книги из ГПНТБ / Сидоров, Н. Е. Технический прогресс и снижение энергоемкости продукции черной металлургии

Глава II

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

В ЦЕЛЯХ ДАЛЬНЕЙШЕГО СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЗАТРАТ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Доменное производство является важнейшим потре­ бителем топлива в черной металлургии. Здесь применя­ ется наиболее дорогой вид топлива — кокс, поэтому сред­ няя стоимость 1 т у. т. в доменном производстве в 2—• 3 раза выше по сравнению с другими потребителями, например, с мартеновским или прокатным производст­ вами. Энергозатраты на выплавку чугуна составляют 80% общих их значений на предприятиях с полным ме­ таллургическим циклом (табл. 21). По этой причине разрабртка и реализация мер по снижению расхода топ­ лива, и прежде всего кокса, в доменном производстве является важной задачей, решение которой может зна­ чительно повысить эффективность черной металлургии в целом. Ниже освещаются основные' пути снижения энергозатрат в доменном производстве.

1. ПОВЫШЕНИЕ КУСКОВАТОСТИ

ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ

Общеизвестно, что суточная производительность домен­ ной печи при прочих равных условиях пропорциональна расходу дутья за единицу времени и обратно пропорцио­ нальна удельному расходу кокса. Эта зависимость мо­ жет быть выражена уравнением [53]

р --- с^~ск--- ТГ’ W

где Р — суточная производительность доменной печи, т/сутки; ф — влажность дутья, г/м3\ Сф — доля углерода

42

* В ч и с л и т е л е — ц е н ы с 1 и ю н я 1955 г .; в з н а м е н а т е л » — ц е н ы с 1 и ю л я 1967 г.

удельный расход кокса, г/г чугуна.

Расход дутья за единицу времени зависит от условий схода шихтовых материалов в доменной печи и их газо­ проницаемости. Газопроницаемость столба шихты в печи, влияя на распределение материалов и газов по сечению печи, в значительной мере определяет также удельный расход кокса. Если она выше, то улучшаются условия для более полного использования тепла в печи и, сле­ довательно, расход топлива уменьшается. Таким обра­ зом, повышение газопроницаемости шихтовых материа­ лов— одно из необходимых условий улучшения показа­ телей доменной плавки.

Общепризнанными мерами повышения газопроницае­ мости шихтовых материалов является отсев от них ме­ лочи и сортировка их по фракциям.

Вряде стран мира осуществлению мер по повыше­ нию газопроницаемости доменных шихт уделяется боль­ шое внимание. Например, в Японии и Швеции агломерат перед подачей его в доменные печи подвергается дву­ кратному рассеву, в результате чего в пробах, отобран­ ных в скипах доменных печей, содержание мелочи (фракция 5—0 мм) составляет всего 4—8%.

ВСССР отсев мелочи из агломерата, являющегося основным видом окускованного железорудного сырья, организован на Магнитогорском и Нижнетагильском металлургических комбинатах, на НКХОКе, а также на заводах Череповецком, Коммунарском, Криворожском

(доменные печи № 5—8) и др. На этих предприятиях содержание мелочи в агломерате находится в пределах 10—16%. Большинство же доменных печей на метал­ лургических предприятиях Союза, в том числе и в Укра­

казатели работы доменных печей можно характеризо­ вать следующими примерами.

По данным [213], за счет отсева мелочи (минус 6 мм) производительность доменной печи завода Эдгара Том­

44

сона фирмы Юнайтед Стейтс стил (США) возросла на 21%, расход кокса на 1 т выплавленного чугуна снизил­ ся на 15%.

Уменьшение содержания фракции минус 10 мм в ски­ повом агломерате с 35 до 5% на заводе Эпплби — Фродингем позволило увеличить производительность домен­ ной печи на 25%.

На одном из заводов Швеции отсев фракции минус 3 мм способствовал снижению удельного расхода кокса с 565 до 524 кг/т чугуна.

На заводе в Порт-Кембла (Австралия) в результате грохочения агломерата содержание в печи фракции минус 6 мм уменьшилось с 30 до 11%. В результате про­ изводительность доменных печей возросла на 12%.

Отсев фракции минус 8 мм из руды и агломерата перед их загрузкой в скип, при одновременном ограниче­ нии верхнего предела размеров кусков до 40 мм, обе­ спечил увеличение производительности доменной печи

фракции 3—0 мм на 4,5%, а фракции 10—0 мм — на 8,2%. При содержании в доменной шихте 25% грохоче­ ного агломерата производительность доменной печи воз­

дена опытная плавка с отсевом из железорудной части шихты мелочи. Установлено, что, несмотря на увеличе­ ние выхода шлака с 720 до 760 кг/т чугуна, уменьшение количества мелочи в шихте с 343 до 81 кг/т чугуна со­ провождалось сокращением удельного расхода кокса с 735—740 до 690—700 кг и увеличением суточной про­ изводительности доменной печи на 10—13% [159].

Полученный на Новокриворожском горнообогатитель­ ном комбинате агломерат разгружали на эстакаду, где он охлаждался в штабеле, а затем ленточным питателем подавался в барабанный грохот (длина 4,8 мм, диаметр 1,8 м, зазор между прутиками 6 мм).

45

За счет грохочения ситовый состав агломерата су­ щественно изменился (табл. 22).

Т а б л и ц а 23

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ЗАВОДА ИМ. ПЕТРОВСКОГО НА ОБЫЧНОМ И ГРОХОЧЕНОМ АГЛОМЕРАТЕ (ПРИ 100% ЕГО В ШИХТЕ)

46

Грохоченый агломерат проплавлялся на доменной печи полезным объемом 675 м3 завода им. Петровского. Результаты 20-суточной доменной плавки на грохоченом агломерате в сравнении с соответствующим периодом ее работы на обычном агломерате приведены в табл. 23 [ПО].

Из приведенных данных видно, что применение гро­ хоченого агломерата обеспечило увеличение производи­ тельности печи на 16,4% и снижение удельного расхода кокса на 8,4%• При этом уменьшился расход природного газа на 1 тчугуна с 79,5 до 71,5%, т. е. на 10%.

Указанное улучшение показателей доменной плавки произошло при практически неизменных химических составах выплавляемого чугуна и загружаемого в печь агломерата (табл.24).

Т а б л и ц а 24

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ АГЛОМЕРАТА НКГОК. ПРИМЕНЯЕМОГО В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ РАБОТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Обычный 54,6 11,2 10,6 11,0 1,04

Аналогичные результаты получены на доменной печи № 4 Магнитогорского металлургического комбината (табл. 25).

Из приведенных данных следует, что в результате применения в шихте 50% грохоченого агломерата про­ изводительность печи возросла на 3,1%, а удельный

расход кокса снизился на 2,6%.

Таким образом, уменьшение содержания мелочи в агломерате является важным направлением в деле по­ вышения эффективности доменного производства. Ска­ занное подтверждается и расчетом экономической эф­ фективности данного мероприятия, в котором принято,

47

печи также на 1% и снижает удельный расход кокса на

0,75% [106].

В расчете учитывались следующие показатели:

— экономия на условно-постоянных расходах и на капиталовложениях за счет повышения производитель-

48

ности доменных печей в результате уменьшения содер­ жания мелочи в агломерате;

— экономия эксплуатационных затрат и капитало­ вложений в связи с сокращением удельного расхода кокса;

— дополнительные затраты на условно-постоянные расходы в агломерационном производстве, вызванные снижением производительности аглолент в связи с от­ севом мелочи из агломерата;

—• дополнительные затраты и капиталовложения на топливо в агломерационном производстве в связи

суменьшением выхода годной продукции;

—эксплуатационные затраты и капиталовложения на добычу дополнительного количества топлива в связи

суменьшением выхода колошникового газа при сниже­ нии расхода топлива в доменных печах;

—дополнительные капиталовложения на увеличение мощности агломерационного производства;

— капиталовложения на строительство установок для рассева агломерата с одновременным удлинением аглолент в целях охлаждения агломерата.

Результаты расчета экономической эффективности организации отсева мелочи из агломерата приведены в табл. 26.

Исходные данные для расчета экономической эффек­ тивности отсева мелочи из агломерата можно предста­ вить в следующем виде:

Годовой экономический эффект от мероприятий по улучшению гранулометрического состава железорудной части шихты составит:

а) в масштабе отрасли:

1260.0 — 0,15-3747,0 = 698,0 тыс. руб.;

б) в масштабе народного хозяйства:

1182.0 + 0,14-824,0 = 1297,0 тыс. руб.

Срок окупаемости капиталовложений в масштабе от­ расли составляет 3 года.

Т а б л и ц а 26

ИЗМЕНЕНИЕ ЗАТРАТ ПО ОСНОВНЫМ ВИДАМ ПРОИЗВОДСТВА В РЕЗУЛЬТАТЕ ОТСЕВА МЕЛОЧИ ИЗ АГЛОМЕРАТА ПРИ ВЫПЛАВКЕ

Значительный эффект от внедрения данного меро­ приятия следует ожидать в масштабе народного хозяй­ ства, так как при этом будет экономия не только на эксплуатационных, но и на капитальных затратах.

50