книги из ГПНТБ / Роменец, В. А. Технико-экономический анализ кислородно-конвертерного производства

шествующих размеров и конфигурации реторты, струк­ туры металлозавалки, состава шихтовых материалов л т. д. Кроме того, для конкретных условий может быть определена целесообразность дальнейшего сокращения продолжительности продувки при увеличении пропуск­ ной способности газового тракта.

Парные зависимости выхода жидкой стали от техно­ логических и организационных факторов дают возмож­ ность составить корреляционные уравнения множест­ венной регрессии для агрегатов различной емкости (с учетом конфигурации реторт и конструктивных осо­ бенностей оборудования систем отвода конвертерных га­ зов) при использовании в качестве охладителей лома или железорудных материалов. Это имеет большое зна­ чение для оценки эффективности производства при про­ ектных разработках новых сталеплавильных комплексов.

Эффективный состав чугуна для кислородно-конвертерного

процесса

Химический состав передельного чугуна в значитель­ ной мере определяет уровень показателей работы как до­ менных, так и кислородно-конвертерных цехов. Поэтому вопрос об эффективном составе чугуна для кислородноконвертерного процесса необходимо решать на основе комплексного рассмотрения технико-экономических по­ казателей работы доменных печей и кислородных кон­ вертеров.

В процессе доменной плавки увеличение концентра­ ции кремния в чугуне становится возможным только в условиях более горячего хода печи, который достигает­ ся снижением рудных нагрузок вследствие более высоко­ го удельного расхода кокса. Это приводит к увеличению удельного (на 1 т чугуна) расхода дутья. Повышению же расхода дутья в единицу времени препятствуют кон­ структивные и технологические особенности печей, обу­ словливающие при нормальном ходе их определенный расход дутья и соответствующий ему выход горнового газа. При приблизительно постоянном расходе дутья в единицу времени сжигается примерно одинаковое ко­ личество кокса. Поэтому при повышении удельного рас-

115

хода кокса соответственно снижается производитель­ ность доменной печи. Почти такая же картина наблюда­ ется и при увеличении концентрации марганца в чугуне. Здесь также требуется повышенный расход кокса, так как процесс восстановления Мп из МпО идет только за счет твердого углерода с большой затратой тепла. Ха­ рактерной особенностью при этом является то, что МпО сильно разжижает доменные шлаки и вязкость их резко падает; в результате шлаки с большой скоростью прохо­ дят высокотемпературную зону и поступают в горн пло­ хо прогретыми, что является одной из причин дополни­ тельного расхода кокса.

Исследованием влияния состава передельного чугуна на показатели работы доменных печей [105] установле­ ны статистические зависимости в форме уравнений мно­ жественной регрессии, позволяющие в каждом конкрет­ ном случае определить производительность печей, удель­ ный расход кокса и некоторые другие показатели домен­ ной плавки.

В МИСиС на основе показателей работы агломера­ ционных фабрик и доменных цехов ряда отечественных заводов разработаны алгоритмы процессов агломерации и производства чугуна, которые запрограммированы для расчета на ЭВМ «Минск-22». При этом обеспечивается учет влияния различных производственных факторов при хорошем совпадении расчетных и фактических данных. Именно на основе этой методики произведен расчет

Б, доменный цех которого имеет в своем составе совре­ менные печи суммарным полезным объемом 14 156 мг. Ис­ ходные данные, отвечающие условиям работы печей при производстве чугуна базового состава: 4,06% С; 0,60% Si; 0,80% Мп; 0,040% S; 0,080% Р, приведены в табл. 19.

Качество шихтовых материалов для всех составов пе­ редельных чугунов принималось постоянным (табл. .20), что обеспечивало сопоставимость условий при сравнении вариантов. Фактическое время работы печей также при­ нималось равным по всем вариантам 357 суток, что со­ ответствует фактическим данным. Расчет экономических показателей произведен в средних по отрасли ценах. Ка-

116

питалоемкость передельного чугуна установлена по дан­

кремния в передельном чугуне на 0,1% удельный расход кокса возрастает на 0,4%, а годовая производительность снижается на 0,5%- Совокупное влияние указанных фак­

117

Т а б л и ц а 20. Состав шихтовых материалов доменной плавки, %

Шихтовые материалы F e 2 O s F e O MnO S i O , A12 0, CaO

производительность печей изменяется в меньшей степе­ ни, чем при повышении концентрации кремния. Однако вызываемое увеличение затрат на топливо, флюс и в ос­ новном на марганцевую руду приводит к тому, что себе стоимость чугуна при повышении в нем концентрации марганца на каждые 0,1% возрастает на 0,4%.

В табл. 23 и 24 представлены данные, характеризую­ щие влияние химического состава чугуна на его капи­ талоемкость. При увеличении концентрации кремния в чугуне обусловливаемый при этом рост затрат на энер­

превышает сокращение расходов на производство агло­

рост затрат по указанным статьям компенсируется их снижением на производство агломерата. Капиталоем-

118

кость чугуна в результате этого имеет тенденцию к сни­ жению, которое составляет в среднем 0,1% на каждые 0,1% увеличения концентраций марганца в чугуне.

Сравнительная оценка эффективности производства передельных чугунов с различным содержанием крем­ ния и марганца выполнена по приведенным затратам, ре­ зультаты расчета которых представлены на рис. 41.

Наиболее заметное влияние на величину приведен­ ных затрат оказывает изменение концентрации марган­ ца. Практически постоянный уровень приведенных за­ трат в диапазоне концентраций марганца ниже 0,8% не­ является характерным, так как принятый в расчете состав шихтовых материалов уже обеспечивал получе­ ние чугуна с содержанием марганца менее 0,8% без ис­ пользования марганцевой руды. Изменение же при этом показателей доменного процесса не оказывает заметного влияния на величину затрат в себестоимости и последняя в диапазоне концентраций Мп ниже 0,8% остается прак­ тически одинаковой, в основном определяя постоянство уровня приведенных затрат (рис. 41, кривая 2).

Для выявления тенденций в изменении уровня при­ веденных затрат в диапазоне концентраций марганца в передельном чугуне ниже 0,8% произведен расчет по-

Рис. 41. Изменение приведенных затрат при изменении концентраций кремния (1) и марганца (2) в чугуне

119

III.Топливо

122

123

/.Энергозатраты:

125

/.Энергозатраты:

* По д а н н ы м Гипромеза .

126

127

казателей доменной плавки при использовании сырых материалов, бедных окислами марганца. Результаты расчетов представлены пунктирной линией на рис. 41, кривая 2.

Характер изменения приведенных затрат при сниже­ нии концентраций кремния и марганца в чугуне указы­ вает на экономическую целесообразность производства передельных чугунов с минимальным содержанием ука­ занных элементов. Однако последнее справедливо лишь для доменного производства, в котором при этом дости­ гается максимально возможная при прочих равных ус­ ловиях экономия затрат на передел и удельных капи­ таловложений. В отличие от доменного в кислородноконвертерном производстве существует технологический и экономический оптимум показателей процесса, во мно­ гом определяемый составом передельного чугуна.

Повышение до определенных пределов концентраций кремния и марганца в передельных чугунах обеспечива­ ет улучшение условий шлакообразования и, как следст­ вие этого, снижение механических потерь металла и уве­ личение выхода годного. Кроме того, ускорение шлако­ образования обусловливает возможность повышения интенсивности продувки, стойкости рабочей футеровки и фурм со всеми вытекающими отсюда последствиями экономического порядка. Но наряду с этим увеличение концентраций указанных элементов в передельном чугу­ не имеет и отрицательные последствия. Оно проявляется в увеличении угара компонентов чугуна, повышении рас­ хода шлакообразующих и т. д. Такое положение обес­ печивает наличие оптимума экономических показателей процесса, отвечающего определенному химическому составу передельного чугуна.

Вопросам эффективного состава передельных чугу­ нов для кислородно-конвертерного производства в оте­ чественной и зарубежной практике уделяется большое внимание [103, 107—109].

Оптимальная концентрация марганца в передельном чугуне

Проведенными в МИСиС и ряде других институтов исследованиями установлено, что повышение концентра­ ции марганца в передельном чугуне свыше 0,6% сопро-

128