Experimental evaluation of a flexible natural gas and hydrogen burner in the electric arc furnace

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Confirms technical feasibility of hydrogen in EAF burners, providing experimental data for future hydrogen combustion modeling.

🏢実務担当者:Demonstrates a drop-in solution for reducing Scope 1 emissions in electric arc furnace steelmaking with minimal modification.

🏛政策担当者:Provides evidence supporting investments in hydrogen infrastructure for industrial decarbonization, especially for steel.

鉄鋼業の脱炭素化の文脈において、電気アーク炉（EAF）は研究の主要な焦点として浮上している。歴史的に、EAFは主にリサイクルベースの製鋼、具体的にはスクラップ材料の溶解による粗鋼の製造に利用されてきた。最近のEAFへの研究関心の高まりは、資源利用の最適化と排出削減という目的によって推進されている。主に電気エネルギーに依存することを考慮すると、EAFは鉄鋼生産における排出削減の有望な解決策として浮上する。電気エネルギーの投入に加えて、EAFには溶解中の「コールドスポット」を防ぎ、エネルギー投入を増加させることでプロセス時間を短縮するための補助バーナーが装備されている。これらの補助バーナーは通常、酸素燃料、天然ガス、および酸素で動作する。天然ガスの燃焼は、水素による置換を通じてCO₂排出を削減する可能性を表している。RFCS資金提供プロジェクト「DevH2forEAF - EAFにおける液体鋼製造のためのH₂バーナー利用の開発と実現」では、酸素と天然ガスおよびH₂の任意の混合物（最大100% H₂）を燃料として使用するために設計された革新的なインジェクターバーナーがEAFでの使用向けに開発され、天然ガスラインへの水素追加の可能性に対する柔軟な解決策を提供した。このインジェクターバーナーは、EAF環境内での一連の試験において厳格なテストを受けた。出力50 kWの縮小版バーナーが、アーヘン工科大学のパイロット規模EAFで試験され、鋼品質への影響の分析に特に焦点が当てられた。その後、4 MWのバーナーインジェクターが2つの異なる工業用EAFに設置され、操業で利用された。結果は、1つのバーナーを水素に切り替えることで、バーナー排出量のCO₂排出が最大27%の複合削減をもたらし、液体鋼中の水素吸収の検出可能な増加はなく、EAFバーナーへのドロップイン燃料としての水素の技術的実現可能性を確認した。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

In the context of the decarbonization of the steel industry, the electric arc furnace (EAF) has emerged as a primary focus of research. Historically, the EAF has been predominantly utilized in recycling-based steelmaking, specifically for the melting of scrap materials to produce crude steel. The recent surge in research interest in the EAF is driven by the objective of optimizing resource utilization and reducing emissions. Given its primary reliance on electrical energy, the EAF emerges as a promising solution for reducing steel production emissions. In addition to the electrical energy input, the EAF is equipped with auxiliary burners to prevent ‘cold spots’ during melting and shorten the process duration by increasing the energy input. These auxiliary burners typically operate with oxyfuel, natural gas and oxygen. The combustion of natural gas represents a potential for reducing CO 2 emissions through the substitution with hydrogen. In the RFCS-funded project “DevH2forEAF - Developing and enabling H 2 burner utilization to produce liquid steel in EAF,” an innovative injector-burner designed for using oxygen and arbitrary mixtures of natural gas and H 2 (up to 100% H 2 ) as the fuel was developed for use in EAF, providing a flexible solution for a possible addition of hydrogen to the natural gas line. This injector-burner was subjected to rigorous testing in a range of trials within the environment of an EAF. A downscaled version of the burner, with a power output of 50 kW, was tested in the pilot-scale EAF at RWTH Aachen University, with a particular focus on analyzing its impact on steel quality. Subsequently, a 4 MW burner-injector was installed in two distinct industrial EAFs and utilized in operation. The results showed that switching one burner to hydrogen resulted in combined CO₂ emission reductions of up to 27% for the burner emissions, with no detectable increase in hydrogen pick-up in the liquid steel, confirming the technical viability of hydrogen as a drop-in fuel for EAF burners.

• semanticscholar https://doi.org/10.1051/metal/2025127first seen 2026-05-15 20:44:35 · last seen 2026-06-10 05:25:11