книги из ГПНТБ / Грачев В.А. Современные методы плавки чугуна

0,72 руб. на тонну жидкого чугуна. Вовлечение дополнительного пер­ сонала на обслуживание газовых вагранок приводит к увеличению затрат на заработную плату с 0,31 до 0,52 руб/т. В конечном итоге себестоимость тонны жидкого чугуна марки СЧ 21-40, полученного в газовой вагранке, на 18°/0 дешевле, чем в коксовой.

При выборе рационального способа применения природного газа для плавки чугуна следует исходить из конкретных условий произ­ водства. В строящихся и проектируемых литейных цехах, в районах, богатых природным газом, целесообразно устанавливать газовые вагранки или применять дуплекс-процесс газовая вагранка — электромиксер. В действующих литейных цехах, располага­ ющих площадями для установки воздухоподогревателей, целе­ сообразно использовать природный газ для подогрева дутья. В тех литейных цехах, где по условиям производства не требуется высоко­ го перегрева металла пли необходимо увеличить выпуск жидкого чугуна, рационально коксовые вагранки переоборудовать на коксо­ газовые, в этом случае они требуют наименьших капитальных зат­ рат и могут работать как в коксогазовом, так и в коксовом вари­ анте.

Кроме расчетов экономической эффективности использования природного газа в вагранках, сделанных применительно к условиям снабжения предприятий топливом, целесообразно определить на­ родно-хозяйственную эффективность замены кокса при плавке чу­ гуна в вагранках природным газом, сделав расчеты себестоимости этих видов топлива [199].

При замене лишь 50% литейного кокса природным газом потреб­ ность в коксе уменьшается по стране на 1,5 млн. т, что может обес­ печить экономию около 2 млн. г дефицитных коксующихся углей.

Учитывая, что средние удельные капиталовложения в угольные шахты, являющиеся основным поставщиком коксующихся углей, со­ ставляют в среднем 27,5 руб., а в газовые промыслы 4,5 руб. на 1 т условного топлива, экономия единовременных вложений в топливо­

322

роднохозяпственная экономия единовременных затрат в топливодо­ бывающей и топливообрабатывающей промышленности в целом со­

при замене 50% литейного кокса природным газом составит в целом по стране около 50 млн. руб.

Таким образом, в целом использование природного газа в ваг­ ранках при внедрении на 50 % предприятий, имеющих литейные це­ ха, дает для народного хозяйства общую экономию на капиталовло­ жения около 85—90 млн. руб. и позволяет получать экономию при эксплуатации в связи с уменьшением затрат на топливо примерно в 50 млн. руб. ежегодно. В перспективе при дальнейшем развитии добычи природного газа, строительстве магистральных газопрово­ дов и газораспределительных сетей, когда появится возможность подвести газ к большинству промышленных центров, эта экономия соответственно увеличится.

4. Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т Ь Э Л Е К Т Р О П Л А В К И И Д У П Л Е К С - П Р О Ц Е С С О В

В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану разви­ тия народного хозяйства СССР «а 1971 —1975 годы отмечена целе­ сообразность внедрения индукционных печей промышленной часто­ ты для плавки чугуна.

Технико-экономические преимущества индукционных лечей в сравнении с вагранкой проявляются главным образом в снижении стоимости шихты за счет использования в ней малоценных отходов типа стружки, обрези и т. д.

Несмотря на это, в литературе нет единодушного мнения относи­ тельно экономических показателей индукционной плавки. Одни ис­ точники утверждают о высокой экономичности плавки в индукцион­ ных печах. Так, по данным Каунасского чугунолитейного завода, выплавляющего чугун в индукционных печах из стружки, 1 т жид­ кого металла дешевле на 20,3 руб., чем такой же чугун, выплавлен­ ный в вагранке [203]. Цеховая себестоимость жидкого чугуна в ли­ тейном цехе завода «Сибтяжмаш», выплавленного в индукционных печах, ниже по сравнению с чугуном из основной вагранки на 11 — 14 руб. (199].

Но исследования, выполненные фирмой «Union Carbide Согр», привели к противоположным выводам. Здесь сравнивались показа­ тели работы водоохлаждаемой вагранки горячего дутья производи­ тельностью 30 т/час, установки двух 20-тонных электродуговых пе­

323

емого чугуна, характер литья, объем производства, уровень его ор­ ганизации и т. д. Если проанализировать технологическую себесто­ имость в разрезе элементов затрат, то одним из основных факторов экономичности индукционной плавки является возможность пере­ плава дешевой шихты, составленной на основе отходов металлооб­ работки, использований возврата собственного производства и лома. В табл. 85 приводится сравнение стоимости шихты для получения чугуна марки СЧ 21-40 в коксовых вагранках и индукционных печах. Как видно из приведенных данных, шихта синтетического чугуна де­ шевле по сравнению с ваграночной шихтой на 35,11 руб., а полусин­ тетический чугун, содержащий 30% возвратных литейных отходов,

ных и стальных отходов и стружки, также дешевле на 14,43 руб. за тонну. По данным Горьковского автозавода, стоимость 1 т шихты для синтетического чугуна марки СЧ 18-36 составляет 37 руб., а при

.плавке серого чугуна той же марки и химсостава в вагранке — 61 руб., или на 65% больше. Однако в силу различных причин фак­ тические затраты на шихту для плавки в индукционных печах соста­ вили 45,23 руб., что обеспечило снижение затрат на 27%, вместо нормативных 39%.

Анализ топливно-энергетических затрат показывает, что динами­ ка изменения цен на топливо (кокс) и электроэнергию складывает­ ся в пользу электроплавки. Например, во Франции с 1955 по 1965 год цена на электроэнергию снизилась на 30—35%, т. е. примерно по 3% в год. В США к 1965—1966 годам литейный кокс подорожал почти на 40%, мазут — на 30%, тогда как электроэнергия подешеве­ ла по сравнению с 1947—1948 годами на 12%.

В нашей стране с 1 июля 1967 года цены на литейный кокс уве­ личились в среднем на 104%, а на электроэнергию, отпускаемую Го­ сударственными энергосистемами, — только на 40%.

По данным зарубежных литературных источников, расход тех­ нологической электроэнергии на расплавление и перегрев 1 т жид­ кого чугуна в индукционных печах промышленной частоты состав­ ляет 550—600 кет • ч, а по данным отечественных заводов, исполь­ зующих индукционные печи, 600—700 кет • ч. Очевидно, эти колеба­ ния в расходе технологической электроэнергии объясняются влия­ нием многих факторов, таких как емкость и мощность печи, техноло­ гия и организация процесса плавки и т. д. Одним из эффективных путей снижения расхода технологической электроэнергии при плав-

324

ке чугуна в электропечах является предварительный подогрев ших­ ты перед ее загрузкой в печь.

Эффективность индукционных печей для плавки чугуна подтвер­

В табл. 86 приводится расчет экономической эффективности внедрения электроиндукционных печей на заводе с выпуском жид­ кого чугуна 14 тыс. т. Шихта для индукционных электропечей в дан­ ном случае состоит на 60—70% из отходов дина мной стали, осталь­ ное — лом и возврат собственного производства, вместо 55% чуш­ ковых чугунов и возврата, при прежнем способе плавки чугуна в вагранках. Из таблицы видно, что себестоимость 1 т жидкого метал­ ла при плавке чугуна в индукционных печах снижается на 20,08 руб., или на 30%. Соответственно удельные приведенные затраты с уче­ том дополнительных капитальных вложений снизились на 17,95 руб., или на 23,3%.

326

Анализ теплового баланса вагранки и дуговой печи показывает, что их термический к. п. д. высок только для периода расплавленной твердой шихты (50% для вагранки и 80% для дуговой печи).

При перегреве жидкого чугуна к. п. д. у них составляет соответ­ ственно всего лишь 5 и 20%. В то же время термический к. п. д. для периода перегрева индукционной печи или миксера составляет 60— 70% у тигельной и 88—85% у канальной печи. Таким образом, как энергетически, так и экономически выгодны различные дуплекспроцессы.

Применение дуплекс-процесса вагранка горячего дутья — индук­ ционный миксер позволяет в два раза снизить расход условного топ­

чугуна дуплекс-процессом значительно стабилизируется температу­ ра и химсостав металла.

С целью сравнительного анализа различных типов дуплекс-про­ цессов в табл. 88 приведены расчеты экономической эффективности в автомобильной промышленности при замене технологии плавки чугуна в вагранке плавкой дуплекс-процессом [199].

На основе анализа номенклатуры изготовляемых отливок на различных заводах автомобильной промышленности рекомендуется применение следующих разновидностей дуплекс-процессов для плавки серого чугуна:

327

границы применения техники значительно расширяются и непре­ менным требованием, предъявляемым к ней, является облегчение условий труда. При плавке металла в индукционной печи санитар­ но-гигиенические условия труда значительно лучше, чем при плавке в вагранке.

Оценивая экономическую эффективность дуплекс-процесса, не следует забывать, что это, как правило, два самостоятельных агре­ гата, и в этой связи представляется чрезвычайно интересным и эко­ номически выгодным сочетание двух агрегатов в одном, так назы­ ваемый электрогазовый процесс. Сравнение экономической эффек­

плавления металла на газе, а перегрева — на электроэнергии. Также затраты определены и для электрогазового варианта. Технико-эко­ номический анализ показывает полную целесообразность создания и внедрения в промышленность единого плавильного агрегата, в ко­ тором газ плавит, а электроэнергия перегревает металл.

5. С Р А В Н И Т Е Л Ь Н Ы Й А Н А Л И З Э К О Н О М И Ч Е С К О Й Э Ф Ф Е К Т И В Н О С Т И С О В Р Е М Е Н Н Ы Х М Е Т О Д О В П Л А В К И Ч У Г У Н А

Для определения сравнительной экономичности плавки обычно­ го серого чугуна произведены [199] расчеты эффективности плавки чугуна марки СЧ 21-40 в различных плавильных агрегатах на годо­ вую программу 120 тыс. т жидкого металла.

При сравнительном экономическом анализе в качестве I вариан­ та, как базового для сравнения, принята коксовая вагранка холод­ ного дутья. Большаячасть чугуна в СССР в настоящее время вы­ плавляется в таких вагранках.

Вариант I I представлен коксовой вагранкой с подогревом дутья, очисткой и дожиганием ваграночных газов (закрытая вагранка).

Вариант I I I — коксогазовая вагранка завода «Станколит». Вариант IV — газовая вагранка конструкции Пензенского комп­

рессорного завода.

Вариант V — плавка чугуна в электродуговых печах.

Вариант V I — плавка в электроиндукционных печах промышлен­ ной частоты на разной шихте (а, б, в) и с предварительным подо­ гревом шихтовых материалов (г).

металла обеспечивает вариант X I за счет применения в шихте боль-

330

1