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

металлизованного железорудного сырья даны в работах профессоров Н. И. Красавцева и А. Н. Похвиснева

[27, 87, 200].

Первые промышленные опыты по применению металлизованных окатышей в доменном производстве были проведены в 1964—1965 гг. на доменной печи объемом 589 м3 завода Хилтон (Канада).

Опыты показали [43], что замена в доменной шихте 30% обычных окисленных окатышей предварительно вос­ становленными (со степенью металлизации 90,6%) по­ зволила увеличить производительность печи более чем на 20% и снизить удельный расход кокса на 25%. Таким образом, каждые 10% степени металлизации шихты об­ условили увеличение производительности этой печи на 7—9% и снижение расхода кокса на 8,2%.

Опытными плавками на одной из доменных печей объемом 648 м3 в Японии установлено, что каждые 10% степени металлизации шихты позволяют уменьшить удельный расход кокса на 5—6% и увеличить произво­ дительность печи на 6%.

Весьма обстоятельными были опыты по применению металлизованного сырья на доменной печи полезным объемом 259 м3 Нижнетагильского металлургического комбината [111]. В этих опытах определено, что метал­ лизация шихты на каждые 10% сопровождалась сокра­ щением расхода кокса на 6,8% и увеличением произво­ дительности доменной печи на 4,4% •

Аналогичные результаты получены также на экспери­

Указанными исследованиями установлено, что метал­ лизация шихты на каждые 10% позволяет снизить удель­ ный расход кокса на 5—7% и увеличить производитель­ ность печи на 4—5%. Определена и оптимальная степень металлизации доменной шихты — 30% [42]. При более высокой степени металлизации ухудшается использова­ ние восстановительной способности газов в самой до­ менной печи, в то же время более высокая степень металлизации требует больших затрат на единицу вос­ становленного железа. Отсюда — снижение экономиче­ ского эффекта от применения нового вида сырья.

Приведенные данные показывают высокую экономи­ ческую эффективность применения металлизованного же­ лезорудного сырья в самом доменном производстве. Однако оценка этой эффективности может быть более объективной, если ее определение произведено с народ­ нохозяйственной позиции, с учетом энергетических и дру­ гих затрат в процессах добычи и подготовки сырья и всех видов энергоресурсов. Эту оценку правильнее произ­ водить с учетом возможных показателей работы домен­ ных или сталеплавильных агрегатов за тот период, ког­ да станет возможным промышленное производство ново­ го вида сырья. По нашему мнению, такой период насту­ пит не ранее как через 10—15 лет. К этому периоду основные показатели работы доменных печей металлур­ гических заводов УССР могут быть приняты следующи­ ми: КИПО— 0,52 м3/т чугуна, расход на 1 тпередельно­ го чугуна скипового кокса — 450 кг, природного газа — 100 мг. В тот период в составе доменных шихт будет 80% агломерата и 20% окисленных окатышей. Расход последних на 1 г чугуна составит 320 кг.

В дальнейших расчетах определения эффективности применения металлизованной шихты в доменных печах принимаем следующие условия:

—оптимальная степень металлизации доменной ших­ ты 30%;

—удельный расход металлизованных окатышей со степенью их металлизации 80% — 500 кг/т чугуна;

—металлизация шихты на каждые 10% снижает удельный расход кокса на 6% и увеличивает произво­ дительность доменных печей на 5%;

—дополнительный расход антрацита на 1 т метал­ лизованных окатышей — 420 кг;

—дополнительный расход электроэнергии на 1 т металлизованных окатышей — ПО квт-ч\

—дополнительные капиталовложения на металлиза­ цию 1 токатышей — 20,2 руб.;

—дополнительные капиталовложения на 1 тчугуна,

сучетом их увеличения на металлизацию шихты, добы­ чу и обогащение дополнительного количества антрацита

114

коксовый орешек — 29,20; коксовый газ — 7,75; доменный газ — 1,45; электроэнергия — 0,01.

На основе принятых величин получим следующие данные, характеризующие эффективность выплавки пере­

Из приведенных данных видно, что применение металлизованной шихты в доменных печах, хотя и снижает значительно удельный расход кокса, однако увеличи­ вает энергоемкость чугуна. Увеличиваются и затраты на топливо и электроэнергию, отнесенные на единицу вы­ плавленного металла. Следовательно, доменная плавка с применением металлизованного железорудного сырья может быть оправдана лишь для районов, не располага­ ющих запасами коксующихся углей, зато имеющих боль­ шие залежи легко добываемых дешевых энергетических углей. А это значит, что в условиях Украинской ССР такой способ применения металлизованных окаты­ шей окажется неприемлемым, поскольку уже в ближай­

шей перспективе в республике резко возрастет дефицит котельно-печного топлива, как это следует из данных ряда исследований [69, 70].

Обоснованность такого вывода подтверждается также неизбежным увеличением народнохозяйственной капита­ лоемкости 1 т чугуна при применении в доменных ших­ тах металлизованного железорудного сырья. В наших расчетах это увеличение составило 8,85 руб./т.

Выплавка чугуна в электропечах. Выплавка чугуна может осуществляться не только в доменных печах. Для этой цели могут быть использованы и электропечи, в ко­ торых, в отличие от доменного процесса, необходимое для восстановления тепло получают путем использования электроэнергии. Топливо в электропечах требуется лишь для самого процесса восстановления, в связи с чем его расход в электроплавке значительно меньше, чем в до­ менной печи. Преимуществом электроплавки является и то, что здесь в качестве восстановителя может приме­ няться не кокс, а более дешевый орешек (фракция 10— 25 мм). В результате уменьшаются энергозатраты на 1 т израсходованного топлива.

Немаловажным показателем, характеризующим пре­ имущества электроплавки по сравнению с доменным про­ цессом, является возможность получения чугуна с мень­ шим содержанием вредных примесей, в частности серы, что обусловлено, с одной стороны, меньшим удельным расходом твердого топлива, а с другой — возможностью создания в печи более высокого нагрева продуктов плав­ ки. Работа электрических печей меньше зависит от фи­ зических свойств сырых материалов, допускает исполь­ зование большего количества рудной мелочи. И, нако­ нец, при электроплавке по сравнению с доменной печью легче получать чугун с заданным содержанием кремния.

Суточная производительность действующих в настоя­ щее время электропечей для выплавки чугуна составляет до 200 г, однако ныне имеются все условия для увели­ чения их мощности до 1000—2000 т/сутки [61].

В современных условиях работы электрических печей при выплавке чугуна с содержанием кремния 1%, при проплавке офлюсованного самоплавкого агломерата, на 1 т чугуна расходуется 105 кг кокса, 280 кг коксика и 15,5 кг электродов. Помимо этого требуется 2050 квт-ч электроэнергии.

116