О РЕСУРСАХ УГЛЕЙ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА

Проф., д.т.н. Ярошевский C.Л. Доц., к.т.н. Хлапонин Н.С. (ДонИЖТ, г. Донецк, Украина) К.т.н. Терещенко В.П. (Украинская Ассоциация производителей чугуна, г. Днепропетровск, Украина)

В 2004 г. в мире для производства пылеугольного топлива (ПУТ) для доменных печей использовано около 50 млн.т угля, как правило, следующих марок: Г, А, Т (табл. 1).

Таблица 1 - Угли, используемые для приготовления ПУТ на ведущих металлургических фирмах в мире

Теоретические расчеты и мировой опыт показывают, что для производства ПУТ наиболее эффективно использовать угли с низким содержанием золы и серы. Как правило, уровень этих показателей должен быть ниже содержания золы и серы в используемом на предприятии коксе
Содержание летучих в ПУТ может изменяться в широких пределах и определяется, прежде всего, конъюнктурой цен и эффективностью применения угля в конкретных технологических условиях (табл.1). Для приготовления ПУТ целесообразно использовать угли и их концентраты, которые непригодны (малопригодны) для производства кокса. На основании отечественного и зарубежного опыта для приготовления ПУТ рекомендуются угли и их концентраты с такими характеристика ми: содержание золы и серы - соответственно до 10-12%; и 1,5-2,0%; влажность-до 10-12%; крупность-до 50-80 мм.В соответствии с вышеуказанными требованиями и существующим стандартом ДСТУ 3472-96 в условиях Украины для приготовления ПУТ М017Т быть использованы угли и их концентраты следующих марок: Т, А, Г и в меньшей мере - Д, ДГ. Наиболее подходящими являются угли и их концентраты марок Т, А и Г (последняя при соблюдении дополнительных мер в процессе подготовки и использования ПУТ).

В целом запасы угля в Украине, в т.ч. пригодного для приготовления ПУТ, оцениваются в 3,6-4,8 млрд.т (в т.ч. по Донбассу запасы углей марки Т оцениваются в 0,46 млрд.т), что указывает па реальную возможность расширения добычи необходимых марок углей. Можно считать, что на начальном этапе широкого применения ПУТ в доменном производстве Украины реальными материалами для приготовления ПУТ будут концентраты (обогащенные угли) марок А, АСШ, АС, АО, Т, ТС, Г, а также Д и ДГ.
Указанные угли (концентраты) могут использоваться для приготовления ПУТ как в качестве единственного шихтового компонента, так и виде смеси из 2-х или 3-х углей, что также имеет технологические преимущества и широко используется в мировой практике. Таким образом, очевидно, что пылеугольные комплексы предприятий Украины должны быть универсальными, т.е. способными работать на различных марках концентратов (углей), исходя из сложившейся на данный момент конъюнктуры и экономической целесообразности. Например, в 2004г. в целом по Украине были произведены угольные концентраты (продукты обогащения углей) в следующем количестве [2]: марок АК, АО, AM, AC (с содержанием золы от 4,2 до 10,7% и серы до 1,8%-все -энергетические) - 3,02 млн.т; марки Г (с содержанием золы 7,8% и серы 1,8% - все для производства кокса) - 3,8 млн.т; марки Т (подходящего для изготовления ПУТ) - практически не производили. Основными поставщиками концентратов марок антрацита являются угольные предприятия Луганской области: ЦОФ «Миусинская», ГОФ «Известия», ГОФ «Ровеньковская», ГОФ «Вахрушсвская», ЦОФ «Комендантская», ЦОФ «Свердловская», ГОФ «Краснопартизанская» и др. Основными поставщиками концентратов марки Г являются угольные предприятия Донецкой области: ОФ «Пионер», ЦОФ «Добропольская», ЦОФ «Октябрьская»; в Луганской области: ЦОФ «Белореченская» и др.

Анализ показывает, что постепенное увеличение объема применения ПУТ в доменном производстве Украины в итоге обусловит изменение балланса производимых угольных концентратов, состава шихт для коксования и, что особенно важно, уменьшает объем производства кокса и обеспечит возможность улучшения его качества.Известно, что расходы угля на производство 1 т кокса и 1 т ПУТ равны, соответственно, 1,3 и 1,1 т/т, а коэффициент замены кокса ПУТ - 0,8 - 0,9. При внедрении ПУТ-технологии на объем выплавки чугуна около 24 млн.т/год (примерно 80% от достигнутого уровня выплавки чугуна в Украине) и удельном расходе ПУТ 150 кг/т чугуна потребуется 3,6 млн.т в год ПУТ; в этом случае будет уменьшен расход кокса на выплавку чугуна суммарно на 3,06 млн.т/год. Исходя из фактической доли марок углей в коксовых шихтах коксохимических предприятий Украины (табл.2) и указанного коэффициента 1,3 данное уменьшение расхода кокса позволит получить экономию расхода основных марок углей в следующем количестве, тыс.т/год: Г - 891,0; ГЖ -362,0; Ж- 1133,7; К-914,9; ОС -218,8.

Таблица 2 – Марочный состав шихты, израсходованный на коксование, тыс.т/год (все коксохимические предприятия Украины, 2004 г.)

Таким образом, из коксохимического производства для приготовления ПУТ свободно может быть передано, как минимум, 891 тыс.т /год угольного концентрата марки Г, что от общего объема необходимого концентрата для получения ПУТ составляет 22,5%. Кроме того, технологически эффективные марки углей для получения кокса (Ж и К) могут «вытеснить» из угольных шихт менее ценные марки углей общей массой до 1133,7+914,9=2048,6 тыс.т/год, пригодных для получения ПУТ. Следовательно, масштабная организация производства ПУТ может быть осуществлена примерно на 75% на имеющихся концентратах в коксохимическом производстве Украины, т.е. без значительных капитальных вложений в подготовку этих концентратов. Вместе с тем, внедрение ПУТ-технологии в полном объеме (на 24 млн.т чугуна/год) потребует организации дополнительного производства углей (концентратов) марок А и Т в объеме около 1,0 млн.т/год (а следовательно и соответствующих капитальных вложений).
Расчет показывает, что появляющийся резерв углей марок Ж и К в объеме 2048,6 тыс.т/год и уменьшение потребности кокса на 3,06 млн.т/год позволит увеличить долю этих углей от 28,5+23,0=51,5% до 60,3%, т.е. на 8,8% абс. (табл. 2).Это обеспечит существенное улучшение качества кокса. На зарубежных предприятиях значительное применение газовых углей для приготовления ПУТ (табл.1), по-видимому, улучшало состав шихт для коксования и, соответственно, качества кокса.

Выводы

В условиях предприятий Украины комплексы для приготовления ПУТ должны быть универсальными, т.е. способными работать на различных марках углей (концентратов), в т.ч. на начальном этапе освоения данной технологии они должны обеспечивать работу при значительных расходах газовых углей (в количестве не менее 25% от общего их расхода).Масштабная организация производства ПУТ может быть осуществлена примерно на 75% имеющихся концентратах в коксохимическом производстве, т.е. без значительных капитальных вложений в подготовку этих концентратов. Внедрение ПУТ-технологии в полном объеме потребует организации дополнительного производства углей (концентратов) марок А и Т в объеме около 1,0 млн.т/год.Освоение ПУТ-технологии в полном объеме на предприятиях Украины позволит заметно улучшить состав угольных шихт для коксования за счет увеличения в них доли углей марок Ж и К от 5 1,5%) до 60,3%, и, как следствие, улучшить качество доменного кокса.

Литература

1.Савчук Н.А., Курунов И.Ф. Доменное производство на рубеже XXI века //Новости черной металлургии за рубежом.-2000 - Часть II. - Приложение 5.- М.: ОАО «Черметинформация».- 42с.

2.Довідник показників якості, обсягу видобутку вугілля та випуску продуктів збагачення у 2004 р. Мінпаливоенерго України, Укрндівуглезбагачення. - Луганськ, 2004. -39 с.