ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПРЯМОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА В ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧАХ
Вернуться в библиотеку
|
| В 2005 г. орган по сертификации продукции машиностроения АНО «НТЦ «Стандартэлектро-С» провел сертификацию серийного выпуска комплектов оборудования прямого восстановления железа, поставляемых консорциумом компаний Voest-Alpine Industrieanlagenbau GmbH (VAI), Австрия, и Midrex Technologies, Inc., США. В процессе сертификации был проведен анализ состояния этого вопроса. Актуальность изучения процесса прямого восстановления железа определяется прежде всего все большим распространением дуговых сталеплавильных печей. Так, в США выплавка стали в электропечах составила уже более 30 % общего производства стали. Сейчас в мире создаются мини-заводы на основе дуговых сталеплавильных печей, одним из основных направлений развития сталеплавильного производства на современном этапе является внедрение комплексов дуговая электропечь – электропечная ковшевая металлургия – МНЛЗ. Эти комплексы могут быть совмещены с установками прямого восстановления железа. В настоящее время мировые мощности по производству железа прямого восстановления превышают 50 млн т, а мировое производство более 40 млн т. В мире накоплен опыт применения продуктов прямого восстановления железа в дуговых сталеплавильных печах, например, на фирме Acindar, Аргентина, заводе Stelco, Канада, Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК), Россия, заводе Inmetco, США, электрометаллургическом заводе в г. Гамбург, Германия, электрометаллургическом мини-заводе Hamil Steel, ОАЭ, и многих других. Анализ работы дуговых сталеплавильных печей с применением в шихте продуктов прямого восстановления железа позволяет сделать следующие выводы: – наиболее целесообразно загружать в дуговую печь продукты прямого восстановления железа в горячем состоянии и в брикетированном виде (например, известен положительный опыт загрузки в дуговую печь металлизированных окатышей с температурой 700-750 °С); – целесообразно устанавливать оборудование для прямого восстановления железа и брикетирования продуктов прямого восстановления железа в непосредственной близости к электросталеплавильным печам; – применение в шихте для электросталеплавильных печей продуктов прямого восстановления железа более экономично, чем выплавка стали с использованием 100% стального лома; – повышается выход годного; – применение продуктов прямого восстановления железа приводит к увеличению производительности дуговых сталеплавильных печей. Например, замена стального лома на металлизированные окатыши в 30-т дуговой печи на заводе Stelco привела к сокращению продолжительности плавки в 2 раза – с 3 до 1,5 ч; – снижается расход электроэнергии, по некоторым данным, на 120-140 кВт•ч/т – снижается расход электродов на 0,5-0,6 кг/т жидкой стали; – снижается расход огнеупоров; – сталь, выплавленная с применением в шихте 100 % продуктов прямого восстановления железа вместо 100 % стального лома, имеет меньшее содержание азота (20 вместо 70 ррm и водорода 2,5 ррm). Продукты прямого восстановления железа находят применение также в индукционных печах. В качестве шихты для прямого восстановления железа применяются 100 % железорудных окатышей, 100 % крупнокусковой железной руды или смесь окатышей и руды в различных про пропорциях. Доля окатышей в смеси обычно составляет 60-80 % и, соответственно, 40-20 % кусковой железной руды (размер кусков от 3 до 38 мм). Ведущей фирмой по разработке технологии, проектированию и изготовлению оборудования для прямого восстановления железа является американская фирма Midrex Technologies, Inc. В 18 странах построены 53 комплекса оборудования этой фирмы. В 2003 г. 64,6 % губчатого железа (из 49,5 млн т) было произведено на установках этой фирмы. На ОЭМК работает четыре комплекса прямого восстановления железа по технологии фирмы Midrex Technologies, Inc. Все четыре установки поставлены в 80-е годы прошлого века. В настоящее время эта фирма совместно с фирмой VАI поставляет комплекс оборудования для прямого восстановления железа производительностью 1,4 млн т/год на Лебединский горно-обогатительный комбинат. Намечаются и другие поставки в Россию. Прямое восстановление железа может производиться с помощью твердых восстановителей (уголь, кокс) или газообразных (реформированный природный газ, коксовый газ, газифицированный уголь, жидкое топливо). Исследования показали, что более целесообразно применение газа. Сегодня 95 % железа прямого восстановления производится с помощью газа, который, как правило, является реформированным природным газом, содержащим 95 % (СО + Н2), часть отходящего газа используется повторно. В состав комплекта оборудования по прямому восстановлению железа входят восстановительная шахтная печь, печь реформинга (или реформер), системы технологического газа, рекуперации тепла и горячего брикетирования железа прямого восстановления. Достигнутый процент железа в продуктах прямого восстановления составляет, как правило, 91,4-95 %, а при дополнительной подаче в печь смеси природного газа и кислорода – 95-97 %. В 2005 г. НТЦ «Стандартэлектро-С» провел сертификацию комплектов оборудования прямого восстановления железа, поставляемых фирмами VАI и Midrex Technologies, Inc. Особенностью и сложностью сертификации комплекта оборудования прямого восстановления железа являлось большое количество входящего в комплект оборудования (около 400 ед.), в изготовлении которого участвуют многие фирмы Америки и Европы. Фирма Midrex Technologies, Inc. имеет технический центр, в котором исследуют образцы руды заказчика. В лабораторных печах производится восстановление железа, затем брикетирование на опытном прессе и исследование брикетов в лаборатории. При сертификации был рассмотрен ряд вопросов соответствия конструкции оборудования прямого восстановления железа требованиям ГОСТ 12.2.003-91 «Оборудование производственное. Общие требования безопасности», ПБ 11-493-02 «Общие правила безопасности для металлургических и коксохимических предприятий и производств» и ПБ 06-317-99 «Единые правила безопасности при дроблении, сортировке, обогащении полезных ископаемых и окусковании руд и концентратов». Было подтверждено соответствие оборудования указанным стандарту и правилам, а также рассмотрено состояние монтажной и эксплуатационной документации, поставляемой потребителю. Проведен анализ состояния производства наиболее ответственных узлов шахтной печи. В процессе сертификации проработана техническая документация по большинству видов оборудования, выборочно проведен ряд испытаний, изучены вопросы самовозгорания железа прямого восстановления и меры борьбы с ним до прямого восстановления, сразу после прямого восстановления, при хранении и транспортировке. С точки зрения автора, при создании мини-заводов нужно предусматривать в их составе установки прямого восстановления железа, что позволит использовать в качестве плавильных агрегатов не только дуговые но и индукционные печи, так как будет обеспечена плотная укладка шихты в печи, а также обеспечено получение требуемого химического состава стали. Вернуться в библиотеку В начало страницы
|