- •Глава 1.6. Особенности газодинамики печей большой мощности
- •Глава 1.6. Перспективы развития доменного производства
- •1.6.1. Технико-экономические показатели доменной плавки
- •1.6.2. Дальнейшее развитие существующих способов подготовки шихтовых материалов
- •1.6.3. Перспективы развития доменного производства
- •1.6.4. Увеличение размеров доменных печей с установкой бесконусных загрузочных устройств
- •117 В.П. Тарасов, п.В. Тарасов
Глава 1.6. Особенности газодинамики печей большой мощности
Глава 1.6. Перспективы развития доменного производства
1.6.1. Технико-экономические показатели доменной плавки
Для сравнения результатов работы доменных печей в различных сырьевых, дутьевых и других технологических условиях используют основные технические и экономические показатели доменной плавки. Основные показатели уже упоминались ранее, это удельный расход кокса, коэффициент полезного действия (КПД) и себестоимость чугуна. Все остальные технические и экономические показатели доменной плавки являются составными частями указанных основных трех показателей и используются для выявления причин улучшающих или ухудшающих эти показатели [1,22,38|.
Удельный расход кокса, К′, кг/т чуг. находят из отношения его суточного расхода К, т/сутки к суточному производству чугуна, Р, т/сутки
К' = К/P, (1.166)
Обычно стоимость кокса составляет около 50% всех затрат при выплавке чугуна. Кроме того, кокс является дефицитным материалом и запасы коксующихся углей весьма ограничены. Все это объясняет первоочередную задачу доменщиков по снижению удельного расхода кокса. На рис. 1.54, б показано изменение удельного расхода по основным металлургическим комбинатам и заводам Украины и России в 1986 г. Указанный период выбран потому, что все металлургические предприятия бывшего СССР в то время работали в нормальных сырьевых, дутьевых и ремонтных условиях, что позволяет объективно оценить показатели их работы. Видно, что различие в расходе кокса на тонну чугуна весьма велико. Наиболее низкий удельный расход кокса 433-444 кг/т чуг. на ЧерМК, НЛМК и ММК, а наиболее высокий 540-550 кг/т чуг. на "Азовстали", ДМК, КМК и др.
Это объясняется не только различием в качестве кокса и содержании серы (в Кузнецком и Воркутинском коксе 0,5 - 0,6%, а в Донецком 1,5 - 1,7%), но и разными уровнями подготовки шихты, а также разными полезными объемами печей. ЧерМК, НЛМК и ЗСМК строились сравнительно недавно и имеют в своем составе печи полезным объемом 3200 и 5500 м3, расход кокса на которых на 50-60 кг/т чуг. ниже, по сравнению с доменными печами V0 =1300-2000 м3 . Особенно это наглядно при сравнении КМК и ЗСМК, которые находятся рядом, используют для доменной плавки примерно одинаковые железосодержащие материалы и топливо, а результаты их работы значительно разнятся. Следовательно, вывод из эксплуатации доменных печей полезным объемом 1033-1513 м3, улучшение качества подготовки шихты, повышение температуры дутья позволит значительно снизить расход кокса. О других мероприятиях более радикального характера будет указано в дальнейших разделах настоящей главы.
В связи со строительством доменных печей 3200-5500 м3, новых Гоков (горно-обогатительных комбинатов), повышением температуры нагрева комбинированного дутья и др. мероприятиями удельный расход кокса с 1975 г. по 1990 г. снизили в целом по СССР на 100 кг/т чуг. При этом имеются все основания и на Украине и в России снизить расход кокса до 330-400 кг/т чуг.
Если сравнивают работу отдельных доменных печей с точки зрения технологического уровня их работы и квалификации обслуживающего персонала, то показатели приводят к равным условиям (Табл. 1.14).
В таблице 1.15 приведены к равным условиям результаты работы доменных печей ЗСМК и КМК, а также ДМК и "Криворожстали". Фактический расход кокса на КМК был на 80 кг/т чуг. выше, по сравнению с ЗСМК. Причем половина перерасхода приходиться за счет меньшего количества природного газа в дутье, 62 и 101 м3/т чуг. соответственно. Более низкий расход природного газа на КМК объясняется меньшим содержанием кислорода в дутье (23 и 28,9 %) и меньшим его нагревом (1019 против 11470С). Перерасход кокса по двум указанным параметрам и из-за разного выхода шлака составил вторую половину от общего перерасхода кокса (38 кг/т чуг.). Таким образом, разница приведенного расхода кокса на КМК и ЗСМК невелика, т.е. обслуживающий персонал на комбинатах работал, примерно, одинаково.
Таблица 1.14 – Влияние различных факторов на изменение
удельного расхода кокса и продуктивности доменной печи
№ п/п |
Показатели |
Экономия или перерасход кокса, % |
Увеличение или снижение производства чугуна, % |
1. |
Повышение содержания железа в шихте на 1 % |
-1,2 |
+2,0 |
2. |
Повышение рас хода металлодобавок на каждые 10 кг/т чугунка |
-0,3 |
+0,5 |
3. |
Уменьшение расхода сырого известняка 10 кг/т чугуна |
-0,5 |
+0,5 |
4. |
Уменьшение мелочи (-5мм) в железорудной части на 1% |
-0,5 |
+1,0 |
5. |
Уменьшение содержания золы в коксе на 1 % |
-1,3 |
+ 1,3 |
6. |
Уменьшение содержания серы в коксе на 1 % |
-3,0 |
+3,0 |
7. |
Повышение прочности кокса М25 на кажд. 1 % |
-0,6 |
+0,6 |
8. |
Уменьшение истираемоси кокса М10 на 1 % |
-2,8 |
+2,8 |
9. |
Уменьшение содержания Si в чугуне на кардую 0,1 % |
- 1,2 |
+1,2 |
10. |
Уменьшение содержания Мn в чугуне на каждые 0.01 % |
-0.2 |
+0,2 |
11. |
Повышение содержания S в чугуне на каждые 0,01 % |
-1,0 |
+ 1,0 |
12 |
Обогащение дутья О2 на каждый % (абс.) при концентрации 25-30 % |
+ 0.30 |
+2,1 |
13 |
Повышение температуры дутья при концентрации О2 в нем 25-30 % на каждые 10°С в диапазоне 1100-1200°С |
-0,22 |
+0,22 |
14 |
Коэффициент замены кокса природным газом при расходе до 100 м3/т 100-150 м3/т 150-200 м3/т |
0,80 кг/м3 0,70 кг/м3 0.60 кг/м3 |
|
15 |
Коэффициент замены кокса мазутом |
1.2 кг/кг |
- |
16 |
Повышение Р газов под колошником на каждые 10 кПа в диапазоне100-200 кПа избыточного давления |
-0,2 |
+1,0 |
17 |
Уменьшение времени простоев на 1% |
-0.5 |
+1.5 |
18 |
Уменьшение выхода шлака на 10 кг/т |
-0,50 |
+0,70 |
19 |
Уменьшение времени тихого хода на 1% |
-0,5 |
+1,0 |
20 |
Уменьшение количества случаев задержки выпуска чугуна на каждый 1% |
-0,05 |
+0,10 |
21 |
Уменьшение влажности дутья на каждые 1% |
-0,20 |
+0,10 |
Таблица 1.15 – Приведенные к равным условиям расхода кокса за 1986 р. на КМК і Зсмк, а также ДМК и "Криворожстали"
Наименования показателей |
Фактические данные |
Отклонение |
Изменения по коксу, % |
Фактические данные |
Отклонение |
Изменения по коксу, % |
||
ЗсМК |
КМК |
ДМК |
КрСт |
|||||
Расход кокса, кг/т чугуна |
439 |
519 |
+80 |
- |
530 |
467 |
-63 |
- |
Содержание Fе в р.ч. шихты, % |
56,8 |
54,18 |
-2,62 |
-3,14 |
51,58 |
53,68 |
+2,1 |
+2,52 |
Содержание природного газа, м3/т чуг. |
у/-. 101 |
62 |
-39 |
-31,2 кг/т чуг. |
107 |
125 |
+18 |
+12,6 кг/т чуг. |
Концентрация 02 в дутье, % |
28,9 |
23.0 |
-5,9 |
+1.77 |
24,2 |
30.4 |
+6.2 |
-1,86 |
Содержание в чугуне Si, % |
0,62 |
0,63 |
+0,01 |
-0,12 |
0,79 |
0,81 |
+0,02 |
-0,24 |
Содержание в чугуне Мn, % |
0,62 |
0,46 |
-0,16 |
+0.32 |
0,13 |
0.80 |
+0,67 |
-1,34 |
Расход известняка, кг/т чуг. |
- |
- |
- |
- |
13 |
1 |
-12 |
+0,6 |
Температура дутья, °С |
1147 |
1119 |
- 28 |
-0,62 |
1055 |
1150 |
+95 |
+2,1 |
Давление газа под колошником, кПа |
169 |
85 |
-84 |
-1,68 |
131 |
195 |
+64 |
+1,28 |
Выход шлака, т/т чугуна |
335 |
466 |
+131 |
-6.5 |
516 |
457 |
-59 |
+2,95 |
Всего по факторам, %, кг/т чугуна |
- - |
- - |
- - |
-9,97 -51,7 |
- - |
- - |
- - |
+6,0 +31,5 |
Изменение расхода кокса с учетом природного газа, кг/т чугуна |
- |
- |
- |
-82,9 |
- |
- |
- |
+44,1 |
Приведен. расход кокса, кг/т чугуна |
439 |
436 |
- |
- |
530 |
511 |
- |
- |
Изменен. расхода кокса |
- |
- |
- |
-3 |
- |
- |
- |
-19 |
Из табл. 1.15 видно в каком направлении следует совершенствовать доменный процесс на КМК для достижения показателей работы печей ЗСМК. Несмотря на сравнительно одинаковые сырьевые и дутьевые условия на доменных печах Днепровского и Криворожского комбинатов расход кокса на первом на 63 кг/т. чуг. выше, чем на "Криворожстали". При этом разница в расходе природного газа составила 18 м3/т. чуг, а в расходе кислорода 6,2 %. По отношению к условиям КМК на ДМК увеличили в полтора раза расход природного газа за счет высокой температуры дутья (10950С против 10190С). Из таблицы видно, что после приведения к равным условиям работы доменных печей ДМК и "Криворожстали" расход кокса на ДМК выше на 20 кг/т. чуг., т.е. за счет только улучшения распределения материалов и газов по сечениям печей на ДМК можно снизить расход кокса на эти 20 кг/т. чуг. Себестоимость чугуна складывается из:
-
стоимости железорудной шихты (агломерата, окатышей, железной и марганцовой руд, известняка и различных добавок) и топлива (кокса, природного газа, жидкого и пылеугольного топлива);
-
расходов по переделу (заработная плата, энергетические затраты, износ сменного оборудования; амортизация основных средств, текущий ремонт и содержание основных средств, транспортные расходы, разливка чугуна на разливочных машинах и др.);
-
общезаводских расходов (затраты на управление предприятием и обслуживание цеха).
В настоящее время происходит частое изменение цен на сырые материалы, топливо, электроэнергию, сменное оборудование и т.д. Кроме того, изменяются затраты на зарплату и общезаводские расходы. Поэтому здесь не приводятся постатейные расходы калькуляции на выплавку чугуна. Следует отметить значительный рост расходов в процентном отношении на кокс, природный газ, электроэнергию и оборудование.