Электронная библиотека магистра ДонНТУ Рутковской Н.Л.

По материалам научно-технической конференции студентов и молодых ученых физико-металлургического факультета ДонНТУ (23-25 мая 2007г.)

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ВТОРИЧНЫХ МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ КОНВЕРТЕРНОГО ПРОИЗВОДСТВА В УКРАИНЕ И СТРАНАХ СНГ

Рутковская Н.Л. (ЭКМ-06м)^*

В Украине и странах СНГ в последние десятилетия стали проявлять повышенный интерес к возможности снижения доли чугуна в металлошихте кислородных конвертеров. Это связано с дефицитом кокса, что ограничивает производство чугуна, а также с увеличивающимися ресурсами металлолома.

За последние 15 лет создано значительное количество устройств для бесшлакового слива стали в ковш с применением механического закрытия лётки, в том числе с электромагнитным определением момента появления в ней шлака, после чего лётка сразу закрывается шлаковым стопором. Но наиболее эффективным оказалось применение в Японии, Китае и Европе газодинамического отсечения шлака (достигают попадания его в количестве меньше 1 кг/т стали).

Переработка шлака в конвертерных цехах до этого времени остаётся технологически примитивной и экологически неусовершенствованной. Некоторое его количество используют как добавку к удобрениям. Модифицирование шлака (при ускоренном охлаждении) позволяет использовать его в качестве заменителя портландцемента. Изучается возможность применения сухой грануляции шлака для получения продукта с повышенной потребительской стоимостью, при этом гранично уменьшаются загрязняющие выбросы. В стадии разработки находится вариант приёма клака для грануляции не из шлаковой чаши или шлаковоза, а непосредственно из конвертера, что имеет ряд преимуществ.

Внедрение малошлаковой технологии (2 – 4 % шлака в конвертере от массы стали вместо обычных 12 – 15 %) повышает выход годного на 1 – 2 %, стойкость футеровки и допускает возможность прямого легирования металла в конвертере добавками марганцевой руды.

Предложен способ переработки отвальных металлургических шлаков, предусматривающий первичное дробление шлака на куски размером не более 150 м, рассев их по фракциям и сепарацию с отделением металла от шлака. При этом предварительно осуществляют выборку из отвального металлургического шлака крупного металлического скрапа с последующим виброразделением оставшегося шлака на две составляющие: пустую породу со шлаком фракцией 0 – 30 мм и шлак с размерами кусков 30 – 500 мм. Первичному дроблению подвергают вторую составляющую, полученную после вибродробления. Затем шлак сортируют и выбирают из него скрап, проводят поэтапное дробление шлака до фракции на более 60 мм и до фракции не более 30 мм с промежуточной сортировкой и выборкой из него скрапа, после чего шлак подвергают виброгрохочению с рассеиванием на четыре фракции: 0 – 5; 5 – 10; 10 – 28 мм и более 28 мм повторно дробят до фракции не более 10 мм, после чего дробленый шлак фракции 0 – 5 и 5 – 10 мм подвергают гравитационной сепарации с окончательным отделением от него металла. Отделенный металл и скрап переплавляют в шихтовые болванки массой 600 – 1350 кг, а из оставшегося пустого неметаллического шлака прессуют дорожные плиты.

Предложен способ удаления и переработки металлургических шламов из действующего шламонакопителя, предусматривающий подачу шлама в виде пульпы от металлургического оборудования по напорным трубопроводам в шламоотстойник-накопитель, откачивание, обезвоживание шлама и его подготовку для использования в агломерационной, доменной шихте или отгрузку потребителям. После заполнения шламоотстойника накопителя более чем на 75 % его полезного объема часть шламовой пульпы земснарядом перекачивают, по меньшей мере, в один активный шламоотстойник, а обезвоживание шлама и его подготовку для использования проводят в активном шламоотстойнике (карте намыва). Обезвоживание предусматривает подсушивание шлама на воздухе в естественных условиях или очистку и откачку воды из активного шламоотстойника, и ее возврат в шламоотстойник-накопитель. Шлам обезвоживают до влажности 36 – 44 %, а плотность пульпы в напорных трубопроводах и пульпопроводе земснаряда поддерживают в интервале 1,3 – 1,4 т/м³, а скорость 1,25 – 1,5 м/с.

Для полного решения проблемы утилизации шламов и других отходов металлургии необходимы крупные инвестиции.

На основе теоретических исследований, лабораторных экспериментов и производственного опыта разработаны технологические предложения по созданию и промышленной реализации конвертерного процесса на твердой шихте с окислительно-восстановительным рафинированием, которые включают использование в качестве теплоносителей недефицитного кускового и пылевидного угольного топлива, а также вторичных углеродистых материалов.

Дальнейшее развитие и совершенствование разработанной технологии предусматривает применение низкотемпературной восстановительной плазмы, дооснащение конвертера специальным оборудованием.

В результате выполненных исследований была рассмотрена организация переработки вторичных материальных ресурсов кислородно-конвертерного производства в Украине и странах СНГ, на основе которой можно сказать, что самый весомый резерв ресурсосбережения – увеличение выхода годного (конкурентоспособного) продукта, ввиду более рационального использования ресурсов на тонну выпускаемой продукции. Поэтому нужны совершенно конкретные разработки и программы с конкретно определёнными показателями в комплексной постановке: ресурсосбережение на фоне качества конечного продукта.