14.10.11 Лекция 12 Вторичные ресурсы предприятий черной металлургии

1. Предприятия с замкнутым металлургическим цехом (на входе имеют всё для производства сырья, заканчивая термической обработкой) – интегрированные (за рубежом).

2. С незамкнутым (как правило, нет доменных цехов и коксохим), процессы начинаются со сталеплавильного + прокатка.

Мы будем рассматривать с полным металлургическим циклом.

Энергетические ресурсы

Это топливные энергетические ресурсы.

1. Кокосовый газ

Искусственное топливо, без которого не может быть реализован процесс получения чугуна – кокс. Вторичный продукт – коксовый газ.

Коксовый газ – богатый 80-90 % горючие компоненты, в качестве которых выступают: водород 50%, метан (25%), СО – 6%, углеводороды CmHn – 2-2,5 %.

Выход газа – 350 м³/т кокса

1 батарея 1500 тонн в сутки.

Для того, чтобы получить качественный коксовый газ надо подвергнуть его глубокой очистки и от вредных загрязнителей: серводород, оксид углерод, парообразные и капельные вещества – ценные химические продукты, их более 100.

2. Доменный газ

Относят к бедным газам, горючие компоненты – СО 25%, водород 5%, метан - 0,5%, для печей с добавлением углеводорода.

Теплота сгорания 3,5 Дж/ м³

Выход – 2,5 тыс м³/т чугуна.

25% - на нагрев дутья доменных печей, остальное на нагревательные печи. Если избыток, то сжигают на ТЭЦ, нагрев цехов, душевых.

3. Конвертерный газ

С ним большие проблемы: количество оксидов углеродов достигает 90%, а выход газа – 70 м³/т стали. Во время продувки образуется этот газ, а это занимает непродолжительное время – 25 минут, остальные 40-45 минут не образуется, проблема в периодичности формирования газа, отсюда его проблема использования. Нет заводов, которые используют этот газ для технологических процессов. Его отправляют на котел утилизатор – пар, нагрев и так далее.

Можно в шихту ввести более 2 тонн окатышей в конвертер и снизить расход на 370 м³ за плавку. Удается повысить годности металла. Подогрев шихты.

4. Газ ДСП – технологический

Интересен для мини заводов. Используют: подача угольной пыли, кислорода, поднятие температуры за счет горения факелов. Получаются неполные продукты горения: СО, С, метан. Также сюда горение электродов – образование СО. Этот газ целесообразно использовать, его сегодня за рубежом используют для подогрева металлической шихты и сыпучих материалов.

Лом для подогрева должен прийти специальную подготовку: размеры.

Нагрев лома в бадьях. Выход газа на тону стали – 85 м³, температура 1700-1750, объем выбросов на тонну 8000 м³/ч.

5. Газ ферросплавных печей

Ферросплавы – сплавы легирующих компонентов, с помощью которых сталь приобретает потребительские свойства и качества. Есть массовые: ферросилиций, используется для поглощения кислорода, растворенный в стали, для трансформаторов, ферромарганец - и для легирования и связывания кислорода, силикомарганец, феррохром – для нержавеющих жаропрочных сталей.

Газ формируется за счет, богат оксидом углерода 80%, водород 4%, метан образует при выплавке ферросилиция. Теплота сгорания 10 МДж, выход 800 м³/т. Газ можно использовать, только если выплавка осуществляется в закрытых печах, тогда образование газов можно направить в подогреватель шихты.

Чтобы обеспечить нормальный подогрев, надо чтобы газ был 1000С.

Шлак – 1600-1650.

Тепловые энергетческие

1. Традиционно на 1 месте – тепло продуктов горения.

Если удается подогреть воздух до 600С, то величина экономии топлива – 34%.

Когда температура газов 1000 можно ставить разные рекуператоры.

Чаще всего это 400-500 – низко потенциальные.

Термосифоны и тепловые трубы.

Термосифон: запаянная труба, внутри которой жидкость. Если трубу расположить вертикально в канале, по которому движутся ПГ, жидкость вскипает, концентрирует в парах – теплоту парообразования, он поднимается к верху, а сверху пропускают воздух, который будет получать тепло от сифона. Далее по стенкам стекает вода и снова нагревается.

Тепловая труба: Точно также есть жидкость, запаянная труба, но в отличие от термосифона внутрь вставлена сетка (фитиля). Сверху ПГ, внизу воздух. Циркуляция сверху вниз. Жидкость поднимается к верху за счет фитилей (капиллярные явления). Труба может быть ориентирована в любом положение.

Сейчас стали применять их в металлургии: при использовании тепла, покидающие доменный подогреватель. Удается подогреть воздух до 250-270С и обеспечить нагрев воздухонагревателей без ПГ, только за счет доменного газа.

2. Тепло горячего кокса

Выдается с t=1000С. Сухое тушение и водой.

Если водой, то высокие напряжения.

Если кокс измельчается, то его потребительские качество снижается.

Сухое тушение кокса

Шахтного типа, рядом вагонетка, которая поднимается.

Продувается нейтральным газом, который циркулирует (снизу 100С, поднимается к верху, и выходит с температурой 800С выходит в котел утилизатор). На пути к нему, устанавливают устройство очистки от пыли, с другой стороны получить чистый газ, который может быть повторно использован.

Утилизировать значительное кол-во тепла и получить пар, в количестве 0,5 пара/тон охлажденного кокса. С давлением 3Мпа – 30 атм. При этом давлении удается получить пар и выработать определенное количество электроэнергии (электро генератор).