сти, наиболее экономически целесообразной представляется техно логическая схема производства нержавеющей стали с применением вакуумирования. Капиталоемкость стали при этой технологии на 3,6—12,9% ниже. Приведенные затраты (табл. 98), являющиеся кри терием эффективности, в данном случае оказываются ниже по срав нению с другими технологическими схемами на 1,8—5,6%.
В связи с этим технологическая схема производства нержаве ющих сталей, предполагающая применение вакуумирования для глу бокого обезуглероживания металла, принята в качестве лучшего ва рианта дуплекс-процессов.
Экономическая эффективность производства нержавеющей стали в различных сталеплавильных агрегатах
Наряду с дуплекс-процессами выплавка нержавеющих сталей мо жет осуществляться непосредственно в кислородных конвертерах и в электропечах. Процесс в конвертере невозможен без поступле ния тепла извне, поэтому в данном случае возникает необходимость использования в конвертерах топлива либо в виде кремне- и углеродсодержащих материалов, либо природного газа или мазута.
Ранее было показано, что производство нержавеющей стали в конвертерах с применением в качестве топлива ферросилиция не име
ет преимуществ перед |
ее производством в электропечах (гл. I I I ) . |
Поэтому в приводимом |
ниже сравнительном анализе эффективно |
сти выплавки нержавеющей стали в различных сталеплавильных аг регатах рассматривается лишь вариант передела в конвертерах с применением газо-кислородных горелок. Применению газообразного топлива отдается предпочтение в связи с более высокими скоростя ми его взаимодействия с кислородом.
Технология выплавки нержавеющей стали в конвертерах с при менением газо-кислородных горелок мало чем отличается от техно логии выплавки в них рядовых марок сталей. После относительно
быстрого нагрева хромоникелевых |
отходов1 до |
температуры поряд |
ка 1315°С производится заливка |
в конвертер |
обычного передель |
ного чугуна с присадками шлакообразующих и легирующих мате риалов. Далее продолжается нагрев шихты до полного расплавле ния лома. После этого подача топлива прекращается, производится частичное или полное удаление шлака и наведение посредством при садок извести нового. Затем расплав продувается технически чистым кислородом с положением фурмы, обеспечивающим оптимальные ус ловия удаления из металла углерода, кремния и серы. По достиже нии заданного содержания углерода в металле продувка прекраща ется. Посредством присадок хромоникелевых отходов производится
коррекция температуры металла, а его химический |
состав |
коррек |
тируется присадками ферросплавов. |
|
|
|
По достижении заданных состава и температуры металла плав |
ка выпускается в разливочный ковш с присадками |
раскислителей. |
Потребность в |
хроме при |
этой технологии |
покрывается присадками |
хромовой руды |
в |
период |
продувки ванны |
кислородом. |
|
1 Количество |
отходов |
может варьироваться в |
довольно |
широ |
ких пределах — от 30 до 70%. |
|
|
|
Т а б л и ц а 99. Производственно-технические показатели при выплавке нержавеющей стали в различных сталеплавильных агрегатах
|
Передел хромо - |
Выплавка стали |
|
никелевого по |
в |
кислородных |
|
лупродукта в |
|
конвертерах |
П о к а з а т е ли |
кислородных |
с |
использованием |
|
конвертерах с |
г а з о - к и с л о р о д - |
|
последующим |
ных горелок |
|
вакуумированием |
|
|
Выплавка стали в дуговой
эл е к т р о печи
|
Число и емкость |
агрега |
3X100—130 |
4X100—130 |
9X100 |
|
тов в цехе |
|
|
|
Продолжительность |
1,28 |
2,15 |
5,25 |
|
Стойкость |
|
футеровки, |
|
|
390' |
350 |
— |
|
Длительность |
холодного |
|
|
|
|
|
ремонта, |
сутки . . . . |
3 |
3 |
— |
|
Удельные |
текущие про |
0,10 |
0,10 |
0,03 |
|
стои, сутки/сутки . . . |
|
Масса плавки, г . . . |
115 |
115 |
100 |
|
Баланс времени |
работы, |
|
|
|
|
сутки: |
|
|
|
365 |
365 |
365 |
|
календарное |
время . |
|
холодные |
ремонты . |
42,21 |
25,16 |
12,15 |
|
текущие простои . . |
22,12 |
10,86 |
9,35 |
|
фактическое |
время . |
79,46 |
69,09 |
— |
|
221,21 |
262,89 |
343,50 |
|
Годовая |
производитель |
|
|
|
|
ность, тыс. г: |
|
|
475,7 |
337,5 |
157,0 |
|
одного |
агрегата . . |
|
|
|
|
|
1427,2 |
1350,0 |
1413,0 |
|
Технология |
выплавки |
нержавеющих |
сталей в электропечах об |
щеизвестна и поэтому нет необходимости в ее рассмотрении.
Для обеспечения сопоставимости условий в сравнительном ана лизе эффективности годовой объем производства цехов с различны ми агрегатами принят одинаковым и равным 1,4 млн. т. Производст венно-технические показатели при этом представлены в табл. 99. Указанная годовая производительность достижима при наличии в составе сталеплавильного цеха четырех конвертеров, оборудованных газо-кислородными горелками, или девяти 100-т дуговых электро печей.
При применении топливных горелок продолжительность отдель ных периодов цикла конвертерной плавки установлена по опублико ванным данным о зарубежном опыте и отчетным данным. Продол
жительность периода нагрева скрапа установлена |
расчетом, |
исходя |
из мощности горелки 5-106 |
ккал/ч, |
термического |
к. п. д. |
горелки |
0,45 и потребности в тепле |
на обеспечение нагрева |
скрапа |
до тем- |
пературы 1315° С. Молярное |
|
отношение |
кислорода |
к |
топливу |
в га |
зовой |
смеси принято |
равным |
1,0 : 1,8. |
|
|
|
|
|
С |
учетом |
этого |
продолжительность |
периодов |
и |
цикла |
плавки |
в целом составляет, мин: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Завалка |
легированных |
отходов |
|
|
|
3 |
|
|
Прогрев |
отходов |
до |
1315° С |
|
|
|
45 |
|
|
Заливка |
чугуна |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
Удаление и наведение нового шлака |
|
|
15 |
|
|
Продувка технически |
чистым кислородом . . |
. |
48 |
|
|
Повалка, отбор проб, контроль температуры . |
. |
7 |
|
|
Выпуск |
металла |
и шлака |
|
|
|
7 |
|
|
Межплавочный |
|
простой |
|
|
|
2 |
|
|
|
И т о г о |
|
|
|
|
|
|
129 |
Как и в предыдущих случаях, стойкость футеровки конвертеров |
установлена в |
соответствии |
с |
изменением технологических |
парамет |
ров процесса в условиях применения газо-кислородных горелок. По казатели работы электропечей при производстве нержавеющей стали приняты фактическими скорректированными на нормальные усло вия работы агрегатов.
С учетом выше изложенного в табл. 100 приведены сопостави мые показатели себестоимости нержавеющей стали, получаемой в различных сталеплавильных агрегатах.
Минимальные затраты на шихту имеют место при |
выплавке |
нержавеющей стали в конвертерах |
из хромоникелевого полупродук |
та с применением вакуумировапия. |
Для этой технологии |
характер |
но поступление хрома и никеля в расплав за счет наиболее дешевых источников: хромовая руда, легированные отходы II класса и струж ка. Экономия затрат на заданное, а также расходов по переделу (табл. 101) обусловливает минимальную себестоимость стали, полу чаемой в конвертерах из хромоникелевого полупродукта. При такой
технологии |
себестоимость нержавеющей стали |
оказывается |
на |
12,6% ниже, |
чем при применении газо-кислородных |
горелок в |
кон |
вертерах и выплавке стали в электропечах. |
|
|
Заводская капиталоемкость нержавеющей стали, получаемой в конвертерах из хромоникелевого полупродукта, превышает таковую при применении топливных горелок и при выплавке стали в элект ропечах соответственно на 47,7 и 33,8% (табл. 102). Однако более высокие в данном случае удельные капиталовложения в заводском масштабе, обусловленные в основном применением капиталоемкого полупродукта, не перекрывают экономии затрат в себестоимости. В результате приведенные затраты на производство нержавеющей стали в конвертерах из хромоникелевого полупродукта оказываются минимальными (см. табл. 102), что указывает на экономическую целесообразность применения этой технологии в практике производ ства нержавеющих сталей. •
Основным преимуществом при этом является возможность ис пользования дешевых шихтовых материалов. Так, по сравнению с другими технологическими схемами производство нержавеющей ста ли в конвертерах с применением вакуумирования характеризуется максимальным использованием в шихте хромовой руды и легирован-
26—231 393
£g Т а б л и ц а |
100. Себестоимость нержавеющей стали при ее выплавке в различных сталеплавильных |
*• |
агрегатах |
|
|
|
П е р е д е л хромоникелевого |
|
|
|
полупродукта в кислород |
|
|
Ц е н а за |
ных конвертерах с п о с л е |
|
Статьи затрат |
д у ю щ и м вакуумированием |
|
единицу, |
|
|
р у б . — к о п .
сумма, количество руб . — коп .
Выплавка стали в кисло |
|
|
родных конвертерах с ис |
Выплавка |
стали в |
пользованием |
газокисло |
дуговой электропечи |
родных |
горелок |
|
|
количество |
сумма, |
количе |
сумма, |
р у б . — к о п . |
ство |
руб.—коп. |
/. Сырье |
и |
основные |
матери |
|
|
|
|
|
|
|
алы, т. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Полупродукт |
|
хромоникеле- |
|
|
|
|
|
|
|
вый |
|
|
|
|
|
|
359—61 |
1,0876 |
391—11 |
— |
— |
— |
— |
Чугун |
передельный |
низко |
|
|
|
|
|
|
|
фосфористый |
|
|
|
|
65—00 |
— |
— |
0,4907 |
31—90 |
— |
— |
Отходы |
|
Б26* |
|
|
|
383—00 |
— |
— |
0,4000 |
153—20 |
0,5286 |
195—16 |
Отходы |
|
Б60 |
|
|
|
|
528—00 |
— |
— |
— |
— |
0,0516 |
27—24 |
Низкофосфористые |
слитки |
|
|
|
|
|
|
|
НФС |
|
|
|
|
|
|
50—00 |
— |
— |
— |
— |
0,1137 |
5—69 |
Мягкое железо МЖО . . . |
43—50 |
—• |
•— |
— |
— |
0,2067 |
8—99 |
Ферросплавы: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ферромарганец |
МН2 . . |
359—00 |
0,0090 |
3—23 |
— |
. — |
0,0081 |
2—91 |
марганец |
металлический |
|
|
|
|
|
|
|
МР2 |
|
|
|
|
|
|
409—00 |
•— |
— |
0,0088 |
1—80 |
|
„ |
феррохром ФХ800 . . . |
155—00 |
0,0066 |
1—02 |
0,1631 |
25—28 |
0,0258 |
4—00 |
феррохром ФХ015 . . . |
338—00 |
— |
— |
— |
|
0,1282 |
43—33 |
силикохром ФСХ18 . . . |
163—00 |
— |
— |
— . |
|
0,0104 |
1—70 |
силикомарганец |
СиМн20 . |
231—00 |
— |
— |
— |
|
0,0104 |
2—40 |
ферросилиций |
Си75 . . . |
205—00 |
0,0103 |
2—11 |
0,0300 |
6—15 |
0,0078 |
1—60 |
ферросилиций |
Си65 |
по |
|
|
|
|
|
|
|
рошок |
|
|
|
|
|
180—00 |
— |
— |
•— |
— |
0,0051 |
0—92 |
окись |
никеля |
|
|
|
2550—00 |
— |
— |
— |
— |
0,0414 |
105—57 |
никель |
Н2 |
|
|
|
|
3700—00 |
0,0018 |
6—66 |
0,0631 |
233—47 |
0,0115 |
42—55 |
алюминий |
вторичный . . |
401—49 |
0,0005 |
0—20 |
0,0005 |
0—20 |
0,0012 |
0-48 |
алюминий |
порошок . . |
430—00 |
— |
— |
— |
— |
0,0025 |
1—08 |
Хром и железо |
из руды . |
X |
0,0490 |
X |
0,0450 |
X |
— |
— ' |
И т о г о |
металлошихты |
|
1,1648 |
404—33 |
1,2012 |
452—00 |
1,1530 |
443—62 |
//.Отходы и брак, т (—):
литники |
|
355—10' |
0,0152 |
5—40 |
0,0152 |
5—40 |
0,0152 |
5—40 |
недоливки |
|
377—00) |
0,0100 |
3—77 |
0,0100 |
3—77 |
0,0100 |
3—77 |
|
|
349—69! |
0,0126 |
4—41 |
0,0126 |
4—41 |
0,0126 |
4—41 |
брак |
|
110—90 |
0,0040 |
0—44 |
0,0040 |
0—44 |
0,0040 |
0—44 |
угар |
|
X |
0,1230 |
X |
0,1594 |
X |
0,1112 |
X |
И т о г о |
за вы |
X |
0,1646 |
14—02 |
0,2012 |
14—02 |
0,1530 |
14—02 |
И т о г о задано, |
|
|
|
|
|
|
|
четом отходов и |
брака |
X |
1,0000 |
390—31 |
1,0000 |
437—98 |
1,0000 |
429—60 |
///.Добавочные материалы, т:
|
хромовая |
руда . . . . |
22—86 |
0,1026 |
2—35 |
0,1000 |
2—29 |
|
|
|
|
известь |
|
11 — 18 |
0,1208 |
1—35 |
0,1869 |
2—09 |
|
0,2075 |
2—32 |
|
плавиковый |
шпат . . . |
115—60 |
0,0030 |
0—35 |
0,0035 |
0—40 |
|
0,0040 |
0—46 |
|
И т о г о |
|
X |
X |
4—05 |
X |
4—78 |
|
X |
2—78 |
|
IV. Расходы по переделу и об |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щезаводские |
расходы . . |
X |
X |
7—87 |
X |
10—29 |
|
X |
20—50 |
|
Заводская |
себестоимость, |
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
руб. — коп.1т |
| |
х 1 |
X |
402—23 1 |
х |
1 453—05 |
х |
| 452—88 |
|
|
СО
* При выплавке стали в электропечи используется д о 10% стружки от общего количества легированных отходов .
