Выполненное аналитическое исследование влияния содержания серы в шихте и в чугуне на расход кокса показало, что вследствие большой нелинейности, оно должно оцениваться дифференцировано для различных уровней содержания серы и сопутствующих условий.

При сокращении производства чугуна и потребления кокса и подготовленного железорудного сырья производство товарной энергии с колошниковым газом может быть увеличено за счет газификации некоксующихся углей в доменной печи и использования низкосортного сырья и отходов производства. Дополнительные ресурсы газа могут быть использованы для замены коксового газа на обогрев коксовых батарей с использованием его для вдувания в доменные печи, где кроме замены природного газа будет получена экономия кокса. Экономический эффект оценивается в 100 млн.грн в год при сроке окупаемости затрат менее 0,5 года.

Отмечено, что развитие бескоксовой металлургии как альтернативы классической агло-коксо-доменной схемы пошло по пути разделения твердо- и жидкофазных процессов с осуществлением их в разных агрегатах. Это породило новые проблемы, привело к возрастанию энергозатрат и возврату к интегрированным технологиям, наиболее эффективной из которых оказалась бескоксовая доменная плавка с вдуванием продуктов газификации некоксующихся углей, основы которой разработаны в Институте черной металлургии НАН Украины.

Традиционная технология доменной плавки родилась из примитивного способа получения металла в кричных горнах более шести столетий назад и развивалась под влиянием роста потребности в металле при сокращении ресурсной базы производства. Снижение теплопотребности плавки и замена кокса менее дифицитными энергоносителями привели к снижению расхода кокса к концу ХХ века на отдельных печах до 270 - 280 кг/т, а вдувание продуктов газификации угля позволит уменьшить расход кокса до предельного уровня 180 - 200 кг/т.

Рассмотрены вопросы металлургии чугуна в контексте эволюции доменной плавки, проанализировано её современное состояние. Описаны процессы, определены параметры, освещены показатели плавки и современные достижения доменного производства. Приведены результаты исследований процессов газификации угля и вдувания продуктов газификации в доменную печь, малококсовой технологии доменной плавки, представлена её характеристика.

Рассмотрены вопросы замещения кокса в доменной плавке сырым кусковым антрацитом, термоантрацитом и термобрикетами на основе антрацита, загружаемыми через колошник доменной печи, раскрыта экономическая эффективность данного замещения. Предложены технические решения по подготовке, дозированию, смешиванию, загрузке и распределению сырого антрацита. Рассмотрены технологии повышения холодной и горячей прочности антрацита за счет его термообработки. Проанализировано влияние фракционного состава антрацита на изменение физико-химических свойств термоантрацита. Описаны технологии гранулирования и термоокислительного коксования, брикетирования и термообработки шихт на основе антрацита.

Рассмотрен широкий круг вопросов по замещению кокса в доменной плавке другими топливными компонентами. Проведен комплексный анализ всех технологий с целью выявления режимов, обеспечивающих эффективное решение данной задачи. Освещены экологические преимущества антрацитовых заменителей металлургического кокса; влияние природного и коксового газов на процессы в доменной печи и показатели плавки; возможности замены природного газа в доменной плавке продуктами газификации угля.

Приведены сведения о процессах доменной плавки (ДП), механике жидкости и газа в ДП и движения столба шихты в доменной печи. Рассмотрены основные направления процесса ДП, а также особенности управления загрузкой, распределения шихты и газов в доменной печи, развития и применения теории газодинамики, тепло- и массообмена для решения практических задач доменного производства на основе комплекса математических моделей. Проанализировано влияние процессов в фурменных очагах на ход ДП, определены резервы эффективности комбинированного дутья в доменных цехах Украины.

Рассмотрены вопросы металлургии чугуна в контексте эволюции доменной плавки и ее современного состояния. Проанализированы процессы, параметры, показатели плавки и современные достижения доменного производства. Приведены методические разработки по анализу реального производства, моделированию процессов плавки и прогнозу ожидаемых перспектив. Уделено внимание аналитическим исследованиям различных режимов доменной плавки, распределению рудных нагрузок по радиусу печи, предельному расходу кокса, возможности замены кокса антрацитом в доменной плавке. Освещены проблемы и перспективы безкоксовой металлургии.

Выполнены расчетно-аналитические исследования процессов жидкофазного восстановления железа из шламов металлургического производства в условиях КГМК "Криворожсталь". На основе выполненного анализа рассмотрены основные направления решения задач повышения эффективности плавки.

Індекс рубрикатора НБУВ: К323.103-14

Рубрики:

Доменна плавка чавуну

Шифр НБУВ: Ж14585 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проанализированы и приведены фактические данные о работе доменной печи N 1 КГГМК "Криворожсталь" с использованием в шихте скрапа металлического, полученного из отвального конвертерного шлака. Отмечено, что расход кокса снизился на 22 кг/т, а производительность печи увеличилась на 2,6 %. Эффект оказался в 2,5 раза меньше ожидаемого из-за ухудшения качества шихты, однако себестоимость чугуна не увеличилась.

Для повышения оперативности, глубины и достоверности анализа, установления взаимосвязей параметров и выявления возможностей совершенствования технологии доменной плавки разработаны методика и алгоритм системного анализа текущих показателей работы доменных печей. Особенностью методики является возможность "смягчения" влияния погрешностей технологического учета на показатели плавки за счет формирования поправок в исходные данные на основе анализа невязок балансов металл- и шлакообразующих, а также газифицированных компонентов шихты.

Разработана и внедрена система промывки горна с помощью кратковременного периодического сокращения расхода природного газа, выполняемого во время выпуска чугуна, позволившая обеспечить удаление из горна углерода коксовой мелочи, графита и сажи. При этом обеспечиваются сокращение расхода промывочных материалов (сварочный шлак, окалина), стабилизация хода печи, улучшение основных технико-экономических показателей плавки.

Отмечено, что доменной плавке как единому техническому организму присущи системные свойства, сформированные в ходе эволюции и исключающие попытки его "расчленения", в силу чего она остается определяющим технологическим модулем черной металлургии, развитие которого будет формировать облик всего металлургического комплекса. Дальнейшая эволюция доменной плавки связана с перестройкой на бескоксовое получение металла при полной замене кокса продуктами газификации низкосортных углей, что полностью определяет ее доминирующие позиции в металлургии. Помимо металлургических функций (выплавки чугуна, ферросплавов и специальных шлаков) доменная плавка будет выполнять функции энергетические (получение газообразного топлива) и санитарно-экологические (переработка отходов).

Установлено ускоренное образование вязких тугоплавких формирований в коксовой насадке (загромождение) по мере увеличения количества продуктов разрушения кокса, необходимость разрушения которых требует тем большего количества "промывочных" материалов и добавочного кокса, чем позднее обнаружено их наличие. Показана принципиальная возможность предотвращения формирования загромождений путем воздействия на мелкие и малоустойчивые скопления вязких масс в начальной стадии указанного процесса. Установленная закономерность положена в основу способа профилактики загромождений горна, реализованного на доменных печах ОАО "ЕМЗ".

На ОАО "Миттал Стил Кривой Рог" разработана и освоена технология доменной плавки с загрузкой в доменную печь большого объема кускового антрацита. В ходе освоения технологии установлена принципиальная возможность довести общую долю кокса, замененного топливными добавками, от 23 до 30 %.

На ОАО "Криворожсталь" разработана и освоена на всех доменных печах технология доменной плавки с загрузкой в доменные печи кускового антрацита. В ходе освоения технологии установлена принципиальная возможность увеличения расхода антрацита до 100 кг/т чугуна с соответствующей заменой кокса.

Отмечено, что экономическая целесообразность использования природного газа в доменной плавке определяется соотношением цен на природный газ и кокс и зависит от коэффициента замены кокса природным газом, а также от использования кислорода.

В условиях подорожания природного газа рекомендуется переходить на технологию вдувания пылеугольного топлива. При отсутствии необходимых для этого инвестиционных ресурсов экономически эффективной является реализация менее капиталоемкой технологии вдувания коксового газа вместо природного в сочетании с технологией замещения части кокса кусковым антрацитом.