6.8 Современные способы производства углеродистого феррохрома в мире

Производство феррохрома началось с использования открытых или полузакрытых руднотермических печей с погруженной дугой малой мощности. В большинстве случаев они не имели какого-либо оборудования очистки газа. Сегодня, большая часть открытых или полузакрытых печей оборудованы более мощными трансформаторами и системами очистки газа в виде рукавных фильтров. Такая же ситуация наблюдалась и на предприятиях АО «ТНК «Казхром» (рисунок 6.9).

Рисунок 6.9 – Технологическая схема производства высокоуглеродистого феррохрома в открытых печах переменного тока

Оценка и анализ основных параметров производства углеродистого феррохрома на АО «ТНК «Казхром» в сравнении с ведущими зарубежными компаниями (Samancor, Xtrata, Outokumpu) позволяют выявить следующие недостатки:

1) устаревший парк маломощных электропечей: 16-27 МВА против 60-78 МВА;

2) низкий уровень автоматизации существующих производственных процессов – практически отсутствует автоматизация следующих процессов: выплавка, подготовка шихты, выпуск расплава, дробление и учет готовой продукции, контроль качества сырья и готовой продукции;

3) высокая численность персонала (АктЗФ 3500 чел, АксЗФ – 6700 чел, ДонГОК 7000, на лучших зарубежных предприятиях аналогичной мощности 7-10 раз меньше) и связанная с этим низкая производительность труда;

4) высокие удельные расходы сырья и материалов. Зарубежные предприятия использующие современные ферросплавные технологии имеют удельный расход электроэнергии ниже на 25%, а извлечение хрома выше на 7%;

5) частые капитальные ремонты: на предприятиях АО «ТНК «Казхром» через 8-10 лет, на лучших зарубежных предприятиях 18-20 лет.

Для выбора основных направлений стратегического развития предприятий АО «ТНК «Казхром» необходимо провести детальный анализ современных эффективных способов производства углеродистого феррохрома в мире, который приводится ниже.

Технологическое развитие мировой феррохромовой промышленности за последние несколько десятилетий и направления ее будущего развития, скорее всего, можно кратко выразить при помощи перечисления следующих тенденций:

1. Более строгое законодательство по охране окружающей среды и меры по обеспечению его выполнения привели к значительному снижению уровня загрязнения и выбросов твердых частиц ферросплавных заводов;

2. Рост цен на электроэнергию, рост мировых цен на кокс и ограниченные объемы имеющегося кокса и коксующегося угля вынудили производителей пересмотреть свои технологии;

- с 1998 года в общей сложности более 10 больших закрытых феррохромовых печей (в основном в ЮАР) были оборудованы устройствами предварительного подогрева шихты с использованием печных газов.

- внедрение технологии предварительного восстановления хромовых руд.

- в общей сложности было установлено более 10 фабрик по производству брикетов и окатышей из хромовой руды, которые повышают энергетическую и металлургическую эффективность. Эти установки обеспечивают окускованными материалами как новые, так и уже имеющиеся печи.

3. Происходит постепенный отказ от технологий использующих печи с низкой эффективностью.

- все новые печи являются закрытыми, и в них применяется подача окускованной и прошедшей предварительный нагрев шихты, например, печи компаний Assmang Chrome, Merafe, Hernic Ferrochrome и IFM. Компания Tata Steel предпочла окускование методом брикетирования.

- с 1996 года компания Samancor Chrome ввела в эксплуатацию две дуговые печи постоянного тока для производства феррохрома. Основными характеристиками этих печей является высокое извлечение хрома, применение менее качественной мелкофракционной хромовой руды, и более дешевых восстановителей. Еще несколько печей постоянного тока находится на разных стадиях проектирования.

4. Наблюдается общая тенденция применения более крупных печей. Все эти печи являются закрытыми и подсоединенными к системам подачи окускованной руды, а некоторые из них к системам предварительного нагрева.

- компания Hernic Ferrochrome установила закрытую печь 78 МВА, производящую передельный феррохром из предварительно нагретых обожженных окатышей. Эта печь в настоящее время эксплуатируется с наивысшей производительностью из всех печей по выплавке феррохрома в мире.

- несколько печей в компаниях Samancor, Merafe, Assmang Chrome и IFM реконструированы или модернизированы до уровня мощности 54-66 МВА.

В итоге, развитие технологий в сфере производства феррохрома заключалось, главным образом, в доработке и совершенствовании обычной технологии, использующей руднотермические печи и применении конкурентоспособных печей постоянного тока для производства феррохрома. В будущем потребуется дальнейшее повышение эффективности и экономичности.

На рисунках 6.10 и 6.11 приведены сравнение удельных расходов электроэнергии и шихтовых материалов, а также структура себестоимости углеродистого феррохрома, произведенного различными способами. А в таблице 6.8 приведены основные технико-экономические показатели производства углеродистого феррохрома на предприятиях АО «ТНК «Казхром» в сравнении с показателями производства в печах с подогревом шихты и постоянного тока на предприятиях компании Samancor (ЮАР).

Таким образом, проведенный анализ показывает, что в обозримом будущем предпочтение будет отдано большим герметичным печам с погружённой дугой (руднотермическим) с предварительным нагревом шихты (по технологии «Outokumpu»), а также новому поколению герметичных дуговых печей постоянного тока с подогревом или без подогрева шихты.

Таблица 6.10 – Структура себестоимости производства

высокоуглеродистого феррохрома

Таблица 6.11 – Удельный расход материалов и электроэнергии при производстве высокоуглеродистого феррохрома

Таблица 6.12 – Технико-экономические показатели выплавки высокоуглеродистого феррохрома

Показатели	Завод
	АктЗФ	АксЗФ	АксЗФ	Middelburg	Ferrometals	Ferrometals
Производитель	Казхром			Samancor
Тип печи	Открытая	Закрытая	Закрытая	Закрытая	Закрытая с подогревом шихты	Открытая
Род тока	переменный	переменный	переменный	постоянный	переменный	переменный
Номинальная мощность, МВ∙А	27,6	33	63	63	63	63
Фактическая мощность печи, МВт	23	27	50	40	50	50
Уд. расход материалов, кг/т хрома
Хромовая руда	4050	3940	3975	3277	3708	4513
Восстановители всего (86% Ств)	980	810	828	829	1130	1300
в т.ч. кокс	781	566	683	-	1130	1300
уголь Борлы	380	-	-	-	-	-
антрацит	-	243	165	1430	-	-
Электродная масса	40	52	44	10	20	20
Уд.расход эл.энергии, кВт час/т Cr	6700	6500	7100	8817	7023	8057
кВт час/физ.т	4726	4518	4796	4585	3652	4190
Извлечение хрома, %	72,2	73,1	73,5	90,4	79,6	65,1