与利用原始材料生产钢材的高炉-转炉长流程工艺相比，电炉炼钢可节省高达90%的二氧化碳排放量。鉴于对废钢资源的依赖性，预计到2050年，以废钢为原料的电炉炼钢比例将从目前的20%左右增长到35%以上。由于电弧炉还可以冶炼直接还原铁（DRI）和热压铁块（HBI），到2050年，电弧炉将占到炼钢总产能的50%以上。
然而，电弧炉在效率和能耗方面也存在很大差异。因此，钢铁厂不仅要考虑炉子本身，还要考虑包括电力供应在内的整个系统，尤其是涉及到使用可再生能源时。
为什么直流电弧炉更节能
未来几十年，电炉炼钢的预期增长自然会带来钢铁厂对新电弧炉的大量投资。因此，每个炼钢厂都应该回答这个简单的问题：哪项技术最适合我们？交流（AC）还是直流（DC）技术？
有许多直接和间接的因素影响着这一问题的答案，幸运的是，也有一些证据表明，在过去几年中，由于直流电弧炉的诸多优点，许多钢铁厂都选择了安装直流电弧炉。
首先，由于自然搅拌效应，西马克直流电弧炉比交流电弧炉更节能，它能使温度和化学成分均匀化，从而缩短“通电”时间。与交流相比，西马克直流电弧炉的电弧更长，从而提高了传热效率，降低了电极消耗。此外，直流还能减少闪变，这意味着减少了用于功率补偿的投资，相应的维护工作得以减少。西马克设计的针式底部电极可延长电弧炉使用寿命（高达2,000炉次），同时降低使用成本。
综合考虑所有因素，直流炉的运行成本低于交流炉，二氧化碳排放量也更低。更重要的是，直流炉还能改善操作环境，与交流炉相比，直流炉运行时的噪音比交流炉低40%。
用于直流炉供电的X-Pact® AURA
除上述所述之外，可持续节能生产和降低运营成本的目标也促使我们的客户选用基于先进IGBT（绝缘栅双极晶体管）电力电子技术的馈电解决方案，取代基于晶闸管控制整流器的传统电弧炉供电系统。因为采用集成路线的现有生产基地的电网功率往往不足以应对传统的电弧炉。
名为X-Pact® AURA的新型IGBT电子模块系列采用了完全模块化的概念，其配备的前沿电力电子技术确保了最高的运行效率和功率密度。新设计在电流稳定性、动态响应、效率、可靠性、冗余性以及对电网质量的最小影响等方面达到了世界一流水平。
X-Pact® AURA平台为直流电炉馈电提供了一种通用的模块化方法。所选拓扑结构包括多脉冲二极管桥式整流器、共用直流母线和基于IGBT的斩波级。额定功率从5到350MVA不等，具体取决于功率和模块数量。创新调制技术和专有控制算法的使用确保了最大功率传输，同时将对电网电能质量的影响降至最低。
与基于晶闸管的传统直流设计相比，X-Pact® AURA在关键电能质量参数方面为客户带来了前所未有的改善：功率因数超过0.95，闪变降低30%。
基于IGBT的X-Pact® AURA系统可“净化”熔炉负载，并可在弱电网环境中安装大功率熔炼装置。