Разработка и внедрение мероприятий по утилизации вторичных материальных ресурсов в сочетании с решением экологическим проблем является одним из важнейших направлений повышения эффективности работы современных металлургических предприятий.

     Поэтому создание нового вида продукции на основе замасленной окалины и определение технической и экономической целесообразности ее использования на разных стадиях металлургического передела является актуальной проблемой.

     Для успешного использования замасленной окалины ее, как правило, обезжиривают, чтобы избежать проблем, создаваемых маслами. Однако данный процесс сложен, дорогостоящ и, опять же, возникают проблемы с утилизацией отходов химического и термического обезжиривания.

     Попробуем решить проблему утилизации замасленной окалины на конкретном заводе, например, Макеевском металлургическом.

     Предложенная ниже технология сможет сделать возможным комбинированное использование замасленной окалины вторичных отстойников и термически обезжиренной окалины. Данная схема была предложена Уральским государственным экономическим университетом и научно-проектной фирмой «Эко-проект».

     Технология предусматривает стадии сгущения, механического обезвоживания на ленточном фильтре с намывным слоем фильтровспомагателя одноразового использования, техническое обезмасливание в барабанной печи, механическую активацию, смешивание с порошкообразными вяжущими, грануляцию на тарельчатом окомкователе, цикличный процесс упрочнения окатышей-сырцов в пропарочной камере.

     Принципиальная технологическая схема утилизации (рисунок 1) сводится к следующему. Осадок из вторичных отстойников будет уплотняется в сгустителях и фильтроваться через слой фильтровальной смеси на ленточном вакуум-фильтре. В качестве фильтровальной смеси применена смесь из обезмасленной окалины и одного из компонентов вяжущего, т.е. фильтровальной смесью могут служить отдельные составляющие шихты. Количество его составит 25-30% от массы фильтруемого осадка при доле шлака в фильтровальной смеси 20%. Фильтрат может содержать не более 3-5 мг/л взвешенных веществ и масел и должен отвечать требованиям в технической воде.

     Обезвоженная смесь замасленной окалины и фильтровальной смеси подается на обжиг при 700 0С в две печи кипящего слоя. Обожженный осадок, который может содержать от 80 до 85 % частиц класса меньше 53 мкм, смешивается с 4 % извести и 4% измельченного шлака и окомковывается. Известь также предварительно должна дробится (до фракции 13-0мм) и измельчаться. Исследованиями установлена равная пригодность доменного и ваграночного шлака, однако ваграночный шлак содержит значительно меньше серы, чем доменный (соответственно 0,20 и 0,80%), имеет повышенную массовую долю железа металлического (до 5%) и поэтому более предпочтительна. Однако при использовании данной технологии на ММЗ будет применяться доменный шлак, за неимением ваграночного шлака.

     Упрочнение окатышей должно осуществляться в две стадии. На первой производится термовлажностная обработка при 70-1000С (пропарка). Теплоносителем может быть пар низкого давления (при входе в зону пропарки давление может быть не более 0,3МПа) в количестве 80-100кг/т окатышей. Продолжительность пропарки должна составить 10 часов, влажность окатышей может колебаться от 2 до 5%. На второй стадии твердения (сушка) температура поднимется до 200-3000С, а влажность среды снизится менее чем до 70%. Продолжительность сушки будет равна 0,5-1час. Источником пара может служить котел-утилизатор, работающий на отходящих газах стадии обжига замасленного шлама. Другую часть обжиговых газов рационально направлять на сушку пропаренных окатышей. Готовая продукция будет разгружаться в бункер-накопитель.

     Рассмотренная выше технология ускоренного твердения безобжиговых окатышей может реализоваться в шахтном пропарочно-сушильном агрегате непрерывного действия. Он имеет верхнюю загрузочную горловину, нижнее загрузочное устройство и шахту, конструктивно разделенную на две зоны. В верхней из них выдерживается режим пропарки, а в нижней – сушки.

     Упрочненные окатыши по химическому составу не должны уступать обожженным металлургическим для доменного производства. Совокупность их механических (прочность на удар и истирание соответственно более 90 и 5-8%) и термических (восстановимость 20%, выход класса больше 10мм и меньше 0,5мм на уровне 90 и менее 2%) характеристик также квалифицируют безобжиговый окускованный продукт как не уступающий по качеству лучшим обжиговым окатышам.

     Следует отметить, что все оборудование, необходимое для реализации технологии, серийно выпускается промышленностью.

     Кроме того, циклом исследований показаны и официально признаны существенные преимущества безобжигового окускования, выразившегося в трех-пятикратном снижении технологических топливных чисел (суммарных энергетических затрат). В соответствии с этим во столько же раз сокращается загрязнение окружающей среды выбросами пыли и газов.

     Для более существенного снижения выбросов в атмосферу конкретно Макеевским металлургическим комбинатом необходимо предусмотреть улавливание таких отходов как пыль прокатных станов и вальцетокарной мастерской, их увлажнение и накапливание в стальном бункере. Затем из бункера направлять их в сгуститель (рисунок1, позиция2) для дальнейшей переработки.

     Использования этой схемы позволит полностью утилизировать практически всю пыль, образующуюся в прокатном производстве, что приведет к увеличению выхода металла, к снижению платы за загрязнение окружающей среды. Данная схема позволит повысить экономический и экологический эффект касательно прокатного производства.

     Эколого-экономическая эффективность утилизации отходов с помощью данной технологии включает эффект от реализации произведенной продукции и эффект, полученный в результате предотвращения ущерба, наносимого окружающей среде. Причем, сопоставление величин экономического и экологического эффектов показывает, что второй на порядок превосходит первый.

     Социально-экономический аспект заключается в том, что внедрение данных мероприятий приведет к повышению производительности производства прокатного цеха и позволит поднять рентабельность предприятия, тем самым увеличить денежные поступления в бюджет города за счёт налогов и отчислений на социально-экономические потребности.

     Экологический аспект заключается в том, что предложенная технология обеспечит максимальное снижение отрицательного воздействия прокатного производства на окружающую среду, за счёт установки современного газоочистного оборудования, обеспечивающего обезвреживание газовых выбросов до требуемых санитарных норм. Кроме того, предусматривается дополнительная утилизация отходов прокатного производства (металлическая пыль), что позволит сэкономить природные ресурсы и ликвидировать отвалы, а это также положительно отразится на окружающей среде.

1 – вторичный отстойник; 2 – сгуститель; 3 – ленточный вакуум-фильтр; 4 – печь КС; 5 – бункер обезмасленной окалины; 6 – смеситель; 7 – активатор; 8 – гранулятор; 9 – непрерывный шахтный агрегат для пропарки и сушки окатышей; 10 – бункер-накопитель; 11 – бункер измельченного ваграночного шлака; 12 – бункер измельченной негашеной извести; 13 – бункер окалины и фильтровспомогателя; 14 – бункер измельченного ваграночного шлака; 15 – перемешиватели; 16 – котел-утилизатор; 17 – электрофильтр; 18 – дымосос; 19 – насос; 20 – дымовая труба; 21 – виброувлажнитель; 22 – бункер-накопитель;

Рисунок – Принципиальная схема установки утилизации отходов прокатного производства