О НЕКОТОРЫХ ОСОБЕННОСТЯХ РАСЧЕТА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА ПЛАВКИ В ДСП

Храпко С.А., Скрябин В.Г., Деревянченко И.В., Лозин Г.А., Еремишин М.В.

Донецкий национальный технический университет, ООО «НПП ОРАКУЛ» (г. Донецк), СЗАО «Молдавский металлургический завод» (г. Рыбница), ООО «Энергосталь»

Источник: Международная научная конференция "Современные проблемы теории и практики производства качественной стали". 8-10 сентября 2004 г., Мариуполь, ПГТУ

В литературе часто приводятся сравнительные показатели теплового баланса выплав¬ки стали в различных дуговых печах, на основе которых делается вывод об эффективности того или иного агрегата (например, [1]). Однако прямое сравнение «сырых» показателей (без учета материальных балансов и других факторов) не всегда адекватно отражает характери¬стики тепловой работы собственно печи, поскольку на приходную и расходную части балан¬са существенное влияние оказывает различие условий работы печей, например, за счет: - различного географического положения (стоимость материалов, энергоносителей и продукции); - отличия вида и качества металлошихты (использование чугуна, замусоренность, крупность, содержание примесей цветных металлов в ломе); - различного марочного сортамента (необходимая температура, содержание кислоро¬да, углерода и фосфора в металле на выпуске) и т.п. Результаты такого сравнения не позволяют говорить о качестве тепловой работы пе¬чи, поскольку характеризуют не агрегат в отдельности, а целый комплекс показателей произ¬водства металла, в том числе: - имеющееся оборудование; - наличие резервов электроэнергии, газа и кислорода; - достигнутый уровень технологии; - стоимость и качество используемого металлолома и шлакообразующих; - обеспеченность предприятия сырьем и заказами и т.д. Поскольку поставить все печи в абсолютно одинаковые условия в принципе невоз-можно, то при сравнении показателей печей необходимо учитывать упоминаемые ниже фак¬торы. Например, результаты обычно приводят «на тонну жидкого металла», однако в дейст¬вительности печь греет и плавит металлолом, вместе с содержащимся в нем мусором. По¬этому печи, в которых перерабатывается, в том числе, и собственные отходы производства («лодочки» из промковшей, пыль газоочистки, прокатная окалина и т.д.) оказываются при подобном сравнении в заведомо худших условиях. Аналогичная ситуация складывается при выплавке низкоуглеродистых (или с низким содержанием фосфора) сталей, поскольку в этом случае приходится существенно переокислять и перегревать полупродукт, что приводит к дополнительному угару железа, снижению выхода годного, повышенному расходу шлакооб-разующих (и, соответственно, тепла для их расплавления) и, в результате, к ухудшению ее показателей. К тому же результату приводит, например, отсутствие качественной извести или частичная ее замена (иногда весьма существенная) более дешевым известняком. Кроме того, «тонны жидкого» обычно определяют по массе металла в сталеразливоч-ном ковше после раскисления и легирования на сливе, что не совсем корректно – в нее вхо¬дит не только выплавленный в печи полупродукт, но и отданные ферросплавы и образовав¬шийся при раскислении шлак. Показатели работы печи в виде «на тонну годного» вообще не пригодны для анализа, поскольку включают в себя качество работы МНЛЗ и организации производства. К сожалению, приводимые в литературе показатели работы агрегатов зачастую не-полны, что затрудняет их анализ и сравнение с другими печами. Например, указание выхода годного и расхода шлакообразующих позволило бы составить более полное представление о работе печей. Вполне возможно, что приведение показателей работы печи в расчете «на тон¬ну поступивших в печь материалов» позволило бы более аккуратно сравнивать тепловые ха¬рактеристики агрегатов. Аналогичным образом указание средней температуры металла на выпуске также позволило бы более точно учесть теоретически необходимое тепло для плав¬ления и нагрева металла (тем более, что влияние температуры на тепловые потери сущест¬венно нелинейно). Расчет приходной части теплового баланса обычно не вызывает затруднений, за ис-ключением тепла окисления примесей. Ориентировочно оценить количества окислившихся углерода, кремния, марганца и фосфора несложно, поскольку можно определить средний химический состав металлолома, усреднив состав наиболее массовых марок сталей, а состав чугуна также варьируется в небольших пределах. Сложнее определиться с угаром и теплом окисления железа – «потери» металлолома состоят не только из окислившихся примесей и части железа, но и из его мусора и ржавчины, которые, естественно, тепла не дают. Количе¬ство железа в шлаке может быть рассчитано по среднему составу и количеству шлака, одна¬ко этот результат также дает завышенную величину угара, поскольку окислы железа из ржавчины металлолома также поступают в шлак. Поэтому корректный результат можно по¬лучить, лишь «сведя» полный материальный баланс плавки или, для большей достоверности, серии плавок за достаточно большой промежуток времени. Тем не менее, даже приведя «технические» показатели работы печей к некоторым «стандартным» условиям, очень трудно ожидать правильных выводов из их сравнения. Су¬щественное влияние на показатели работы печей оказывают большое число экономических факторов, таких как стоимость энергоносителей, сырья и готовой продукции в данном ре¬гионе. Например, выгодные условия производства металла в некоторых случаях приводят к экономической выгодности интенсификации плавки (конечно, если позволяют возможности МНЛЗ) даже если при этом ухудшаются технико-экономические показатели собственно вы¬плавки стали [2]. Аналогичным образом, отсутствие заказов или сырья и энергоносителей приводит к значительным простоям ДСП, что также ухудшает технико-экономические пока¬затели работы агрегата. Поэтому перед сравнением необходимо учитывать, в какой период, и при какой конъюнктуре рынка металлошихты и металлопродукции (для данного конкретного завода) получены те или иные показатели. В докладе осуществлена попытка учесть все описанные выше факторы при анализе показателей работы ДСП-2 ММЗ.

Литература

1. Еланский Д.Г. Тенденции развития электросталеплавильного производства. Электроме¬таллургия, 2001. – № 5, с. 3-18.
2. Храпко С.А. Оптимизация режима ведения плавки стали в ДСП. Современная электроме¬таллургия, 2003.– №2, с. 37-40.