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

снижается при этом удельная капиталоемкость чугуна: с 221,3 руб./т на обычной шихте до 158,4 руб./т — при применении металлизованных окатышей. И все же, не­ смотря на это, и этот способ выплавки чугуна при ны­ нешней технологии получения электроэнергии, даже при среднем расходе топлива на 1 квт-ч 355 г у. т., не мо­ жет быть рекомендован для широкого применения в чер­ ной металлургии УССР. Это обусловлено увеличением общего расхода энергоресурсов на 1 т получаемого ме­ талла и дефицитом электроэнергии в республике.

Что касается первого фактора — увеличения расхода энергоресурсов,— то он не вызывает сомнений, поскольку ранее приводились данные о возникновении дефицита топлива в Украинской ССР.

Второй фактор— дефицит электроэнергии. Этот де­ фицит возникает в связи с недостатком топлива и запаса энергии рек на территории Украинской ССР (табл. 52).

Т а б л и ц а 52

ЗАПАСЫ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ РЕК НА ТЕРРИТОРИИ

* По данным Украинское «Гидропроекта»

Из табл. 52 следует, что из общего количества эконо­ мически целесообразной для использования энергии рек в настоящее время используется примерно 50%. Даже при полном использовании мощности рек доля гидро­ энергии в общей выработке электроэнергии на Украине останется весьма малой (не более 4,5%). Поэтому разви­

118

тие ГЭС не может оказать влияния на решение пробле­ мы должного обеспечения народного хозяйства Украин­ ской ССР электроэнергией.

Одним из важных направлений для обеспечения рес­ публики энергоресурсами в перспективе является разви­ тие атомной энергетики, для которой не требуется «клас­ сического» топлива.

Преимущества развития атомной энергетики обуслов­ лены следующими факторами [4]: более высокой эконо­ мичностью атомных электростанций по сравнению с тепловыми; меньшей потребностью в транспортных сред­ ствах; меньшей загазованностью и запыленностью воз­ душного пространства; атомные электростанции легче ав­ томатизировать и, следовательно, ими легче управлять.

На более высокую экономичность атомных электро­ станций по сравнению с тепловыми указывают следую­ щие данные.

В США на АЭС мощностью 3,3 Гвт в Брауне-Ферри только за первые 12 лет эксплуатации (оборудование рассчитано на 35 лет службы) будет получена экономия (по сравнению с тепловой электростанцией такой же мощности) 100 млн. долларов.

На строящейся в ФРГ атомной электростанции мощ­ ностью 1,15 Гвт стоимость электроэнергии будет на 30% ниже, чем на лучших ТЭС, работающих на мазуте, и на 50—60% ниже, чем на таких же станциях, работающих на угле; это обеспечит годовую экономию 15—-20 млн. долларов.

В Великобритании строится атомная электростанция «Хартипул» мощностью 1,25 Гвт. Строительство этой электростанции ведется в центре одного из наиболее рен­ табельных угольных районов страны. И даже в этом слу­ чае стоимость электроэнергии, получаемой на АЭС, будет на 25% ниже, чем на ТЭС, что обеспечит экономию 7,5 млн. долларов в год.

Меньшая потребность в транспортных средствах обус­ ловлена более высокой калорийностью ядерного горюче­ го, в связи с чем для атомной электростанции мощ­ ностью 1000 Мет требуется всего 1000 татомного горю­ чего, тогда как для ТЭС такой же мощности потребность в угле составляет 4 млн. тв год.

По состоянию на начало 1969 г. в промышленно раз­ витых капиталистических и развивающихся странах

119

4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛИЗОВАННОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ ПРИ ВЫПЛАВКЕ СТАЛИ

Из рассмотренных в предыдущих разделах материалов следует, что до широкого распространения дешевого бестопливного способа выработки электроэнергии в ус­ ловиях Украинской ССР выплавка чугуна с примене­ нием металлизованного сырья как в доменных, так и в электрических печах будет нереальным мероприяти­ ем, в связи с неизбежным при этом увеличением обще­ го расхода энергоресурсов на единицу получаемого ме­ талла. А поскольку это так, то представляют интерес предложения о применении металлизованного железо­

следовательского института черной металлургии, металлизованные окатыши наиболее выгодно переделывать в дуговых электропечах непосредственно на сталь, ми­ нуя стадию производства и передела чугуна. К такому заключению указанные специалисты пришли после эк­ спериментальной проплавки металлизованных окаты­ шей в доменной печи и в электропечи, причем в элек­ троплавке получали в одних опытах чугун, в других — непосредственно сталь.

Сталь выплавлялась на опытной дуговой печи емко­ стью 6 г, работавшей на шихте, состоящей из 80% ме­ таллизованных окатышей и 20% лома. Степень метал­ лизации окатышей превышала 95%.

При выплавке стали в электропечи в опытах с при­ менением металлизованных окатышей ее производи­ тельность возросла в 1,6 раза по сравнению с работой печи на 100% лома.

Аналогичные результаты получены в опытах, прове­ денных в Канаде,

Для выплавки стали из шихты с участием металли­ зованных окатышей в США, в г. Стерлинге, Иллинойс, фирмой Норту эстерн стил энд уайр в 1969 г. введена в эксплуатацию 225-токная дуговая электропечь и со­ оружается печь емкостью 360 т[209].

В нашей стране, в опытах, проведенных Централь­ ным научно-исследовательским институтом черной ме­

12 2

таллургии совместно с Новотульским металлургическим заводом на 3-тонной дуговой электропечи, установлено [96], что при использовании в шихте губчатого железа постоянного химического состава можно выплавлять сталь заданного состава монопроцессом, минуя стадию получения чугуна. При соответствующей подготовке шихты, улучшении работы печного оборудования и обеспечении содержания углерода в металле по рас­ плавлении 0,2—0,4% показатели плавок на губчатом железе несколько лучше, чем на обычной шихте. Так, при использовании в шихте только одного лома и расхо­ де электроэнергии 900 квт-ч на 1 г жидкой стали сред­

шей со средней степенью металлизации 86,4—92,9% сократил длительность плавки до 4,5 часа и снизил расход электроэнергии до 770 квт-ч/т.

Металлизованные окатыши, содержащие 90% же­ леза и 1,5% никеля, метод производства которых раз­ работан в Канаде, испытаны в промышленных услови­ ях электросталеплавильных цехов ряда заводов США, Западной Европы и Японии в качестве составной части шихты при выплавке электростали различных марок [26]. Всего проведено 65 плавок в печах различной емкости с содержанием в шихте от 10 до 73% ока­ тышей.

Опыты показали, что применение окатышей не тре­ бует внесения существенных изменений в технологию плавки стали. Расход электроэнергии не выше, чем при обычных плавках, а период расплавления несколько короче. Обеспечивается извлечение 100% железа из ока­ тышей.

На возможность применения металлизованных ока­ тышей для выплавки стали не только в электропечах, но и в кислородных конверторах указывают специали­ сты ряда японских металлургических фирм, а также американские специалисты [217], выполнившие соответ­ ствующие эксперименты.

На основании изложенного произведем расчет изме­ нения народнохозяйственной энергоемкости и капитало­ емкости 1 т стали, получаемой в мартеновских печах и кислородных конверторах на обычной шихте и на ших­ те с участием в ней 40% металлизованных окатышей

123

взамен чугуна в условиях работы металлургических за­ водов УССР.

В расчете принимаем: степень металлизации окаты­ шей— 92%; расход антрацита на 1 т металлизованных окатышей — 585 кг: удельную производительность уста­ новки «решетка — трубчатая печь» при производстве окатышей со степенью металлизации 92%, равную 0,335 т/м2, ч\ удельные капиталовложения на 1 т метал­ лизованных окатышей — 39,5 руб./т; остаточное содер­ жание углерода в металлизованных окатышах — 4,3%; расход металлизованных окатышей на 1 тмартеновской

траты на 1 т передельного чугуна, выплавляемого в до­

ломом. Поэтому в целях сохранения теплового состоя­ ния сталеплавильных печей в них потребуется ввести определенное количество тепла, равное его физическо­ му содержанию в жидком чугуне. При замене окатыша­ ми 270 кг жидкого чугуна на каждую тонну выплавляе­ мой стали расход топлива в мартеновских печах дол­ жен быть увеличен на величину

теплосодержание 1 кг у. т.; 0,5 — коэффициент использо­ вания тепла в мартеновской печи.

Следовательно, для сохранения теплового состояния

Производительность печи в этом случае может оста­ ться неизменной, если будет усилена мощность газогорелочных устройств мартеновских печей.

Вмировой практике немало примеров плавки стали

вконверторах с заменой чугуна ломом. Так, в США

проведены опыты по выплавке стали в кислородном конверторе со 100% лома в шихте [123].

Для осуществления этого процесса был сооружен опытный 27-тонный конвертор и смонтирована установ­

124