Файл: Сырьевая база и подготовка материалов к металлургическому переделу.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Донбасский государственный технический

университет

С.Н.Петрушов

СЫРЬЕВАЯ БАЗА

И ПОДГОТОВКА материалов

к металлургическому переделу

Учебное пособие

Алчевск 2009

УДК 669.18
УДК 669. 162.1 Рекомендовано

Ученым Советом ДГМИ

ББК К3-3 Протокол № 5 от27.06.2001г.

П 31
Рецензенты:
С.Л.Ярошевский – докт.техн.наук, проф. (ДонТУ)

И.И. Ровенский – кандидат техн. наук, доцент

Петрушов С.Н. Сырьевая база и подготовка материалов к П 29 металлургическому переделу: Учеб. пособие для ВУЗов. П31

– Алчевск: ДонГТУ, 2009.–237 с.
ISBN 966-7560-42-2

Изложены общие сведения о железе, краткая история развития металлургии в Украине, описаны железные и марганцевые руды, флюсы, заменители руд и флюсов, предварительная подготовка руд и флюсов к доменной плавке, грохочение, обогащение, усреднение материалов, топливо.
Табл. 25 Ил. 37 Библиогр. назв. 16
УДК 669.18

ББК КЗ - 3
У навчальному посібнику викладено загальні відомості про залізо, стисла історія розвитку металургії в Україні, описані залізні і марганцеві руди, флюси, замінники руд і флюсів, попередня підготовка руд і флюсів до доменної плавки, просівання, збагачення, усереднення матеріалів, паливо.
ISBN 966-7560-42-2 С.Н.Петрушов, 2009

ДонГТУ, 2009
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................5

1 Общие сведения о желЕзе.........................................................10

1.1 Железо в земной коре.........................................................................11

1.2 Железо в морях и океанах..................................................................12

1.3 Железо в живой природе....................................................................12

1.4 Железо в космосе................................................................................13

5. 
   Краткая история возникновения и развития черной
   

металлургии………………………………………………………...14

1.6 Возникновение и развитие металлургии в Украине........................17

2 ЖЕЛЕЗНЫЕ И МАРГАНЦЕВЫЕ РУДЫ.............................................48

2.1 Железные руды....................................................................................48

2.2 Характеристика запасов железных руд……………………………..54

---

2.3 Месторождения железных руд...........................................................56

2.4 Физические и химические свойства руд, категории запасов...........73

2.5 Марганцевые руды..............................................................................78

3 ФЛЮСЫ, ЗАМЕНИТЕЛИ РУД И ФЛЮСОВ. Другие

материалы......................................................................................83

3.1 Разжижители и шлакообразующие материалы.................................93

3.2 Заменители руд и флюсов...................................................................95

3.3 Бентонит...............................................................................................98

4 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА РУД И ФЛЮСОВ

К ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ......................................................................99

4.1 Цель и методы подготовки шихты.....................................................99

4.2 Дробление и измельчение материалов.............................................101

5 ГРОХОЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ.............................................120

5.1 Цель и способы сепарации сыпучих материалов по крупности....120

2. 
   Грохоты...............................................................................................122
   

3. Технологические схемы дробления и измельчения........................132

5.4 Классификация...................................................................................134

5.5 Классификаторы................................................................................139

6 ОБОГАЩЕНИЕ....................................................................................142

6.1 Магнитное обогащение....................................................................151

---

6.2 Обезвоживание концентратов.........................................................156

6.3 Обжиг железных руд........................................................................157

7 Усреднение материалов, ПОНЯТИЯ ОДНОРОДНОСТИ

И УСРЕДНЕННОСТИ СМЕСИ СЫПУЧИХ РАЗНОРОДНЫХ

МАТЕРИАЛОВ.....................................................................................159

8 ТОПЛИВО.............................................................................................172

1. Твердое топливо.................................................................................172

8.2 Производство кокса...........................................................................174

8.3 Угольная промышленность Украины..............................................176

8.4 Краткая характеристика основных угольных бассейнов................180

8.5 Оценка спекаемости углей................................................................183

8.6 Составы угольных шихт для коксования.........................................187

8.7 Расчет показателей качества шихты................................................187

8.8 Влияние состава и свойств шихты на качество кокса....................189

8.9 Производство кокса...........................................................................190

8.10 Качество металлургического кокса................................................202

8.11 Другие виды топлива.......................................................................221

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА........................................................232

ПРИЛОЖЕНИЕ А……………………………………………………….234
ВВЕДЕНИЕ

Горно-металлургический комплекс Украины (ГМК) объединяет около 300 предприятий, в том числе 14 металлургических комбинатов и заводов, 7 трубных, 13 коксохимических и 13 заводов огнеупоров, 26 горнорудных предприятий, 3 завода ферросплавов, 25 предприятий вторчермета и ряд других. Объем продукции комплекса в последние годы увеличивается, возрастает и объем экспортных поставок. Важнейшим преимуществом черной металлургии Украины является ее обеспеченность собственными запасами железных и марганцевых руд и коксующегося угля мирового значения, разведанные запасы которых обеспечивают на обозримый период не только потребности страны, но и экспорт значительного объема продукции.

Предприятия комплекса являются, как правило, градообразующими для большинства городов Донбасса и Приднепровья, что делает их решающим фактором социальной стабильности в этих главных индустриальных регионах страны.

Производственные мощности заводов черной металлургии, составляющие около 50 млн.т готовой стали в год, в настоящее время используются не в полной мере. Поэтому организация полного использования этих мощностей является важной государственной задачей.

---

Учитывая большие возможности ГМК в развитии экономики Украины, следует отметить и значительные трудности в решении этой задачи, которые определяются следующими обстоятельствами:

– технологическая структура нашей черной металлургии вследствие ошибок в технической политике прошлых лет и непродуманном распределении капиталовложений отстала от современной на 20- 30 лет. В доменном производстве используются шихтовые материалы низкого качества и природный газ, и не используются заменители металлургического кокса. До сих пор почти половина стали производится в мартеновских печах и около 50 % ее разливается в изложницы, в то время как на передовых заводах эти технологии давно ликвидированы. Недопустимо отстала внепечная обработка металла. Все это повышает удельные расходы топлива, энергии и материалов на 30-60 % против достигнутых на современных металлургических заводах;

– старение основных фондов комплекса достигло опасных пределов. Сверхнормативного срока эксплуатации уже достигли более 54 коксовых батарей, 90 % доменных печей, 87 % мартеновских печей, 26 % конвертеров, около 90 % прокатных станов. На оборудовании со сроком службы выше нормативного производится около 50 % всей металлопродукции;

– структура сортамента и качество металлопродукции несовершенна и не отвечает требованиям внутреннего и внешнего рынков: недостаточно производится легированных, жаростойких, нержавеющих и других сортов стали, тонкого листа, жести, комбинированного проката и т.д.;

– резкое сокращение финансирования научно-исследовательских институтов и вузов, проектно-конструкторских организаций привело к свертыванию работ по научно-техническому развитию ГМК и ориентированию производственных организаций на зарубежные разработки и предложения, росту зависимости от иностранных фирм и разрушению собственного научно-технического потенциала, потере экономической независимости;

– работа в новых условиях, расширение самостоятельности отдельных предприятий и организаций потребовали от работников всех уровней новых знаний и опыта предприятия правильных организационных и технических решений. Это требует неотложной организации четкой системы переподготовки и повышения квалификации руководителей всех уровней.

Разработанный в 1997 году проект Национальной Программы развития ГМК до 2010 года требует существенной доработки в соответствии с новыми требованиями и стратегией развития экономики Украины.

---

Несмотря на отмеченные трудности ГМК и, прежде всего, черная металлургия расширяют экспорт своей продукции, стоимость которой уже составляет 40 % всех экспортных поступлений страны.

В сложившихся условиях черная металлургия является главной базовой и экспортообразующей отраслью страны, которую вместе с металлопотребляющими отраслями – судостроением, тяжелым и транспортным машиностроением, энергетическим машиностроением и другими – необходимо сделать основой экономической независимости и базой создания и развития собственных наукоемких и высокотехнологических производств и эффективной экономики.

По возможному объему производства металлургия Украины входит в первую пятерку стран мира. Годом максимального производства был 1988 год. В этом году было произведено: чугуна – 47416, стали – 53856, готового проката – 39796, труб – 7157 тыс.т.

Общий экономический кризис в Украине в полной мере отразился и на черной металлургии. Загруженность производственных мощностей составила в 1997 г. 40-50 %. Обобщенный показатель – рентабельность реализованной продукции за период 1991-1996 гг. составил: 1991 г. – плюс 20 %; 1992 г. – плюс 38 %; 1993 г. - плюс 40 %; 1994 г. – плюс 20 %; 1995 г. – плюс 7 %; 1996 г. – минус 0,1 %.

В 1996 г. в Украине было выплавлено 22 млн.т стали и выпущено 18 млн.т проката. Следует отметить, что падение производства в металлургии меньше, чем в других отраслях, что объясняется высокой долей экспорта: 1994 г. – 64 %: 1995 г. – 57,5 %; 1996 г. – 56,5 % от общего объема производства. В последние же годы наблюдается подъем неметаллургического производства. Так в 2007 г в Украине было произведено 43 млн.т агломерата и 20 млн.т окатышей, 31 млн.т чугуна и 38,7 млн. т стали. По данным Международного института чугуна и стали, Украина в 2005-2006 г.г. занимала 8 место в мире по объемам производства стали с показателем 38,6 млн.т и 40,9 млн.т соответственно. В 2007 г – 45,0 млн.т агломерата, 22,0 млн.т окатышей, 35,6 млн.т чугуна и 43,0 млн.т стали. В 2008 г планируется увеличить выплавку стали до 46 млн.т, чугуна до 38 млн.т.

Рентабельность металлургического производства повысилась до 30 %.

По данным «Металлургпрома» структура себестоимости товарной продукции такова: железорудное сырье 18,8 %; зарплата с начислениями 4,9 %; ферросплавы 4,2 %; энергозатраты 9,7 %; огнеупоры 2,2 %; стальной лом 7,1 %; подрядчики 2 %; прочее 13,9 %.

Главный поставщик железорудного сырья в Украине – Криворожские рудники. Их запасов хватит на долгие годы. Содержание железа в руде 35-50 %. То есть потенциально Криворожский бассейн может полностью удовлетворить потребности металлургов. Однако все действующие установки обогащения, окомкования, агломерации устарели и не могут обеспечить доменные печи сырьем требуемого качества, стоимость же его на уровне мировых цен. Угли Донбасса в большинстве своем для коксования мало пригодны.

---