Чёрная металлургия_2011_01

вершается строительство первой очереди пред-			реакции, в том числе оксиды основного эле-
приятия по шлакопереработке.			мента. Содержание глинозема в шлаках нахо-
Продуктом экзотермической реакции метал-			дится в пределах 50 80 %, содержание основ-
лургического	процесса	алюминотермического	ных элементов (Cr2O3, TiO2, Nb2O5, ZrO2 и т. д.)
способа производства на КЗФ наряду с восста-			от 0,5 до 15 % в зависимости от вида сплава.
новившимся	металлом	является глинозем	Все шлаки находятся в механической смеси.
(Al2O3), который переходит в шлаковую состав-			Примерный состав отвала по видам материа-
ляющую плавки. Помимо глинозема шлак со-			лов основных видов шлаков приведен в таблице
держит оксиды других элементов, участвующих в			[1, 2].

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ШЛАКОВ В ОТВАЛЕ ПО ВИДАМ СПЛАВОВ

	Шлак	Содержание, %	Количество,
		(мас.)	тыс. т
	Смесь шлаков и твердых сплавов отходов ферросплавного производства (отвальная масса)	100,0	2500,0
	Шлак от производства ферротитана, в том числе включения сплава	42,0	1050,0
	Шлак от производства хрома металлического и включения сплава	33,0	825,0
	Шлак от производства феррохрома и включения сплавов	14,0	350,0
	Шлак от производства феррониобия низкокремнистого, вентиляционная пыль, в том числе
	от производства лигатуры, и включения сплавов	6,5	162,5
	Шлак от производства ферросиликоциркония и включения сплава	1,7	44,0
	Шлак от производства ферровольфрама	0,8	20,0
	Прочие шлаки и включения сплавов	0,7	17,5
	Лом черных металлов (ориентировочно)	0,2	5,0
	Бой огнеупоров, угольной футеровки, производственный мусор	0,8	20,0

КЗФ производит около 30 видов сплавов,			0,01 0,1 %, рассортировывать руды, шлаки и
часть из которых вместе со шлаком попадает в			т. д., выделять концентраты заданного качества,
отвал. Сами шлаки представляют ценное сырье			в том числе обогащенные продукты, готовые для
разнообразного применения в зависимости от			металлургического производства или для про-
химического состава. В задачи переработки			дажи. Принцип действия рентгенорадиометриче-
шлаков КЗФ входят операции отделения ме-			ских сепараторов основан на возбуждении ато-
талла от шлака, металла от металла разных			мов элементов, входящих в состав куска мате-
сплавов и шлака от шлака разных сплавов.			риала, потоком рентгеновского излучения и ре-
В настоящее время на шлакоотвалах метал-			гистрации потоков характеристического и рассе-
лургических предприятий преимущественно ис-			янного рентгеновского излучения от каждого
пользуется ручная выборка немагнитных метал-			куска по двум каналам с их последующей обра-
лических включений.			боткой и принятием решения о сортировке (от-
За основу технологии обогащения шлаков на			стреле) данного куска по заданному алгоритму в
обогатительной фабрике принят метод рентге-			зависимости от установленного порога разделе-
норадиометрической сепарации (РРС), который			ния.
привел к новым высокоэффективным, экологи-			Результаты исследований показали, что
чески чистым и низкозатратным технологиям,			шлаки ферросплавного производства КЗФ отли-
базирующийся	на результатах	многолетнего	чаются в целом благоприятными технологиче-
пути развития радиометрических методов обо-			скими свойствами для реализации технологии
гащения [3, 4].			обогащения методом РРС. Вещественный со-
РРС относится к “сухим” методам обогаще-			став шлаков, несмотря на большое разнообра-
ния, выделяет те элементы, которые составляют			зие по элементному и минеральному составам,
ценные и сопутствующие минералы. В подав-			позволяет проводить четкое разделение измери-
ляющем большинстве сепарация не требует от-			тельной системой сепаратора (по рентгеновским
мывки сепарируемого материала, обладает вы-			спектрам) практически всех разновидностей
сокой чувствительностью, позволяющей обнару-			шлаков по выбранной технологической схеме
живать многие	элементы с	содержанием	(см. рисунок).

72 ―――――――――――――――――ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011

Технологическая схема

Эффективность выделения (или отделения) данных продуктов и разновидностей по результатам испытаний на относительно чистом кусковом материале (малозагрязненном с поверхности) составляет более 90 %. При этом относительная засоренность продуктов, в зависимости от загрязненности исходного шлака или сплава, по многим опытам не превышала 1 10 %. По этим критериям и сам метод РРС, и технологические свойства шлаков могут быть охарактеризованы как высокоэффективные для обогащения и сортировки.

Отсепарированные шлаки находят свое применение в производстве клинкеров и полупродуктов. Шлак хрома металлического текущего производства, а также шлак с отвала перерабатывается в высокоглиноземистые клинкера КВЦ75, КВЦ-70, используемые для изготовления огнеупорного цемента [5].

Из шлака хрома металлического выплавляется хромистый полупродукт ХПГ-70, применяемый для получения легкоплавких синтетических шлаков, используемых при внепечной обработке стали. Производство клинкера и полупродукта осуществляется путем расплавления шлака с подшихтовкой извести и отсевов кокса в качестве восстановителя оксидов хрома в шлаке в

электропечах. В процессе производства данных продуктов образуется попутный металл хром углеродистый.

Из шлака ферротитана выплавляются глиноземистые клинкера КГЦ-50, КГЦ-60, которые используются в изготовлении глиноземистых цементов [5 7].

Разработана и освоена в промышленных условиях технология получения высокоглиноземистых цементов на основе клинкеров КВЦ-75, КВЦ-70, КГЦ-50, КГЦ-60. Эти цементы широко применяются для производства огнеупоров, сухих бетонных смесей и жаростойких бетонов.

Таким образом, разработанная и внедренная технология для вторичной переработки шлаков на Ключевской обогатительной фабрике демонстрирует возможность применения высокоэффективной, экологически чистой и низкозатратной технологии обогащения вторичного сырья, позволяет провести комплексную переработку металлургических шлаков КЗФ.

Продукты переработки внедренной технологии могут эффективно использоваться и в других отраслях промышленности.

Необходимо отметить, что в настоящее время нет единой технологии переработки шлаков черной металлургии и приведенная выше техноло-

ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011 ―――――――――――――――― 73

гия не является универсальной, в каждом конкретном случае необходим индивидуальный подход. Опыт работы ОАО “Уралгипромез” позволяет не только подобрать оптимальные тех-

нологию и оборудование, но и выполнить про- ектно-изыскательские работы по данному направлению с участием института вплоть до ввода предприятия на проектные показатели.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Рытвин В. М., Перепелицын В. А., Абызов А. Л. Комплексная переработка ферросплавных алюминотермических шлаков // Огнеупоры и техническая керамика. 2008. № 10. С. 47 51.

2.Состав и свойства главных разновидностей алюминотермических шлаков ОАО “Ключевский завод ферросплавов” / В. А. Перепелицын, В. М. Рытвин, К. В. Кормина, В. Т. Игнатенко // Новые огнеупоры. 2006. № 9. С. 15 20.

3.Рентгенорадиометрическая сепарация отвальных шлаков на Ключевском заводе ферросплавов / В. М. Рытвин, С. И. Гильварг, В. Т. Игнатенко, Ю. О. Федоров, И. В. Кузьмин / Академия инженерных наук им. A.M. Прохорова РУО: Труды Междунар. научно-практич. конф. “Топливно-металлургический комплекс”. Т. 4. Ч. II. Екатеринбург: Изд-во “Инженерная мысль”. 2007. 144 148.

4.Рентгенорадиометрическое разделение минеральных и металлических фаз шлакового отвала Ключевской обогатительной фабрики / В. М. Рытвин, С. И. Гильварг, В. Т. Игнатенко, Ю. О. Федоров, B. C. Шемякин, С. В. Скопов // Материалы III Междунар. научно-технич. конф. “Рентгенорадиометрическая сепарация минерального сырья и техногенных отходов”. Екатеринбург, 2007. С. 33 37.

5.Кравченко И. В. Глиноземистый цемент. М.: Госстройиздат. 1961. 176 с.

6.Robson T. D. High alumina cements and Concretes / London: Contractora Record Limited. 1962. 421 р.

7.Кузнецова Т. В., Талабер Й. Глиноземистый цемент. М.: Стройиздат. 1988. 268 с.

74 ―――――――――――――――――ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011

ВЫСТАВКИ, КОНФЕРЕНЦИИ, СИМПОЗИУМЫ

А. Н. ЛОГИНОВ (ОАО “Новолипецкий металлургический комбинат”)

ПРОБЛЕМЫ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В СОВРЕМЕННЫХ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ РАБОТЫ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО И ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСОВ

(ОБЗОР ДОКЛАДОВ НА III МЕЖДУНАРОДНОМ КОНГРЕССЕ ПО АГЛОМЕРАЦИОННОМУ, КОКСОХИМИЧЕСКОМУ

И ДОМЕННОМУ ПРОИЗВОДСТВАМ) г. Ялта, октябрь 2010 г.

Целью конгресса являлось обсуждение инже-	ной информации о текущих инновационных ша-
нерных решений, обмен практическим опытом	гах по модернизации объектов доменного произ-
модернизации доменного производства, страте-	водства с повышением эффективности, улучше-
гические шаги по модернизации объектов до-	нием экологических показателей и безопасности
менного производства, представление актуаль-	производства.

Анализ показателей работы доменных цехов Украины

В. Н. Захарченко (ОП “Металлургпром”), Н. Н. Изюмский (Объединение производителей чугуна)

В первом полугодии 2010 г. предприятиями	четырех доменных цехах отрасли: ДМЗ им. Пет-
Украины в доменных цехах было выплавлено	ровского ( 1,78 %), ДМК им. Дзержинского ( 1,14 %),
13862,244 тыс. т чугуна, что на 1892,015 тыс. т,	Алчевский МК ( 1,78 %), “Азовсталь” ( 0,13 %).
или 15,8 % больше, чем за аналогичный период	Низкий уровень содержания железа во всей
2009 г. Рост выплавки чугуна имел место во всех	шихте отмечен на ММК им. Ильича (52,66 %) и
доменных цехах отрасли, кроме Алчевского МК	ДМК им. Дзержинского (53,03 %).
( 9,6 %) и ДМК им. Дзержинского ( 14,3 %). С	Со второго полугодия 2009 г. освоено вдува-
марта 2009 г. прекращена выплавка чугуна на	ние пылеугольного топлива (ПУТ) на доменных
Краматорском МЗ из-за отсутствия реализации	печах № 1 и 5 Алчевского МК. За 6 мес. 2010 г.
чугуна.	на Алчевском МК было вдуто ПУТ 46,1 кг/т чу-
За 6 мес. 2010 г. по сравнению с аналогичным	гуна. За 6 мес. 2010 г. в доменном цехе ЗАО
периодом 2009 г. выплавка передельного чугуна	“Донецксталь” МЗ” было вдуто ПУТ 133,3 кг/т
возросла на 1916,1 тыс. т, или 16 %. Рост темпе-	чугуна, что на 10,0 кг/т больше, чем за аналогич-
ратуры дутья имел место во всех действовавших	ный период 2009 г.
доменных цехах отрасли, кроме Енакиевского	Снижение удельного расхода скипового кокса
МЗ ( 4 С ), Алчевского МК ( 75 С) и ДМК	за 6 мес. 2010 г. по сравнению с 6 мес. 2009 г.
им. Дзержинского ( 9 С). Максимальная темпе-	при выплавке передельного чугуна имело место
ратура дутья в отрасли имела место в доменном	на всех металлургических предприятиях Ук-
цехе “Запорожстали” (1140 С) и ММК им. Иль-	раины, кроме Алчевского МК (+20,3 кг/т, или 4 %)
ича (1094 С), минимальная в ДЦ-1 “Арселор-	и ДМК им. Дзержинского (+22,0 кг/т, или 4,1 %).
Миттал Кривой Рог” (952 С) и Енакиевском МЗ	Наибольшего снижения расхода скипового кокса
(864 С).	на передельный чугун добились на Енакиевском
Содержание железа в доменной шихте в це-	МЗ ( 89,3 кг/т, или 13,8 %), “Азовстали” ( 117,2
лом по объединению в сравнении с показателем	кг/т, или 18,9 %), “АрселорМиттал Кривой Рог”
6 мес. 2009 г. возросло и составило 54,45 %. Со-	( 38,8 кг/т, или 7,8 %), ММК им. Ильича ( 57,1
держание железа в железорудной части шихты	кг/т, или 9,9 %), что в первую очередь связано с
(А + О + Р) увеличилось на 0,04 %. Высокое со-	увеличением расхода природного газа и темпе-
держание железа в железорудной части шихты	ратуры горячего дутья.
имело место в ЗАО “Донецксталь” МЗ” (60,25 %),	В первом полугодии 2010 г. эксплуатировалось
на “Азовстали” (59,50 %) и Енакиевском МЗ	31 из 38 доменных печей, находящихся на балансе
(58,72 %), что в основном определялось увели-	металлургических предприятий Украины. Использо-
чением доли окатышей в доменной шихте. Со-	вание мощностей за 6 мес. 2010 г. составило для
держание железа в доменной шихте снижено в
ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011 ――――――――――――――――		75

действовавших печей 79,3 %, с учетом находя-					мерационных фабрик металлургических пред-
щихся на балансе 66,5 %.					приятий Украины.
С целью экономии энергоресурсов в домен-					4. С целью экономии сырья и материалов
ном производстве предприятия планируют:					максимально использовать в доменной и агло-
1. Продолжить работы по проектированию,					мерационной шихте подготовленные железосо-
строительству и освоению в доменных цехах ус-					держащие отходы, топливные, флюсовые и дру-
тановок по вдуванию ПУТ в горн доменных пе-					гие добавки.
чей.					5. Пересмотреть технологические требования
2. На остановленных доменных печах и воз-					к железорудным материалам, углям для ПУТ и
духонагревателях		провести	запланированные		коксования, к показателям качества кокса как
ранее капитальные ремонты и реконструкции с					основным факторам, обеспечивающим возмож-
модернизацией оборудования и автоматизацией					ность ведения технологии производства чугуна с
доменного процесса.					высокими удельными расходами ПУТ.
3. Провести ускоренными темпами строи-
тельство, реконструкцию и модернизацию агло-
	Проблемы и решения производства доменного кокса требуемого качества
						В. И. Рудыка (Гипрококс)
Украина имеет		развитую	коксохимическую		вания или импортных углей не представляется
промышленность с более чем 130-летней исто-					возможным.
рией. Первые коксовые печи были построены в					Проведенными	исследованиями	и опытом
70-х годах прошлого века вместе с сооружением					производителей доменного кокса установлено,
доменных цехов в Донбассе и Приднепровье.					что для удовлетворения требований к его каче-
На 01.01.2010 г. коксохимические предпри-					ству необходимо соблюдать следующие принци-
ятия Украины имели 59 коксовых батарей, из них					пиальные положения:
55 действующих, с общей проектной мощностью					подбор оптимального марочного состава
27,6 млн т/год и производственной мощностью					угольной шихты для коксования (основной
24,2 млн т/год валового кокса 6 %-ной влажно-					путь);
сти.					технология подготовки угольной шихты
Коксохимические		предприятия		Украины	должна соответствовать ее оптимальному
имеют достаточно мощностей для удовлетворе-					марочному составу и иметь возможности
ния потребности собственной металлургии в					для надлежащего дробления, дозировки,
коксе, т. е. в количественном отношении на дан-					усреднения, а при необходимости для ис-
ный момент проблем нет, поэтому наиболее					пользования	прогрессивных технологий,
важными моментами являются:					направленных	на повышение	спекающей
	обеспеченность украинских производите-				способности углей;
	лей кокса надежной и проверенной техно-				установление и соблюдение оптимальных
	логической базой в сложившихся на рынке				режимов самого процесса коксования (тем-
	коксующегося угля и кокса условиях;				пературный и гидравлический режимы кок-
	удовлетворение возрастающих требований				совых печей, время коксования и т. п.);
	металлургов к качеству кокса;				дополнительная обработка кокса перед по-
	решение экологических проблем в усло-				дачей его в доменный цех (тушение сухим
	виях постоянно ужесточающихся требова-				способом в УСТК, механическая обра-
	ний к охране окружающей среды и вступ-				ботка).
	ления в силу международных соглашений				Основное внимание должно уделяться пер-
	(Киотского протокола и Рамочной конвен-				вым двум направлениям, связанным с угольной
	ции ООН по изменению климата).				сырьевой базой коксования.
В настоящее время мировым опытом дока-					Для украинских	производителей	проблема
зано, что в условиях широкого использования в					сырья для коксования на сегодня и на перспек-
доменном процессе ПУТ кокс должен не только					тиву остается весьма сложной, объясняемой
иметь низкую сернистость и высокие значения по					следующими факторами:
M10 и М25 (М40), но и обладать низкой реакцион-					дефицит коксующихся углей, прежде всего
ной способностью (CRI) и высокой прочностью					особо ценных марок средних (Ж и К) и вы-
(CSR) после реакции с CO2. Получить кокс					соких (ОС) стадий метаморфизма, вызван-
только из украинских углей, соответствующий					ный значительным снижением их добычи в
этим требованиям, без новых технологий коксо-					Донецком бассейне;
76	―――――――――――――――――ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011

рост в шихте для коксования доли недефицитных малометаморфизованных углей Донецкого бассейна (ДГ и Г) в связи со значительными их ресурсами и более благоприятными условиями добычи;

повышенное содержание серы в донецких углях (1 2,5 %) и необходимость добавки в шихту малосернистых углей извне;

потребность в увеличении импорта коксующихся углей.

На основе анализа современного положения коксохимического производства и его сырьевой базы, прогнозов развития металлургических технологий, рынков сбыта кокса Гипрококсом разработана концепция и главные направления развития и усовершенствования технологии коксования в коксохимической промышленности Украины на период до 2020 г.:

вместо двух-трех старых и морально изношенных коксовых батарей строительство новых батарей с печами объемом 41,3;

51,0; 63,4 м3 высотой не более 7 м (без применения дорогого ступенчатого подвода газа и воздуха на обогрев), шириной 450 500 мм с комплексом экологических мероприятий;

техническое перевооружение действующих коксовых батарей с внедрением энергосберегающих и природоохранных мероприятий;

широкое внедрение технологии сухого тушения кокса со строительством новых установок производительностью одной камеры до 200 т/ч кокса;

применение технологий, направленных на расширение сырьевой базы коксования и повышение качества кокса путем избирательного измельчения шихты с пневмомеханической сепарацией, трамбование угольной шихты перед загрузкой в камеру коксования, брикетированиеугольнойшихты.

Освоение работы ДП № 5 ОАО “Енакиевский металлургический завод”

В. П. Падалка (ОАО “Енакиевский металлургический завод”)

На Енакиевском металлургическом заводе в июне 2007 г. введена в эксплуатацию после реконструкции доменная печь (ДП) № 5. На ней проводятся эксперименты с использованием в шихте сырьевых материалов улучшенного качества. Эксперименты показали, что повышение качества шихтовых материалов является существенным резервом улучшения показателей работы ДП № 5.

Данная доменная печь имела объем 1033 м3 и была остановлена в 1996 г. по техническому состоянию. Работы по реконструкции ДП № 5 были начаты в 2004 г. Генпроектировщиком являлся институт “Укргипромез”. Новая доменная печь имеет объем 1513 м3. Заложенные технические решения позволяют утверждать, что после реконструкции ДП № 5 является одной из самых современных печей на Украине.

Шихтовые материалы в скипы доменной печи подаются конвейерами. Предусмотрен отсев мелочи из агломерата и окатышей. На коксовых грохотах выделяется скиповый кокс, коксовый орешек и коксовая мелочь.

На печи установлен двухконусный засыпной аппарат с подвижными плитами колошника. Загрузочное устройство полностью изготовлено в Украине. Двухконусный засыпной аппарат изготовил “Азовмаш”, а подвижные плиты колошника“Днепрогидромаш”. Это первое загрузочное устройство такого типа, произведенное в Украине и впервые установленное на украинской доменной печи.

Футеровка металлоприемника комбинированная и состоит из графитизированных и углеродистых блоков, а также огнеупоров МЛЛД. Основная масса огнеупорных изделий китайского производства. Шесть рядов наиболее ответственных радиальных блоков являются микропористыми углеродистыми блоками производства Японии. Шахта доменной печи зафутерована жаропрочным бетоном фирмы Calderys.

На ДП № 5 установлены плитовые холодильники, выполненные из модифицированного чугуна с шаровидным графитом. Охлаждение доменной печи комбинированное: донышко, лещадь и горн охлаждаются химически очищенной водой в замкнутом контуре, а шахта имеет испарительное охлаждение. Следует отметить, что шахта доменной печи не имеет неохлаждаемой зоны по всей высоте шахты установлены холодильники.

Доменная печь имеет литейный двор с крытыми желобами. Зафутерованы желоба современными желобными массами. На первом этапе поставщик огнеупорных масс фирма Calderys. Машины для вскрытия и закрытия чугунных леток гидравлические производства “Днепрогидромаш”. ДП № 5 оснащена тремя воздухонагревателями фирмы “Калугин”, которые в состоянии поддерживать температуру горячего дутья на уровне 1200 1250 С.

В перспективе планируется оснастить доменную печь оборудованием для подачи в дутье ПУТ.

ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011 ―――――――――――――――― 77

В шихте ДП № 5 используется сырье, произ-	ные показатели на ДП № 5 были достигнуты в
водимое на Украине. Согласно проектным пока-	феврале 2008 г.
зателям, которые учитывают качество шихтовых	Проведенные эксперименты по использова-
материалов, производительность доменной печи	нию в шихте ДП № 5 кокса улучшенного качества
составляет 1050 тыс. т/год чугуна при удельном	(CSR = 51 56 %) показали, что повышение каче-
расходе сухого скипового кокса 466 кг/т и удель-	ства сырьевых материалов является огромным
ном расходе природного газа 110 м3/т. Проект-	резервом увеличения технико-экономических по-
	казателей ДП № 5.

Проекты, технологические решения и оборудование фирмы Paul Wurth

Ш. Кёллер, М. Суворов, Р. Михин (фирма Paul Wurth, Люксембург)

В 2010 2012 гг. в мире будет пущен целый ряд новых современных доменных печей. Основная тенденция состоит в том, чтобы вводить в строй современные агрегаты, соответствующие последнему слову науки и техники. Они должны быть рассчитаны на обеспечение длительной кампании печи, эффективное использование энергии и сырья, ослабление воздействия на окружающую среду. Кроме того, в центре внимания наиболее безопасные условия для персонала, надежность оборудования и технологического процесса.

Технологические особенности и технические решения, примененные на этих новых печах, включают:

энергоэффективное производство горячего дутья (блока воздухонагревателей с утилизацией тепла дымовых газов);

сокращение потерь тепла и увеличение надежности всей системы подачи горячего дутья (от клапанов воздухонагревателей до фурменных приборов и фурм);

шихтоподачу с возможностью быстрой адаптации к требованиям процесса (отсеивание мелочи и разделение по фракциям);

загрузку с помощью бесконусного загрузочного устройства для обеспечения контролируемого распределения шихты по сечению печи и управления процессом “сверху”;

применение угольной пыли как наиболее признанного дополнительного топлива, вдуваемого в воздушные фурмы;

тонкостенные шахты с вертикальными плитовыми холодильниками по всей высоте (включая медные в высокотемпературных зонах и чугунные с защитой от абразивного износа), охлаждаемые в замкнутом контуре;

применение концепций футеровкиохлаждения и материалов для горна и лещади, рассчитанных на длительную кампанию;

увеличенную глубину зумпфа, практику выпусков в соответствии с концепцией сухого горна, главные горновые желоба ванного типа, концепцию плоского литейного двора

и полностью гидравлическое оборудование для обеспечения стабильности и воспроизводимости горновых работ и качества чугуна;

расширенное использование КИП и средств мониторинга/анализа процесса (зондов) вместе с системой автоматизации, математическими моделями и экспертными системами для обеспечения высокого качества ведения доменной плавки (с использованием искусственного интеллекта);

придоменную грануляцию шлака в компактных установках (с ограничением воздействия на окружающую среду и эффективной техникой обезвоживания) как стандартный способ получения продукта с высокой добавленной стоимостью (стекловидный шлаковый песок) для дальнейшего использования (безотходное производство);

эффективные системы аспирации шихтоподачи и литейного двора;

системы очистки колошникового газа, обеспечивающие контролируемую степень улавливания и, как следствие, возможность применения адекватных методов утилизации пыли и шламов и идеально подходящие для совместной работы с ГУБТ;

утилизацию потенциальной энергии высокого давления колошникового газа с помощью расширительной турбины (ГУБТ);

подачу холодного дутья с параметрами, гибко адаптируемыми под изменяющиеся условия работы печи и воздухонагревателей (воздуходувка с соответствующей ар-

матурой).

На этих и подобных им концепциях базируются комплексы доменных печей, проектируемые, возводимые или находящиеся в настоящее время на стадии пусконаладки в Бразилии

(ThyssenKrupp Steel CSA, Vallourec & Sumitomo), Южной Корее (Hyundai Steel Corp.), Индии (Tata Steel, SAIL Bokaro, RINL Visakhapatnam, Bhushan Steel), России (НЛМК) и Казахстане (“АрселорМиттал Темиртау”).

Практическое использование современных решений и технологий позволяет получать про-

78 ―――――――――――――――――ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011

дукцию на меньшем количестве высокоэффек-	шее воздействие на окружающую среду в рас-
тивных предприятий, обеспечивающих более	чете на 1 т произведенной стали.
низкое удельное потребление энергии и мень-

О комплексном подходе при вдувании ПУТ в доменные печи

К. Ш. Тирьён, Л. Шмит, М. Суворов, Р. Михин (фирма Paul Wurth, Люксембург)

За последние 30 лет технология вдувания	дительность и высокая степень использования
ПУТ была внедрена на большинстве доменных	газа достижимы при соблюдении особых условий
печей мира, главным образом среднего и боль-	и требований. В силу сложности и комплексности
шего объема, что позволило компенсировать	доменного процесса данные требования не еди-
высокую стоимость и ограниченную доступность	ничны и касаются в первую очередь оборудова-
кокса.	ния и характеристик сырья, однако параметры
На начальном этапе ПУТ в основном исполь-	работы печи также имеют значение.
зовалось для замещения вдувания мазута, что	Важнейшие требования к оборудованию
на тот момент было общераспространенной	стабильный и эффективно контролируемый рас-
практикой на многих металлургических предпри-	ход ПУТ, равномерное распределение угля по
ятиях мира. Потребность в заменителе мазута	фурмам и оптимальная конструкция копья для
резко возросла вследствие так называемого	вдувания. Применительно к работе доменной
второго нефтяного кризиса в 1979 1980 гг. В те-	печи первостепенное значение имеет оборудо-
чение короткого периода во многих регионах	вание для обеспечения заданного распределе-
были достигнуты уровни вдувания ПУТ до 150	ния газа по сечению.
кг/т чугуна, в первую очередь в Японии и Запад-	Наиболее важными и часто обсуждаемыми
ной Европе, благодаря проведенным исследова-	требованиями к сырью являются типы и харак-
ниям, направленным на лучшее понимание про-	теристики угля и кокса, качество железорудного
цесса газификации ПУТ. Появилась возможность	сырья, удельный выход шлака.
с успехом вдувать уголь широкого диапазона	Для обеспечения постоянного уровня вдува-
марок и качества в доменные печи разной конст-	ния ПУТ около 200 кг/т чугуна необходимо обес-
рукции и при различных условиях эксплуатации.	печить определенные параметры дутья на фур-
Как показывает продолжительный опыт при-	мах и эффективное управление распределением
менения данной технологии, большая произво-	шихтовых материалов на колошнике.

Модернизация действующих доменных цехов Украины

Достичь высоких показателей, используя имеющийся на Украине парк доменных печей, устаревших конструктивно и изношенных по состоянию, весьма проблематично. Выход строительство новых доменных печей и модернизация существующих.

Доменный отдел ГП “Укргипромез” за последние пять лет участвовал в создании проектов реконструкций 10 доменных печей Украины, а именно: ДП № 6 и 2 “Азовстали”; ДП № 2 и 3 “Запорожстали”; ДП № 7 ДМК им. Дзержинского; ДП № 5 и 3 Енакиевского МЗ; ДП № 8 и 6 “АрселорМиттал Кривой Рог”, также заканчивается строительство установки вдувания ПУТ на “Запорожстали”.

В достаточной мере применяются и используются современные технические решения при проектировании доменных печей, что позволяет говорить о реальном переоснащении доменного производства Украины современными агрегатами; и невысокая производительность их (в сравнении с зарубежными печами) лежит не в плоскости конструктива, а в плоскости обеспече-

В. Н. Панин (ГП “Укргипромез”)

ния печей качественными железорудным сырьем и топливом.

Очень часто при определении необходимого объема ремонтных работ заказчик идет на то, что в целях экономии средств сохраняет определенный объем металло- и железобетонных конструкций в существующем виде и в лучшем случае ремонтирует их. И служат эти конструкции и третий, и четвертый сроки своей эксплуатации, сдерживая в то же время развитие печи или ее объектов. Потому что если не задаваться “латочным” ремонтом и не сохранять сомнительного качества конструкции, а снести всю печь, то куда более смело можно было бы внедрять современные, передовые решения как по собственно печи, так и по литейному двору, по блоку кауперов и пр. Хороший пример этому Енакиевский МЗ, на котором пошли на то, чтобы снести старые печи и вместо них построить две совершенно новые, с новыми литейным двором, блоком бесшахтных воздухонагревателей, пылеуловителем и технологической газоочисткой.

ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011 ―――――――――――――――― 79

Комплексное проектирование установок вдувания пылеугольного топлива в России

Актуальность внедрения технологии вдувания ПУТ в настоящее время не вызывает сомнения. Эффективность внедрения технологии складывается из двух факторов:

экономия расхода кокса за счет увеличения количества вдуваемого топлива по отношению к природному газу:

экономия за счет ценовой разницы природного газа и угля. Для российских объектов в настоящее время средний срок окупаемости составляет два три года. Исходя из долгосрочного плана увеличения стоимости природного газа до мирового уровня следует ожидать снижения сроков окупаемости. В связи с этим практически все металлургические заводы с полным циклом либо осуществляют программу строительства установок, либо планируют заниматься вдуванием ПУТ

вближайшие годы.

“Метпромпроект” участвует в проектировании всех установок вдувания ПУТ на территории России. Объекты находятся на разной стадии осуществления:

А. Е. Лазуткин (“Метпромпроект”)

НЛМК. Доменный цех № 1. Проектирование закончено, оборудование закуплено и поставлено, ведется строительство;

НЛМК. Доменный цех № 2. Проектирование закончено, оборудование закуплено и поставлено, строительство начнется после пуска ДП № 7;

НТМК. Ведется проектирование, оборудование закуплено, ведется строительство с пуском первой очереди в 2011 г.;

ЗСМК. Ведется проектирование, оборудование закуплено, ведется строительство с пуском в 2012 г;

“Северсталь”. Контракт с “Метпромпроектом” на проектирование остановлен в связи с кризисом.

На остальных заводах пока решение о внедрении не принято и ведется изучение вопроса. Все установки на территории России до настоящего времени возводятся на основе технологии

иоборудования фирм Paul Wurth и LOESHE.

Современное оборудование литейного двора и зондово-измерительные системы для оптимизации производительности доменной печи

Стремясь к непрерывному снижению затрат на производство чугуна, необходимо постоянно повышать производительность, оптимизировать расход железорудного сырья и топлива, добиться высокого качества чугуна при низкокачественном исходном сырье, а также продлить кампанию доменной печи. Для достижения этих целей доменный процесс следует контролировать и тщательно моделировать.

Измерительная техника фирмы ТМТ позволяет надежно следить за процессами, происходящими в печи, и с помощью АСУТП достичь оптимального режима работы.

Для контроля технологического процесса фирма ТМТ предлагает следующее оборудование, устанавливаемое на различных горизонтах доменной печи: радарный зонд для измерения уровня и скорости опускания шихты; свеча для сжигания доменного газа при остановках печи; стационарный зонд над уровнем засыпи для измерения температуры и давления, а также для отбора проб газа; профилемер над уровнем засыпи для измерения профиля засыпи, скорости опускания шихты, моделирования слоев шихты, траекторий падения материалов, а также для измерения температуры, давления и для отбора

К. Бодевинг, Л. Кудрявцева (фирма ТМТ)

проб газа; передвижной зонд над уровнем засыпи для измерения температуры, давления, для отбора проб газа и определения траекторий падения материалов; горизонтальные зонды для измерения температуры и давления, отбора проб газа и для измерения структуры слоев столба шихты.

Оборудование литейного двора представлено машиной для забивки летки, машиной для вскрытия летки, комбинированными машинами для забивки и вскрытия летки, манипуляторами для укрытий желобов, качающимися желобами.

Помимо приведенного оборудования фирма ТМТ предлагает оборудование и услуги: сенсорные зонды для материала; зонды для воздушных фурм; механические зонды для измерения уровня засыпи; устройства для отбора проб материала; измерение траекторий падения материала; измерение уровня заполнения чугуновозов.

С помощью современных методов конструирования создается оборудование, оправдывающее себя в тяжелых условиях доменного производства. На первом месте стоят надежно работающие системы и высокая степень автоматизации.

80 ―――――――――――――――――ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011

Концепция TRB для защитного слоя главного желоба доменной печи

	Dominique Eurin (фирма TRB, Франция)
Для желобов предлагается футеровка, обес-	В каждом отдельном случае проектное бюро
печивающая долгий срок службы и безопас-	определяет форму блоков, расположение в же-
ность, позволяющая сократить количество про-	лобе, количество, качество используемых бето-
межуточных ремонтов.	нов, а также метод применения.
Ряды блоков арматурного слоя легко и бы-	Результатом применения этих двух правил
стро устанавливаются. Предварительно изготов-	является превосходная	термомеханическая
ленные на заводе, блоки арматурного слоя по-	стойкость желоба и, в частности, уменьшение
зволяют обеспечить защиту желоба в случае	нагрузок, производимых арматурным слоем на
прогара рабочего слоя, а их размеры оптимизи-	рабочий слой.
рованы для обеспечения термомеханической	Очевидно, что вторым ключевым элементом,
стойкости рабочего слоя.	обеспечивающим стойкость	главного желоба
Строгий контроль во время их изготовления и	доменной печи, является бетон рабочего слоя,
сушки позволяет обеспечивать одинаковые раз-	который изготавливает, поставляет и инсталли-
меры и качество.	рует фирма TRB.

Эволюция дизайна горна доменной печи

Rory McNally (фирмы Savoie Refractories, Saint-Gobain, Франция)

Проблемы, возникающие выше уровня фурмы, можно решать при минимальном вмешательстве в процесс, чего нельзя сделать при проблемах с горном. Специалисты в Savoie Refractories/Saint-Gobain, опираясь на свой опыт в проектировании и строительстве доменных печей, развернули исследовательскую программу (которая продолжается и в настоящее время) и в 1984 г. создали первую технологию Ceramic Cup (“керамический горн”).

Основные изменения относятся к качеству углерода, что почти одновременно привело к получению более мелких пористых структур (минимизации пригара) и примешиванию керамики (для улучшения эрозионной устойчивости). Была признана важность наморозки защитного слоя на

рабочую сторону углеродистого блока, что привело к дальнейшим изменениям его качества (более высокая проводимость при лучшей эрозионной устойчивости, чем у графита) и перерасчету оптимальной толщины стенок.

В докладе обобщено развитие устройства горна, объясняется, почему была разработана технология Ceramic Cup и как эволюционировало устройство горна в течение последних 25 лет. Кроме того, описана тенденция использования технологии Сеramic Cup вместе с результатами и изотермами, приведенными в справочных материалах. Объяснено и показано в численном выражении, каким образом при использовании Ceramic Cup повышается эффективность работы.

Современный дизайн футеровки металлоприемника доменной печи

С. В. Шалимов (Sojitz Ject, Московское представительство)

Обозначены основные требования, предъявляемые к углеродистой футеровке металлоприемников доменных печей: стойкость к коррозии металлом, высокая теплопроводность, стойкость к инфильтрации продуктами плавки, стойкость к щелочам, к деформации и растреcкиванию.

В докладе коротко обобщены следующие вопросы:

эволюция дизайна углеродистой футеровки металлоприемников;

основные концепции: футеровка металлоприемника с использованием малогабаритных огнеупорных кирпичей футеровка металлоприемника с применением крупногабаритных микропористых углеродистых

блоков; принцип работы футеровки на гарнисаже, уменьшение толщины углеродистой кладки, снижение термических напряжений, решение проблемы разгара в районе стыка горна и лещади, решение проблемы образования охрупченного слоя, удобство монтажа;

увеличение срока службы металлоприемника при соблюдении проектных показателей производительности и использования ПУТ;

дизайн, огнеупорные материалы, условия эксплуатации доменной печи, используемое сырье и качество монтажа как ос-

ОАО «Черметинформация» • Бюллетень «Черная металлургия» • 1• 2011 ―――――――――――――――― 81