghematan listrik yang diperkirakan sebesar 60 kWh/t untuk retrofit, dan (ix) penghematan biaya operasional tahunan sebesar USD 1,90 / ton baja mentah (termasuk peningkatan produktivitas, konsumsi elektroda yang dikurangi, dan hasil yang meningkat). Selain itu juga ada penurunan gangguan listrik pada jaringan, dan penggunaan limbah yang lebih rendah serta tidak ada konsumsi bahan bakar burner.
