ЗАМЕНА КОКСА ПЫЛЕУГОЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ В ДОМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТОРОНА ВОПРОСА.

Мунтян А.В., Ярошевский С.Л.

Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів/Збірка доповідей VIII Міжнародної наукової конференції аспірантів і студентів. Т.2 - Донецьк: ДонНТУ, 2009, с.66-67

Доменная технология является уникальным явлением в технике, как по долгожительству, так и ее резервам, реализация которых обеспечивает на протяжении десятков лет ее лидирующую роль в производстве первородного черного металла. Судя по всему, ситуация сохранится неизменной в ближайшие 30-50 лет, несмотря на успешное промышленное освоение таких альтернативных процессов как Корекс, Ромелт, Мидрекс и др.

Но за последние годы проблемы экологии, связанные с промышленным сектором, приобрели значительную актуальность. Не является исключением и доменное производство, в значительной мере загрязняющее окружающую среду.

Ни для кого не секрет, что кокс – основной топливный ресурс в доменной технологии. В то же время, производство кокса – основная составляющая в процессе загрязнения окружающей среды доменным производством. И, следовательно, чем меньшим будет расход кокса при выплавке чугуна, тем менее пагубное влияние доменное производство будет оказывать на экологическую обстановку. Коксохимическое производство – является сильнейшим источником загрязнения окружающей среды большим количеством химических соединений. При производстве кокса выделяется огромное количество вредных веществ. К ним относятся: сероводород, сернистый ангидрид, окись углерода, фенолы, аммиак, нафталин, сероуглерод, 3,4-бензопирен, синильная кислота. Удельная величина пылегазовых выбросов на 1 т кокса составляет: пыли - 2,66 кг, газа – 7600 куб.м, вредных веществ – 4,07 кг.

В середине XX века была предложена технология замены некоторой доли кокса при выплавке чугуна другими видами энергоресурсов: пылеугольным топливом, природным газом, мазутом и т.д. Но с течением времени, в ходе теоретической научной и практической производственной работы, стало очевидным то, что технология вдувания пылеугольного топлива в горн доменной печи наиболее рациональна во всех отношениях. Она и на сегодняшний день остаётся наиболее перспективной и приоритетной для развития во всём мире. Данная технологическая концепция была ориентирована в большей степени на экономию ресурсов и снижение себестоимости производства продукции, но и с природоохранной точки зрения является довольно эффективной. Ведь приготовление пылеугольного топлива сопровождается значительно меньшим загрязнением атмосферы и водного бассейна, чем производство кокса. В таблице 1 приведено количество выбросов в атмосферу при производстве кокса и ПУТ.

Современная технология доменной плавки с расходом кокса 250-350 кг/т чугуна – это уникальнейшее достижение, результат работы поколений ученых и технологов, квинтэссенция современной науки, в частности, физики и химии, используемых во всех компонентах технологии.

Такие показатели плавки в настоящий момент можно увидеть на доменных печах королевства Нидерланды, где в полной мере используется технология замены части кокса пылеугольным топливом. В период с 1992 по 2009 год, благодаря качественным изменениям в технологии производства чугуна, нидерландские специалисты достигли снижения расхода кокса с 450 до 283 кг кокса на тонну продукта и получили немалый экологический эффект от сокращения выбросов вредных веществ в атмосферу при производстве кокса. Из таблицы 1 видно, что при производстве пылеугольного топлива выбросы в атмосферу в 33 раза меньше, чем при производстве кокса. Именно поэтому в Нидерландах прекратилось производство кокса, демонтированы все коксовые батареи, а кокс, использующийся в доменном производстве – исключительно импортируемое сырье.

Таблица 1 – Изменение экологических показателей при вдувании в горн доменной печи пылеугольного топлива

На сегодняшний день, если сравнить технологические показатели доменного производства в Украине с нидерландскими, в частности уровень расхода кокса, то можно увидеть, что украинские флагманы чёрной металлургии, такие как ОАО «Енакиевский Металлургический Завод», ОАО «МК «Азовсталь», ОАО «Алчевский Металлургический Комбинат», находятся в 90х годах XX века. Расход кокса на этих предприятиях составляет 450-600 кг на производство тонны чугуна. Напрашивается вопрос: как достичь уровня показателей зарубежных фирм? Попробуем дать ответ на примере ОАО «Енакиевский Металлургический Завод».

ОАО «ЕМЗ» на протяжении последних 10 лет активно модернизирует производство в своём доменном цехе: был организован и сооружён склад окатышей и кокса, на котором проводится предварительная подготовка сырья перед плавкой, отсев мелочи кокса, претерпела изменений и технология производства агломерата, построена новая доменная печь №5, конструктивно ничем не уступающая нидерландским доменным печам. В данный момент по образцу печи №5 строится ещё одна новая печь. Не осталась без изменений и технологическая схема выплавки чугуна: последние несколько месяцев доменная печь №5 работает без вдувания природного газа в горн, но в качестве компенсирующего мероприятия применяется вдувание пара. В результате такой реорганизации доменного производства расход кокса на доменной печи №5 ОАО «Енакиевский Металлургический Завод» снизился с 650 до 450 кг на тонну чугуна. Кроме этого в недалёком будущем планируется введение в эксплуатацию установки вдувания ПУТ, что позволит сделать расход кокса ещё ниже, а значит и улучшит экологическую обстановку в регионе.

Можно утверждать, что в настоящее время в Украине складываются благоприятные условия для оптимизации отечественной чёрной металлургии под условия и запросы окружающего мира. Экологический аспект – не исключение в данном вопросе и уже сделаны первые шаги по освоению новых технологических решений в этом направлении.