Файл: Сидоров, Н. Е. Технический прогресс и снижение энергоемкости продукции черной металлургии.pdf

По мнению Н. И. Красавцева и др., при применении конвертированного природного газа может быть достиг­ нута дополнительная экономия кокса в доменной печи

впределах 80—100 кг/т чугуна [44, 148].

Врасчетах, выполненных В. Г. Воскобойниковым

идр. [44], приняты 6 вариантов состава дутья:

1)дутье атмосферное, нагретое до 1200° С, с приме ­ нением сырого природного газа;

2)дутье с содержанием кислорода 30% и температу­ рой 1200° С, с применением сырого природного газа;

3) , 4), 5) и 6) вдувание горячих восстановительны газов (1200° С) при содержании восстановителей соот­ ветственно 70, 80, 90 и 97,5% на холодном (50° С) техно­ логическом кислороде (96% О2, 3% N2 и 1% Н20 ).

Во всех вариантах с применением конвертированного

табл. 31.

Основываясь на данных табл. 32, можно заключить, что при плавке с вдуванием горячих восстановительных газов и холодного технологического кислорода (без ат­ мосферного дутья) достигается увеличение производи­ тельности доменных печей на 23—29% и’ снижение удельного расхода кокса на 25—28% по сравнению с уровнем этих показателей при плавке на дутье, обога­ щенном кислородом до 30%, с вдуванием сырого при­ родного газа.

В 1965—1966 гг. на доменной печи полезным объемом 1300 мг завода «Азовсталь» были проведены опытные доменные плавки с подачей конвертированного природ­ ного газа и дутья, обогащенного кислородом до 30%. Результаты этих плавок сравнивались с соответствую­ щими показателями, полученными при работе доменной печи с применением сырого природного газа. В опытный период расход природного газа был увеличен на 26 мъ/т чугуна. В результате подачи конвергированного природ­ ного газа производительность доменной печи увеличи­ лась на 6,4—9,2%, а удельный расход кокса снизился на 2,6—3,5% [78]. Однако в связи с высокими затрата­ ми на конверсию природного газа (применялась кон­ версия паром) авторы исследования пришли к выводу об экономической нецелесообразности применения кон­ вертированного дутья в доменных печах.

64

Исследования по применению конвертированного природного газа проводились и на Новотульском метал­ лургическом заводе, где этот заменитель кокса подавал

с вдуванием сырого природного газа и дутья, содержа­ щего 30% кислорода.

В опытном периоде расход конвертированного газа (температура 1200°С), равный 950 м3/т чугуна, позволил дополнительно уменьшить удельный расход кокса на 95 кг/т чугуна по сравнению с тем, что было достигнуто, когда применялись сырой природный газ и обогащенное кислородное дутье. И все же, несмотря на столь значи­ тельное снижение удельного расхода кокса, полученные

результаты по применению конвертированного природ­ ного газа нельзя признать удовлетворительными по сле­ дующим причинам:

1) на образование 950 м3 конвертированного газа расход сырого природного газа составил 300 м3/т чугу­ на. Следовательно, коэффициент замены кокса природ-

ным газом составил 95 = 0,3 кг/м3, что следует при­

знать весьма низким;

2)на образование 950 м3 конвертированного газа по­ требовалось 160 м3 кислорода, на выработку которого израсходовано примерно 100 кет • ч электроэнергии, а на

еепроизводство — 45 кг у. т., что эквивалентно почти половине сэкономленного кокса;

3)применение конвертированного природного газа на Новотульском металлургическом заводе сопровожда­

лось уменьшением производительности доменной печи на

18—20%.

Таким образом, пока еще нет оснований считать полностью подтвержденной опытами экономическую це­ лесообразность применения конвертированного природ­ ного газа в доменном производстве. Более того, совер­ шенно очевидно, что экономический эффект может быть получен не в тех условиях, в которых ныне работают доменные печи: необходимо значительное улучшение ситового состава железорудного сырья путем отсева от него мелких фракций, а также повышение содержания в нем железа в целях уменьшения выхода шлака до 220—230 кг/т чугуна; необходима разработка дешевых промышленных способов конверсии природного газа и способов выработки кислорода со значительно меньшим расходом энергоресурсов (включая и их расход на про­ изводство электроэнергии). Только тогда окажется целе­ сообразным применение комбинированного, нагретого до 1200° С дутья, в котором на каждый дополнительный м3 природного газа (сверх расходуемых ныне 80 м3/т чу­ гуна) будет вводиться 2 м3 кислорода. В этом случае, наряду с сохранением достигнутого коэффициента заме­ ны кокса природным газом 0,8 кг/м3, увеличится про­ изводительность доменных печей на 0,5—0,6 тна каждые 1000 м3 введенного кислорода. Все это обеспечит замет­ ное изменен»е народнохозяйственной энергоемкости 1 т передельного чугуна (табл. 32).

66

При увеличении расхода природного газа с 80 до 120 л 3/г чугуна расход кислорода должен быть увеличен на 80 м31тчугуна. Как вытекает из табл. 32, за счет ука­ занного фактора при практически неизменных народно­ хозяйственной энергоемкости и капиталоемкости 1 т чугуна затраты на топливо снизятся примерно на 0,5 руб. Это указывает на целесообразность осуществления на­ званного мероприятия, тем более, что его эффективность будет заметно возрастать по мере совершенствования способов выработки кислорода и снижения удельного расхода топлива на производство электроэнергии.

Эффективно также применение в доменном производ­ стве коксового газа: это дает возможность экономить примерно 10% кокса [65, 66]. Однако в нашей стране в связи с наличием значительных ресурсов природного газа коксовый газ как заменитель кокса в доменных печах широкого распространения не получил. Объясняет­ ся это еще и тем, что, в отличие от природного газа, коксовый газ содержит значительное количество серы (10—20 г/л3) [163] и, кроме того, для подачи в домен­ ные печи он должен компрометироваться. Удаление серы и сжатие коксового газа требует дополнительных эк­ сплуатационных и капитальных затрат. Все это ставит его для районов, имеющих ресурсы природного газа,

в ряд неконкурентных заменителей кокса по сравнению

суказанным газом.

В1948 г. на металлургическом заводе им. Дзержин­

ского проводились первые в СССР опыты по применению пылеугольного топлива [97, 98, 99].

С апреля 1965 г. на пылеугольном топливе постоянно работает доменная печь № 2 объемом 1719 м3 Караган­ динского металлургического завода. На этой печи приме­ няется пыль, содержащая примерно 88% фракции ниже 0,1 мм. Печь работает на офлюсованном агломерате основностью 1,19—1,31, содержащем 49—50,2% железа.

Недостатком применяемого на Карагандинском за­ воде угля является его высокая зольность [62, 63]. Несмотря на это, при расходе угольной пыли до 100 кг/т чугуна на этом заводе достигнут коэффициент замены кокса, равный 0,625—0,708 кг/кг, а в пересчете на угле­ род — 1,02 кг.

Производительность доменной печи № 2 Карагандин­ ского металлургического завода от подачи в нее уголь­ ной пыл'и возросла незначительно — в среднем на 0,7%.

скоксом— 1,08 против 0,79—0,80%.

Сприменением угольной пыли в СССР работают так­ же доменные печи № 3 объемом 1300 мъ завода «Запорожсталь» [118, 119, 120] и доменная печь № 1 объемом

700 м3 Донецкого металлургического завода [129]. На этих печах благодаря применению угольной пыли удалось снизить удельный расход кокса на 10—15%.

Угольная пыль не менее эффективный заменитель кокса, чем природный газ. Напротив, как вытекает из

меняемых заменителей кокса угольная пыль является наиболее эффективным видом топлива. При ее примене­ нии в количестве 78 кг!т максимальное снижение себе­ стоимости чугуна (14 руб./т) за счет замены части кокса может быть получено при работе печи на атмосферном дутье с нагревом его до 1200° С. Такой же результат может быть достигнут и при применении природного

68