Никольникова Е Ю, Перистый М М

Конференция, посвященная деятельности Вернадского. - Донецк, 2004

Украинская черная металлургия находится все еще на начальном этапе развития и внедрения современных технологий. При объеме производства 33,4 млн. т стали в 2001 г. отмечено увеличение внутреннего потребления металлопродукции на 20%. Серьезные проблемы отрасли связаны с низкой рентабельностью производства, неудовлетворительной внутренней структурой сталеплавильного передела, где преобладает мартеновский способ выплавки и разливка на слитки. Износ основных фондов достигает 65%. Доля непрерывной разливки составляет 19%. Вместе с тем уже заметно разворачивается модернизация сталеплавильного производства.

По сравнению с другими методами производительность мартеновских печей продолжает оставаться довольно низкой. Кроме того, не решен вопрос автоматизации процесса и его регулирования в строго заданных временных рамках. Очевидно одно, что при условии сохранения в эксплуатации мартеновских печей необходимы реализации на них современных технологий и огнеупорных материалов.

Также в сталеплавильном производстве особую сложность представляет улавливание, подготовка и утилизация пылей и шламов, особенно с повышенным содержанием цветных металлов, которые возможно извлекать при организации рециклинга пылевыноса с дальнейшим его окускованием и обработкой огненно - жидкими шлаками.

Мартеновское производство имеет одни из худших экологических показателей по сравнению с другими переделами. Особенно это касается выбросов пыли в условиях интенсификации плавки посредством продувки ванны кислородом.Мартеновская пыль в основном состоит из минералов железа - магнетита, вюстита и гематита, в небольшом количестве она содержит силикаты.Химический состав мартеновской пыли характеризуется высоким содержанием железа. Основную часть составляют оксиды железа, соотношение которых изменяется по дымоотводящему тракту печи.

Кроме того, в пылях мартеновского производства может содержаться 0,09 - 1,19% свинца и 0,36 - 4% цинка.

Из всего вышеизложенного следует, что мартеновская пыль является ценным металлургическим вторичным сырьем и может быть использована в агломерационной шихте после улавливания и соответствующей подготовки.

Однако в настоящее время основным отходом после очистки мартеновских газов являются шламы. Мартеновские печи могут быть оборудованы газоочистками двух типов - сухой и мокрой. Сухая, электростатическая, очистка осуществляется в электрофильтрах. Мокрая или гидромеханическая - в трубах Вентури. На производстве чаще всего применяется мокрый способ газоочистки. Кроме того, источниками возникновения шламов могут являться гидросмывы цеха.

Мартеновские шламы относятся к группе железосодержащих отходов и являются наиболее богатыми железом (55 - 67% Fe), а содержание SiO₂ составляет около 1,5%, что значительно меньше, чем в концентрате. Эти шламы наиболее высокодисперсны, из-за чего они трудно обезвоживаются. По этой причине они в настоящее время большей частью складируются в шламонакопителях.

Следовательно, после соответствующей подготовки, эти шламы можно использовать в качестве оборотного продукта в агломерационном производстве.

Мартеновский шлак является довольно ценным сырьем для металлургического производства, так как содержит около 12% Fe в виде “корольков”, которое после извлечения может быть использовано в доменном или сталеплавильном процессах. Кроме того, эти шлаки могут служить хорошим материалом в строительной индустрии.

В зоне газорезки при огневой порезке слитков на заготовки на МНЛЗ образуется гранулят, а в зоне вторичного охлаждения и тянущих клетей образуется окалина. Эти железосодержащие отходы, после соответствующей подготовки, необходимо использовать как компонент шихты при агломерации, в доменном или в сталеплавильном производствах, так как они содержат до 70 % железа и представляют собой ценное сырье для использования в металлургическом процессе. Вывоз же таких отходов в отвалы приводит к потере от 20 до 50 кг железа на тонну проката.

Одной из главных экологических проблем сталеплавильного производства в настоящее время является утилизация отходов производства без их вывоза в отвал, и в первую очередь – сталеплавильных шлаков, которые могут быть использованы в доменном переделе вместо известняка.

Для комплексной подготовки и утилизации сталеплавильных пылей и шламов с извлечением цветных металлов на кафедре руднотермических процессов и малоотходных технологий ДонНТУ разработана технология обработки подготовленных отходов огненно-жидкими шлаками. При этом возгоны в основном цинка и свинца, уловленные в тканевых фильтрах, направляются заводам цветной металлургии для дальнейшей переработки, а обогащенный оксидами железа шлак используется в аглодоменном переделе в качестве оборотного продукта взамен известняка.

Таким образом, использование железосодержащих отходов позволяет сэкономить первичные шихтовые материалы, а также улучшить экологическую обстановку в регионе.