Черная металлургия Украины ежегодно расходует 7-8 млрд. м3 природного газа (ПГ), поэтому в значительной мере ее эффективность и конкурентоспособность стали заложником дефицитности этого энергоносителя и цен на него. В частности, в Украине на выплавку чугуна расходуется ежегодно более 3 млрд. м1 ПГ, что на протяжении последних 10 лет ограничивает возможности снижения расхода кокса и сдерживает развитие доменной технологии. Ситуация может быть разрешена только за счет замены ПГ более эффективными альтернативными видами топлива. Отечественный и зарубежный опыт показывают, что при выплавке чугуна альтернативой ПГ может быть пылеугольное топливо (ПУТ). Его преимуществами являются: наличие огромных ресурсов углей для производства ПУТ, возможность замены ПГ пылеугольным топливом, значительное снижение расхода кокса, благоприятные экологические последствия, наличие оборудования и промышленного опыта для реализации процесса, отвечающих требованиям современной технологии и др. На ОАО «ДМЗ» с 1980 г. в промышленном режиме работает установка по вдуванию ПУТ, обеспечившая в 2006 г. полную замену ПГ и снижение расхода кокса до 400 кг/т чугуна, что на 90 кг/т (18%) меньше, чем в среднем по Украине. На международной научно-технической конференции, которая прошла 18-21 декабря 2006 г. в Донецком национальном техническом университете (ДонНТУ), участвовали 80 представителей украинских, российских и дальнего зарубежья металлурги- ческих предприятий, проектных, научно-исследовательских и учебных институтов: Министерство промышленной политики Украины, Облгосадминистращш г. Донецка, Объединение предприятий «Металлургпром», Украинская ассоциация производителей чугуна, ОАО "Мариупольский металлургический комбинат им. Ильича", ОАО "Металлургический комбинат "Азовсталь", ОАО "Миталл Стал Кривой Рог", ОАО "Запорожсталъ", ОАО "Алчевский металлургический комбинат", ОАО "Енакиевский металлургический завод", ОАО "Днепровский металлургический комбинат им. Ф.Э. Дзержинского", ЗАО "Донецксталь" - металлургический завод", ЗАО "Макеевский металлургический завод", ОАО "Томаковский ЗКГ", ОАО "Магнитогорский металлургический комбинат", ОАО "Западно-Сибирский металлургический комбинат", ОАО "Нижнетагильский металлургический комбинат", Национальная металлургическая академия Украины, Государственный институт подготовки и переподготовки кадров промышленности, Приазовский государственный технический университет, Донбасский государственный технический университет. Санкт-Петербургский государственный технический университет, Новокузнецкий филиал Томского политехнического университета, Институт черных металлов НАН Украины, Украинский государственный научно-исследовательский утлехимический институт, НПК «Киевский институт автоматики», НИПИМП «Гнпросталь» УкрГНТЦ «Энергосталь», ДонНИИчермет, Institut fur Eisenhuttenkunde der RWTH (Германия), Kuttner(Германия),INEQ (Словакия), ОАО «Сибтермо», ООО "АЭРОТРАНС", ООО «Литпром», НПО "Доникс". ЗАО "Визави". На конференцию было представлено 49 докладов, посвященных общей ситуации металлургии Украины, в первую очередь с позиций ресурсосбережения, перспективам эффективности технологии доменной плавки с применением ПУТ, фактором, определяющим эффективность данной технологии: качество агломерата, кокса, ПУТ, ресурсам углей для приготовления ПУТ. Рассмотрены также вопросы теоретического обоснования оптимального технологического режима при высокой степени замены кокса ПУТ, компенсирующие мероприятия, обеспечивающие реализацию данного режима, зарубежный опыт, конструкции пылеугольных установок, доменных печей, новые способы производства чугуна с использованием ПУТ в качестве основного энергоресурса. Вопросам качества агломерата, кокса и ПУТ на конференции было посвящено 12 докладов. Показано, что для компенсации снижения доли кокса в шихте и ухудшения газодинамических условий при вдувании ПУТ в количестве 150-200 кг/т чугуна необходимы полный вывод из шихты известняка, снижение содержания мелочи 5-0 в агломерате до 5% и ниже, снижение выхода шлака на 1т чугуна до 300 кг и ниже (доклад Ярошевского С Л. и Хлапонина Н.С., ДонНТУ). В качестве частных решений данных вопросов рассмотрены использование самовосстановляющих окатышей (доклад Ковалева Д.А., Ванюковой Н.Д. и др., НМетАУ, г. Днепропетровск), совершенствование режима агломерации (доклад Петрушова С.Н. и др. Донбасский государственный технический университет, г. Алчевск), использование кокса повышенной прочности и истираемости (доклад Рыженкова А.Н., Гордиенко А.И. и др. ЗАО «Донецксталь - металлургический завод»). Проблемы обеспечения доменных печей высококачественным ПУТ рассмотрены в докладах Васильева Ю.С., Дроздника И.Д. (УХИН, г.Харьков). Школлера М.Б., Прошунина Ю.Е и др. (ОАО «Сибтермо», Красноярск), Ярошевского С.Л., Хлапонина Н.С. и Терещенко В.П. (ДонНТУ, Украинская Ассоциация производителей чугуна). Из теоретических и экспериментальных работ вызвали интерес доклады Андронова В.Н. (Санкт-Петербургский государственный технический университет), рассмотревшего ресурсы компенсации газодинамики за счет повышения давления газов в печи; Бабича А.И.. Зенка Д.Г.. Гуденау Г. и др. (технический университет, г. Аахен, Германия): изучение превращения вдуваемых углей и других порошков в шахтных печах; Смирнова А.Н. (ДонНТУ), энергосберегающие технологии в металлургии: Кочуры В.В (ДонНТУ); исследование процесса сгорания ПУТ в фурменных зонах доменных печей; Кузнецова А.М., Афанасьевой З.К. и др. (ОАО «ЕМЗ» и ДонНТУ): теоретическое обоснование и расчет доменной технологии с высоким расходом ПУТ для доменного цеха в Украине. Несомненный интерес на конференции представили технологические работы: Филатова Ю.В., Рыженкова А.Н. и др. (ЗАО «Донецксталь»-металлургический завод», в которых освещен опыт работы доменной печи с высоким расходом (170 кг/т чугуна) ПУТ при закрытии подачи ПГ и использовании кокса с повышенными показателями по прочности и истираемости; Падалки В.И., Кузнецова А.М. и др. (ОАО «ЕМЗ») о подготовке к плавке кокса и окатышей с целью улучшения газодинамических параметров технологии; Тараканова А.К., Иващенко В.И. и Бобровицкого С.В. (НМетАУ, г. Днепропетровск) - об эффективности выплавки чугуна в агрегатах жидкофазного восстановления с использованием ПУТ. Участники конференции ознакомились с отечественной пылеугольной установкой на ОАО «ДМЗ», работающей в 2006 г. с вдуванием на 1 т чугуна 160-170 кг ПУТ при исключении вдувания ПГ, а также с работами кафедры «Руднотермические процессы и малоотходные технологии» и лаборатории использования ПУТ ДонНТУ.

По результатам конференции приняты следующие решения:

В современных условиях металлургического производства Украины замена кокса ПУТ является одной из наиболее перспективных и эффективных технологий, предопределяющей возможность замены ПГ и 30-50 % кокса при выплавке чугуна, а в перспективе, при массовом использовании ПУТ и снижении объема производства кокса - улучшение качества чугуна, снижение удельных капитальных вложений на 1 т чугуна, возможность вывода из эксплуатации наиболее изношенных и низкорентабельных коксохимических батарей, значительные благоприятные экологические последствия.

ОАО «ДМЗ», «Гипросталью» и др. соисполнителями, зарубежными фирмами (КШпег, Раи! \Уиг1п, 1пея) разработано и освоено в промышленных условиях оборудование для приготовления и вдувания ПУТ в доменные печи, которое по уровню технологичности, автоматизации, взрывопожаробезопасности и экологическим последствиям отвечает требованиям современной доменной технологии.

На основе теоретической работы, изучения отечественного и зарубежного опыта, разработана и применена теория полной и комплексной компенсации негативного влияния горения ПУТ и снижения доли кокса в шихте на основные параметры доменной плавки и на ее основе - методика расчета оптимальных технологических режимов с применением ПУТ. Показано, что реализация в соответствии с данной теорией технологических режимов с вдуванием ПУТ в сочетании с компенсирующими мероприятиями, нейтрализующими соответствующее негативное влияние ПУТ, создает предпосылки для вывода из состава дутья ПГ, замены 30-50% кокса, освоения оптимальных режимов с вдуванием ПУТ в течение 3-6 месяцев.

Опыт ОАО «ДМЗ», зарубежных стран (Турция, Румыния, Польша, Словакия) показывает, что в сложившихся технологичес­ ких условиях в доменных цехах Украины возможно внедрение 1 -го этапа пылеугольной технологии, включающей вдувание на 1 т чугуна 100-160 кг ПУТ совместно с паром, природным или коксовым газами, которая позволит частично или полностью заменить ПГ, сократить расход кокса на 10-20% (до 380-430 кг/т чугуна), повысить производительность печей. В годовом разрезе реализация 1-го этапа ПУТ-технологии при выплавке в Украине в основных доменных цехах - 22 млн. т чугуна в год, 75% годовой выплавки- обеспечит вывод из состава дутья 1,1 млрд. м3 ПГ, снижение расхода кокса на 2,4 млн. т, себестоимости чугуна на 1,4 млрд. грн. Окупаемость строительства ПУТ-комплексов при этом составит 2 года.

Основные компенсирующие мероприятия, достаточные для освоения 1-го этапа ПУТ-технологИИ; имеются в доменных цехах Украины или могут быть реализованы с минимальными затратами времени и ресурсов: это - сокращение или вывод из состава дутья природного газа, подготовка кокса к плавке за счет высева мелких фракций (-35-40 мм) и использования коксового орешка, исследование и оптимизация режима загрузки шихты, шихтового, температурно-дутьевого и шлакового режимов плавки при вдувании в горн ПУТ и снижении доли кокса в шихте на 10-20%. На металлургических предприятиях Украины ведется и подготавливается строительство современных пылеугольных комплексов: оставшегося до их ввода в эксплуатацию времени, около 1,5-2 лет, достаточно для разработки и внедрения компенсирующих мероприятий, необходимых для разработки и освоения в сжатые сроки технологических режимов с применением ПУТ. Освоение 2-го этапа ПУТ-технологии - более 160 кг/т чугуна - повысит вдвое и более эффективность мероприятия, однако потребует одновременно реализации таких компенсирующих мероприятий, как значительное улучшение качества железорудной шихты и кокса, повышение температуры дутья и содержания в нем кислорода, давления газа на колошнике и др., что предопределяет необходимость выделения значительных дополнительных капитальных вложений, сопоставимых со стоимостью пылеугольных комплексов.

В качестве шихты для производства ПУТ в условиях Украины целесообразно использовать Донецкие угли, марки А, Т, Г. В перспективе весьма эффективным для приготовления ПУТ может быть применение российских неспекающихся низкосернистых углей: Бачатский разрез Кузбасса, полукокс из Канско-Ачинских бурых углей и др.

Исходя из массовой зарубежной практики (1985-2006 гг.), рекомендовать предусматривать при проектировании новых доменных печей, реконструкции имеющихся или их ремонтах 1-го разряда - строительство современных пылеугольных комплексов, рассчитанных на вдувание в печь до 200 кг/т ПУТ. а также осуществление мероприятий, определяющих современный технический уровень доменных печей (число воздушных фурм и чугунных леток, загрузочные устройства и др.), оборудование доменных печей современными средствами контроля и управления технологическим процессом (термозонды по радиусу колошника, газоанализаторы, пирометры для измерения температуры продуктов плавки на выпуске чугуна и др.)

Специальная техническая литература, изданная к конференции:

«ПЫЛЕУГОЛЬНОЕ ТОПЛИВО - АЛЬТЕРНАТИВА ПРИРОДНОМУ ГАЗУ ПРИ ВЫПЛАВКЕ ЧУГУНА»

1. Труды международной научно-технической конференции «Пылеугольное топливо - альтернатива природному газу при выплавке чугуна» Донецк, УНИТЕХ, 2006 г., 49 докладов. Вчисле авторов «Трудов...» более 20 действующих докторов технических наук, руководители предприятий, начальники доменных цехови главные доменщики металлургических предприятий Украины.

2. Перспективность и эффективность доменной технологии определяется степенью замены кокса пылеугольным топливом (Донецк, Норд компьютер, 2007 г. с.21). Ярошевский С.Л. Доклад на конференции 18-21.12.06 г., Рассмотрены вопросы теоретического обоснования, расчета технологических режимов с применением ПУТ, варианты технологии с применением ПУТ для ОАО «ЕМЗ», ОАО «ДМЗ», вопросы обеспечения внедрения и эффективности применения ПУТ.

3. «Разработка, исследование и освоение технологии доменной плавки с вдуванием в горн пылеугольного топлива: опыт 1976- 2006 гг. Донецк, Норд компьютер, 2006. - 256 с. В сборнике представлены 24 статьи, касающиеся теоретического обоснования, расчета разработки, исследования и оптимизации технологического режима доменной плавки при замене части кокса ПУТ на примере освоения пылеугольного комплекса на ОАО «ДМЗ».

4. Производство и использование коксового орешка в доменной плавке. С..Л.Ярошевский, Н.С.Хлапонин, А.М.Кузнецов, А.В.Кузин. Донецк, УНИТЕХ, 2006 г. 68 с. В брошюре рассмотрен отечественный и зарубежный опыт подготовки кокса к доменной плавке: показано, что данная операция обеспечивает улучшение газопроницаемости шихты в печи на 12-15 %, определяет снижение расхода кокса и повышение производительности печи, является эффективным компенсирующим мероприятием при вдувании в горн ПУТ, обеспечивая повышение оптимального расхода последнего на 10-20 %.

5. Пылеугольное топливо - реальная и эффективная альтернатива природному газу в металлургии. СЛ.Ярошевский. Донецк, Норд компьютер, 2006 г. - 16 с. На примере ДП № 2 ОАО «ДМЗ» рассмотрены особенности технологии и эффективность применения ПУТ в технологических условиях Украины; оценены перспективы и эффективность массового промышленного внедрения ПУТ - технологии в доменных цехах металлургических предприятий Украины.

6. Резервы эффективности комбинированного дутья в доменных цехах Украины. С.Л.Ярошевский, А.М.Кузнецов, З.К.Афанасьева. Донецк, Норд компьютер, 2006 г. - 31 с. На примере высокоэффективной работы доменной печи № 2 ОАО «ДМЗ» и доменных печей в Европе, использующих на 1 т чугуна до 220 кг ПУТ, обеспечивающих замену 30-50 % кокса, рассмотрены перспективы и эффективность освоения данной технологии в доменных цехах металлургических предприятий Украины, приведены результаты расчета эффективности ПУТ-технологии для доменных печей ОАО «ЕМЗ» и ОАО «ДМЗ».

7. Газодинамика доменной плавки и ее применение а производственной практике. Б.М.Раковский, В.С.Романова. ООО «Норд компьютер», 2006 г. 59 с. Изложены оригинальные предложения авторов по количественному и автоматическому контролю ровности схода шихты в доменной печи.

8. Повышение эффективности использования природного газа в доменной плавке. Ярошевский С.Л., Момот С.В., Кузне­ цов А.М. и др. Донецк, Новый мир. - 2002. - 46 с. (10 грн). На примере ДП № 1 и 4 ОАО «ЕМЗ» рассмотрен опыт исследования оптимизации технологического режима, с использованием системы статического исследования первичных данных, позволивший в итоге существенно улучшить технико-экономические показатели работы доменных печей, в частности, обеспечить снижение расхода природного газа на 20-30 м3/т чугуна.

9. Система оптимизации технологии доменной плавки, на основе статистического исследования первичной информации. Донецк, Норд компьютер, 2005 г. - 8 с. Рассмотрен опыт исследования и оптимизации технологического режима доменной плавки на основе массового статистического исследования первичной информации. Система опробована на ОАО «ЕМЗ» и ОАО «ДМЗ» в ходе освоения новых технологических режимов.

10. Совершенствование подготовки кокса и использование коксового орешка в доменной плавке. Донецк, Норд компьютер. 2005 г. - 8 с. Рассмотрен опыт и эффективность промышленного внедрения подготовки кокса к плавке на ОАО «ЕМЗ», а также опыт зарубежных доменных цехов использования подготовки кокса к плавке как одного из определяющих компенсирующих мероприятий при освоении технологии с применением ПУТ.

---

ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ || Об авторе | Реферат | Ссылки | Отчет о поиске |