ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Стальной лом (скрап): товарный (поступающий со стороны) и собственные (оборотные) отходы. Оборотные отходы образуются по всему технологическому циклу производства продукции и практически полностью используются в сфере своего производства. Ресурсы лома являются определяющим фактором в формировании структуры производства стали по способам выплавки в каждой стране. Средний удельный расход лома Руд связан со структурой сталеплавильного производства следующим соотношением:

Руд = КэЭ + КкК + КмМ ,

где Кэ, Кк, Км – средний удельный расход лома соответственно электросталеплавильных, конвертерных и мартеновских цехах, кг/т; Э, К, М – доля этих способов производства. На заводах Втормета для переработки лома применяют пакетирование, ножничную резку, брикетирование, дробление и переплав стружки.

Для снижения расхода электроэнергии лом предварительно нагревается до 200 – 250 оС. Предварительный подогрев лома улучшает плавление благодаря более устойчивому горению дуг. При этом сокращаются продолжительность плавки, расход электроэнергии и электродов. Использование для подогрева лома теплоты отходящих газов повышает степень использования электроэнергии.

Первые разработки по предварительному подогреву лома включали технологии подогрева лома отходящими газами в загрузочных корзинах, специальных камерах нагрева. Установки нагрева лома вне печи имеют существенные недостатки, поэтому немецкая фирма Fuchs Systemtechnik создала печь с шахтой для внутреннего подогрева лома. Такая печь емкостью 150 т работает на ОАО «Северсталь» (г. Череповец). Лом подогревается в шахте за счет теплоты отходящих газов и с помощью газокислородных горелок мощностью по 4 МВт, встроенных в нижнюю часть шахты.

Конвертерная система подогрева лома реализована в печи системы «Consteel», в которой подогреватель лома имеет длину до 24 м.

Чугун традиционно применяется для повышения содержания углерода в шихте. Поскольку он имеет высокую (по сравнению с ломом) стоимость, его использование в электроплавке значительно уменьшилось. Сейчас его применяют, в основном, для разбавления некачественного лома (понижения содержания вредных примесей в расплаве).

Использование металлизованного сырья в электроплавке имеет следующие преимущества: химический состав точно известен, сырье однородно и в нем отсутствуют нежелательные примеси; растет производительность печи; при плавлении меньше шума; допускается расширение производства при минимальных капитальных затратах.

Суперком (синтеком) - это новый тип металлошихты, его название – комбинация букв от слов «суперкомпозит оксид металла». В качестве основы в этом материале содержится чугун (70-90%) и твердые окислители в виде окатышей, концентрата железной руды, агломерата (10-30%). Суперком имеет вид чушек с равномерно распределенными по их объему минеральными компонентами. Он может использоваться и в качестве самостоятельного вида шихты, и в сочетании с другими (традиционными) материалами для электроплавки. Главное достоинство материала – высокая чистота по примесям цветных металлов, что позволяет выплавлять стали любого сортамента (листовые, высокопрочные конструкционные, рельсовые, котловые и др.). При этом уменьшается выход годного металла на 1т металлозовалки и растет удельный расход электроэнергии из-за необходимости восстановления оксидов железа рудной части суперкома. Наличие суперкома устраняет зависимость производства стали от конъюнктуры рынка, лома.

Карбид железа в качестве шихтового материала может частично и даже полностью заменить чугун и скрап. Отсутствие вредных примесей обеспечивает получение высококачественного металла при экономии электроэнергии и капитальных затрат. Ухудшение качества скрапа и его удорожание позволяет считать карбид железа перспективным материалом для электрометаллургии.

В качестве шлакообразующего материала используются известь, известняк, флюсы (плавиковый шпат, шамотный бой).

Наиболее широко как окислитель применяют газообразный кислород и железную руду (наилучшей рудой для электроплавки является сухой красный железняк криворожского месторождения). Иногда в качестве окислителя используют металлизованные окатыши с пониженной степенью металлизации.

Для получения требуемого содержания углерода добавляют углеродосодержащие вещества: мелкие отходы производства графитированных электродов и изделий, электродный бой, кокс.

Для российской металлургии одной из важнейших проблем является снижение удельных расходов исходных материалов и энергии, т.к. доля энергоресурсов в себестоимости продукции постоянно растет, достигая 25 – 30 %, что почти вдвое превышает это значение в странах ЕЭС.

Удельный расход металлошихты на 1 т стали является главным показателем расхода материалов в сталеплавильном производстве. Анализ эффективности металлургических процессов и оборудования основывается на тепловых балансах. Показатель расхода энергии на единицу производственной продукции – затраты тепловой энергии (энергоемкость). Энергозатраты выражаются в величине тепловой энергии – ГДж/т (МДж/кг), либо в расходе условного топлива при его теплотворной способности, равной 29,4 МДж/кг (кг у.т./т).

загрузка...

Данные, приведенные в табл. 20 и 21, дают характеристику энергоемкости материалов и конечной продукции – стали, а также удельного расхода металлошихты.

Таблица 20

Энергоемкость основных материалов сталеплавильного производства

Материал Энергоемкость
МДж/ед. кг у.т./ед.
Чугун, кг 23,8 0,811
Металлолом, кг 0,2 0,007
Металлизированные окатыши, кг 17,0 0,579
Известь, кг 5,4 0,184
Кислород, м3 5,8 0,20
Азот, м3 2,5 0,085
Аргон, м3 35,6 1,21
Природный газ, м3 37,6 1,28
Мазут, кг 41,0 1,40
Электроэнергия, кВт.ч 11,25 0,0383
Ферромарганец-75 (ФМн-75) 55,02 1,875
Ферросилиций-45 (ФС-45) 70,34 2,40

Наиболее энергоемким материалом является чугун, который определяет величину энергоемкости производимой на его основе стали.

Улучшение экономических и технических показателей работы плавильных агрегатов, улучшение экологических условий связано с внедрением энерго- и ресурсосберегающих технологий.

Таблица 21

Значения энергозатрат на 1 т стали

Сталеплавильный процесс Доля лома в шихте, % Энергозатраты, КВт.ч на 1 т стали
Общие*, КВт.ч/ГДж В том числе, %
чугун лом ферросплавы топливо +электроэнергия остальное
Конвертерный 25…30 6060/21,82 90,7 0,3 4,3 1,7 3,0
Мартеновский:
скрап-рудный
скрап-процесс
40…50 5190/18,68
4640/16,70
75,9
53,7
0,5
0,8
5,0
5,6
15,9
36,8
2,7
3,1
Электросталеплавильный:
ДСП традиционный
ДСП с шахтным подогревом лома

2610/9,40
3960/14,25

55,1

2,2
1,1

10,0
6,6

69,0
30,1

18,8
7,4

Конструкции фирмы «Фукс системтехник» 1940/6,98 3,0 13,5 66,3 17,2
Процесс EOF с использованием жидкого чугуна 4820/17,35 78,3 0,7 5,4 9,1 6,5
*Энергозатраты, выраженные в КВт.ч/т переводили в ГДж/т с коэффициентом 1 КВт.ч = 3,6 МДж




Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Вы можете использовать HTML- теги и атрибуты:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

− 4 = 1