ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Из всех мероприятий, обеспечивающих совершенствование технологии выплавки чугуна, наиболее важным и определяющим по своему техническому и экономическому значению является подготовка сырья к плавке. Одно из основных требований к качеству железорудного сырья заключается в максимально высоком содержании в нем железа при минимальном количестве и благоприятном составе пустой породы. Важное значение имеет окускование железных руд и концентратов, осу- ществляемое главным образом путем агломерации. Практически весь агломерат производится с добавкой флюсов. Необходимость обогащения бедных руд, сопровождающегося увеличением выхода пылевидных фракций, обусловило интенсивное развитие производства так называемых окатышей. Замена агломерата на окатыши позволяет уменьшить количество выделяющейся пыли почти в четыре раза, а монооксида углерода в шесть раз.

Улучшение подготовки сырья к доменной плавке (повышение степени обогащения железосодержащих руд, постоянство химического состава, физико-механических и гранулометрических характеристик агломерата и окатышей, использование неофлюсованных окатышей и частично восстановленного сырья) обеспечивает значительный рост производительности доменных печей и снижение расхода кокса.

Классическим топливом для агломерационных процессов служит коксовая мелочь. Почти 90% ее общего количества в нашей стране расходуется на производство агломерата. Благодаря работам по увеличению прочности и улучшению качества кокса, выход коксовой мелочи сокращается. Поэтому перед агломерационным производством возникает проблема замены коксовой мелочи на другие виды топлива, которые не вызывали бы изменения основных показателей процесса спекания агломерата. Твердое топливо, применяемое в агломерационном производстве, должно отвечать определенным требованиям: содержать минимальное количество золы (не выше 15%) и летучих веществ (не более 3 6%). В настоящее время в качестве заменителя коксовой мелочи при агломерации широко используется антрацит и так называемый антрацитовый штыб.

На сегодня доменный процесс остается наиболее экономичным по сравнению с другими методами получения железа. Основное направление совершенствования доменного процесса связано со снижением его энергоемкости, поскольку затраты на топливо в себестоимости чугуна составляют около 40%. Главным здесь является совершенствование техники и технологии самого доменного процесса и процессов агломерирования железорудной составляющей шихты, что приводит к значительному сокращению удельного расхода кокса при выплавке чугуна.

Основные направления технического прогресса в доменном производстве включают:

• - совершенствование конструкций и повышение мощности доменных печей;
• - улучшение подготовки железорудной шихты;
• — применение кислорода и частичная замена кокса различными углеродсодержащими веществами (газообразными, жидкими и измельченными твердыми);
• — повышение степени нагрева доменного дутья и повышение давления газа в рабочем пространстве печи.

Полезный средний объем доменных печей составляет около 1300 м³. Укрупнение агрегатов является эффективным направлением снижения материале»- и энергоемкости металлургического производства.

В целях сокращения затрат на топливо путем снижения его расхода, из доменной печи были вынесены процессы разложения известняка. В настоящее время эти процессы осуществляются при производстве агломерата, где используется более дешевое топливо.

Большой интерес вызывают работы по интенсификации доменного процесса и использованию различных заменителей кокса, что позволяет снизить его расход до 380 430 кг на 1 т чугуна. Для интенсификадии доменного процесса широко используется высокотемпературное дутье, обогащенное кислородом в сочетании с природным газом. Все большее применение находит комбинированное дутье с использованием различных восстановительных реагентов: твердого, жидкого и газообразного топлива (в нашей стране в основном используется природный газ, за рубежом мазут) в сочетании с обогащением дутья кислородом. Проводятся опытные работы с применением коксового газа и угольной пыли.

В черной металлургии для травления изделий применяют серную, соляную, азотную, фосфорную, плавиковую кислоты и их смеси. Наиболее широко распространено травление с использованием серной кислоты. Сбросные травильные растворы и кислые промывные воды, как правило, нейтрализуются известковым молоком. Однако это приводит к образованию большого количества неутилизируемых шламов и затрудняет повторное использование воды в результате растворения в ней сульфата кальция.

Использование в качестве травильных растворов соляной кислоты позволяет сделать процесс практически безотходным. Так, образующийся при травлении раствор хлорида железа подвергают пирогидролизу по реакции:

2FeCl3 + ЗН20 о Fe203 + 6НС1.

Оксид железа отделяют от газовой фазы и используют в качестве готового продукта, а пары соляной кислоты конденсируют и возвращают в голову процесса. Описанная технология используется на Новолипецком металлургическом комбинате.