24(2). Основные тенденции и перспективы развития прокатного производства
Большая программа реализуется в странах мира в области развития технологии и оборудования для производства прокатной продукции.
Достигнутые успехи в области совершенствования оборудования и технологии прокатки позволили получать методом горячей прокатки тонкие полосы (до 0,7мм) и заменять ими более дорогие холоднокатанные полосы в определенных условиях применения.
Продолжается интенсивное наращивание мощностей по производству полосового проката с защитными антикоррозионными покрытиями, особенно цинком и сплавами на его основе.
Общей мировой тенденцией в области производства сортового проката является широкое использование непрерывнолитых заготовок вместо катаных, что позволяет на 20% снизить расход стали, существенно сократить численность работающих (выводятся из эксплуатации цехи изложниц, подготовки составов, обжимные), сроки окупаемости при сооружении новых агрегатов, снизить энергозатраты до 1500 МДж/т.
Второй особенностью сортопрокатного производства является стремление приблизить сечение заготовки к готовому профилю, что дополнительно снижает производственные затраты, минуя прокатку в обжимных и заготовочных станах.
Разработана комбинированная установка MPS (Multi-Purpose Section Plant) для производства балок, швеллеров, шпунтов и др., применение которой также обеспечивает значительное снижение расходов. По этой технологии после нагрева в печи непрерывнолитые блюмы и исходные профили различного сечения направляют в реверсивные клети дуо для первичной деформации. Затем раскат поступает в группу черновых клетей, состоящую из универсальной рабочей клети, клети для бокового обжатия полос и отдельно расположенной универсальной чистовой клети.
Сформировались
основные тенденции мирового развития
производства арматурной стали, наиболее
используемого вида сортового проката.
Для обычных железобетонных конструкций
они сводятся к следующему: повышение
прочностных характеристик (
);
обеспечение гарантированной свариваемости
посредством ограничения содержания
углерода до 0,24%; переход на единый класс
арматуры независимо от способа
производства и диаметра.
За рубежом расширяется строительство мини-заводов. Прогнозируется, сто в XXI в. получат распространение микрометаллургические заводы производительностью до 30 тыс. т/год, которые могут решить проблему рационального снабжения металлопродукцией регионов, удаленных от минерально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов. Микрометаллургия представляет интерес и с энергетической точки зрения, являясь поставщиком вторичных энергоресурсов.
23(2). Основные тенденции и перспективы развития доменного производства и бескоксовой металлургии
Альтернативой так называемой "коксовой" металлургии является бескоксовая металлургия, где взамен кокса используют энергетические угли (более дешевый вид), природный газ, конвертированный газ (состоящий из смеси СО, Н2 и летучих углеводородов), а также отходы производства пластмасс, бытовые отходы и электроэнергию при переплаве железорудных металлизованных видов сырья и пылевидных окислов железа и железной окалины.
Среди основных направлений повышения технического уровня доменного производства важное значение придается вдуванию пылеугольного топлива (ПУТ).
В настоящее время за рубежом более 100 доменных печей работают с вдуванием ПУТ. Более 35% мирового потребления ПУТ приходится на доменные печи Японии, которые практически все оборудованы системами для вдувания ПУТ.
В связи со снижением газопроницаемости столба шихты при вдувании значительных количеств ПУТ и для сохранения производительности печей расход дутья сокращают, обогащая его кислородом.
Специалистами прогнозируется, что в ближайшие 2 десятилетия расход ПУТ на доменных печах будет превышать расход кокса, и ПУТ можно будет рассматривать как основное топливо доменной плавки.
Вторым по значимости в мировой практике является использование природного газа в доменном производстве, который как вдуваемое топливо по сравнению с ПУТ менее требователен к качеству используемого железорудного сырья и топлива (кокса). Природный газ применяют в регионах, где стоимость его не очень высока, и на печах с относительно устаревшим оборудованием.
Капитальные затраты на систему вдувания природного газа в доменную печь составляют только 10-20% от соответствующих затрат на систему подготовки и вдувание ПУТ. Этим обстоятельством, а также упомянутыми преимуществами природного газа как технологического топлива можно объяснить его использование в США, Канаде, Мексике и ряде др. стран.
Процессы прямого восстановления в черной металлургии являются альтернативой доменному процессу. Их можно классифицировать следующим образом: процессы жидкофазного восстановления; процессы твёрдофазного восстановления; комбинированные процессы.
Среди процессов жидкофазного восстановления выделяется процесс РОМЕЛТ. Используется пылевидная железная руда и отходы в виде шламов, пыли и т.п. В качестве восстановителя используется углерод в виде пыли. Восстановление окислов железа происходит в шлаке с одновременным сжиганием СО газокислородными горелками. В вспененном шлаке железо восстанавливается и в печи получают близкий по составу к чугуну металл, который называют синтеком. Указанный материал используют при выплавке стали.
Среди процессов твёрдофазного восстановления следует особо отметить процесс МИДРЕКС. На основе окатышей полученных МИДРЕКС-процессом выплавляются стали по мировым стандартам. Преимуществом этого процесса является повышенная чистота окатышей по сере, фосфору и пониженное содержание углерода в окатышах. В качестве восстановителя используется природный газ и СО2, в результате чего получается смесь СО и Н, используемые для восстановления железа из металлизованных окатышей или в шахтных печах с последующим переплавом железа в электропечах.
Среди комбинированных процессов следует выделить процесс КОРЕКС. Он сочетает в себе твёрдофазное и жидкофазное восстановление. Окислы железа восстанавливаются конвертированным газом, который является продуктом неполного сжигания природного газа. CH4 + O2 2CO + 2H2. Процесс восстановления осуществляют в шахтных печах с последующим переплавом полученного железного продукта в электропечи, синхронно работающей с шахтной печью.
Основными направлениями развития являются повышение степени использования тепла и скорости восстановления в жидкофазных процессах; повышение степени использования углерода за один цикл в процессах твердофазного восстановления. Наиболее перспективными являются комбинированные процессы. Общим направлением совершенствования является автоматизация процессов.