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

газа, однако расход его должен составить 102 м3/т чугу­

в горн доменной печи. Поэтому решение проблемы со­ здания надежных способов подачи пылеугольного топли­ ва в горн доменных печей поставит этот вид топлива в ряд наиболее перспективных для замены кокса.

Из зарубежных стран, где пылеугольное топливо ис­ пользуется для замены части кокса, можно указать на США: там постоянно на таком режиме работают четыре доменные печи, однако за рубежом в целях экономии кокса широко применяется жидкое топливо. Более 250 доменных печей Японии, Франции, ФРГ, Англии, США, Австралии, Канады, Италии, Бельгии и других капиталистических стран работают с вдуванием мазута или каменноугольной смолы в количестве от 25 до 75 кг/т чугуна. Достигнутый коэффициент замены кок­ са в этих странах равен примерно 1,2 кг!кг [35].

На доменных печах (объемом 1133 и 1200 м3) в Дюделанже и Дифферданже фирмы АРБУД (Франция) при расходе мазута в пределах от 62 до 95 кг/т чугуна коэффициент замены кокса составил 1,33—1,8 [67].

Высокий эффект от применения мазута получен и на ряде доменных печей СССР. Так, на доменных печах Серовского металлургического завода в результате при­ менения этого топлива удельный расход кокса снизился с 710 до 633 /сг/г чугуна, а коэффициент замены составил 1,3—2,25 кг!кг. На этом заводе вдувание мазута повыси­ ло производительность доменных печей на 7—8% [136].

По своим качествам мазут как заменитель кокса ана­ логичен природному газу. Содержащиеся в нем углеводо­ роды также разлагаются в горне на окись углерода и водорода, тем самым понижая температуру горновых газов, в связи с чем применение мазута вызывает не­ обходимость-повышения степени нагрева дутья и обога­ щения его кислородом. Поэтому количество вводимого в доменные печи мазута зависит от наличия условий для

69

до 27,4% удалось ввести в печь 153 кг мазута на 1 т чугуна, в результате чего удельный расход кокса на этой печи снизился до 367 кг [32].

Аналогично подаче в доменные печи конвертирован­ ного природного газа ввод мазута после его предвари­ тельного крекинга дает возможность увеличить примене­ ние этого заменителя кокса в доменном производстве. Считают, что подача газа-— продукта крекинга позволит сэкономить 10% кокса [212].

Заслуживает внимания предложение о вдувании в горн колошникового газа, очищенного от углекислоты. В очищенном от углекислоты колошниковом газе нет ни сажистого углерода, ни углеводорода, поэтому его мож­ но подавать в доменные печи в нагретом состоянии. В этом преимущество этого топлива перед природным или коксовым газами.

По мнению некоторых авторов [146], вдуваемый газ может быть получен из циркулирующего колошникового газа путем промежуточной очистки с удалением из него СОг и последующего подогрева в регенеративных аппа­ ратах типа обычных доменных воздухонагревателей. Из их расчета вытекает, что применение очищенного от С 02 колошникового газа выгоднее подачи в печь природного газа (табл. 33).

Как следует из табл. 33, при подаче в доменные печи очищенного от углекислоты колошникового газа вместе с технологическим кислородом энергозатраты в самом доменном производстве снизятся на 2,66 руб./т чугуна. В этот период общий выход колошникового газа соста­ вит 1272 м3/т чугуна, из которых должно быть рецирку­ лировано 765 м3/т чугуна (60% общего выхода колошни­ кового газа). Значит, если судить о пригодности указан­ ного предложения по величине общих энергозатрат, то оно может считаться экономически оправданным, когда

значительно ниже фактической на действующих химиче­ ских предприятиях нашей страны (5,5—6 руб.). Отсюда следует, что решение вопроса о приемлемости предложе­ ния о внедрении рециркуляции колошникового газа в целях снижения расхода кокса при выплавке чугуна зависит от успеха в решении вопроса по изысканию про-.

7Q

кислоты. При решении этой задачи путем внедрения указанного предложения возможно не только существен­ ное уменьшение удельного расхода кокса (на 14—15%),

Т а б л и ц а 33

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ ОБ ЭНЕРГОЗАТРАТАХ В ДОМЕННЫХ ЦЕХАХ

на 7—11% по сравнению с режимом их работы на сыром природном газе и дутье, обогащенном кислородом до 27%. Более того, это позволит из образующейся при этом углекислоты организовать на металлургических заводах выпуск мочевины, используемой для производ­ ства удобрений и другой продукции химической промыш­ ленности [20, 167]. Желательность осуществления такого предложения основывается и на наличии на металлурги­ ческих заводах практически неограниченного количества

71

отбросного азота, получаемого на кислородных установ­ ках.

Расчеты показывают, что в условиях работы метал­ лургических заводов УССР в 1975 г. выход углекислоты с колошниковыми газами на 1 млн. т выплавленного чугуна составит 270 млн. м3 (за вычетом 5% на потери). При удельном расходе С 02 на 1 г мочевины 380 м3 ее производство на 1 млн. твыплавленного чугуна может составить 270 - 106 : 380 = 700 тыс. т, но учитывая, что часть углекислоты может быть направлена на создание углекислотно-кислородного дутья (в составе: кислород — 29,5%, углекислота — 5,5%, азот — 65%), для чего по­ требуется примерно 100 м3 углекислоты на 1 т чугуна, выход мочевины на 1 млн. т чугуна может составить: (270 — 100) • 106 : 380 = 450 тыс. т.

Замена атмосферного дутья дутьем указанного со­ става изменит концентрацию восстановительных газов

вгорне доменных печей, в результате их содержание увеличится с 35 до 50% общего количества газообразных продуктов в горне, или с 850 до 1200 м3/т чугуна.

Увеличение выхода восстановительных газов в горне

в1,4 раза обусловит повышение скорости восстановле­ ния железорудного сырья в доменных печах на 10%, при принятой степени прямого восстановления 0,5.

Один кубический метр углекислоты содержит 535 г углерода. Следовательно, ввод в горн печи с дутьем углекислого газа в количестве 100 м3 чугуна (при одно­ временном увеличении расхода кислорода на 150 м31т

чугуна) снизит удельный расход кокса на 65 /сг/г чугуна.

Расчеты показывают, что применение углекислотно­ кислородного дутья с предварительным извлечением С 02 из колошникового газа хотя и увеличит капиталоемкость 1 т чугуна на 1,55 руб., зато за счет снижения эксплуа­ тационных расходов в доменном производстве уменьшит общие эксплуатационные расходы на 2,2 руб./г чугуна. Следовательно, дополнительные капиталовложения на строительство установок для очистки колошникового газа окупятся менее чем за один год. И это без учета тех выгод, которые могут быть получены в химическом производстве в результате использования отбросного азота.

72

4.ПРИМЕНЕНИЕ ЗАМЕНИТЕЛЕЙ КОКСОВОЙ МЕЛОЧИ

ВАГЛОМЕРАЦИОННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Современная технология доменного производства не­ мыслима без стадии окускования железорудного сырья. Основными способами окускования руд, получившими в мировой практике широкое промышленное распростра­ нение, являются агломерация и окомкование.

В нашей стране наибольшее распространение получи­ ло производство агломерата. Так, на предприятиях чер­ ной металлургии УССР из общего количества окускованного сырья в 1970 г. на долю агломерата пришлось 93,6%, на долю окатышей — 6,4%. В ближайшее десяти­ летие это соотношение несколько изменится (доля агло­ мерата снизится примерно до 85%), однако преобладаю­ щим процессом подготовки сырья останется агломера­ ционный. Поэтому весьма важным является принятие мер по улучшению качества этого вида сырья. Одним из факторов, существенно влияющим на качество аг­ ломерата, является вид применяемого в аглошихте топлива, его химический и гранулометрический состав. Кстати, доля топлива в аглошихте составляет примерно 90% общего его расхода в агломерационном производ­ стве.

Наилучшим топливом в агломерационной шихте является коксовая мелочь, образующаяся в результате разрушения кокса в процессе его обработки На коксо­ химических заводах и при транспортировке к потреби­ телям.

За период с 1960 по 1970 г. выпуск кокса в целом по

СССР, и в частности по Украинской ССР, увеличился примерно в 1,25 раза, а производство агломерата за это же время возросло в 1,95 раза.

Более высокий темп развития агломерационного про­ изводства по сравнению с выпуском кокса привел к де­ фициту коксовой мелочи. В Украинской ССР все ресур­ сы коксовой мелочи в 1970 г. составили 2892,7 тыс. т (табл. 34), действительная потребность в ней в респуб­ лике для нужд агломерационного производства была равна 5180 тыс. г.

С учетом расхода коксовой мелочи на предприятиях других министерств и ведомств, а также отгрузки коксо­ вой мелочи за пределы УССР дефицит коксовой мелочи

73