Пути развития сталеплавильного производства: XI Международный конгресс сталеплавильщиков

 

Авторы: К.Л. Косырев, Г.Н.Еланский, М.С.Фомичев, В.М.Паршин, А.Г.Шалимов

Описание: Определены недостатки конвертерного производства стали и возможность их решения.

Источник: Журнал «Металлург». 2011 . №1. C. 44

 

В подсекции «Конвертерное производство» было заслушано 15 докладов. В докладе «Системные методы термодинамического анализа металлургических процессов» (Г.Г. Михайлов, Л.А. Макровец, ЮрУГУ) отмечается, что в середине 1970-х годов начали разрабатываться методы системного анализа процессов раскисления стали. В настоящее время в агрегатах выплавки и обработки стали наряду с легирующими компонентами широко используются кальций и алюминий. Однако не завершена дискуссия по поводу раскислительной способности кальция. Если рассматривать процессы раскисления стали кальцием и алюминием, необходимо изучать строение поверхности раздела компонентов в системе Fe–Ca–Al–O. Проблема рафинирования стали кальцием также важна для определения условий стабильной и длительной работы разливочных и погружаемых стаканов при непрерывной разливке. При этом научная дискуссия весьма полезна для выработки аргументов и понимания природы явления. Например, сведения о раскислительной способности алюминия и кальция все еще относятся к разряду не до конца установленных. Так, константа раскисления железа кальцием определена в пределах 10–5–10–11, алюминием – 10–8–10–14, параметр взаимодействия от –1,41 до –535. На секции были представлены доклады, касающиеся современных принципов проектирования конвертерных цехов. В докладе «Основные проектные решения по современным конвертерным цехам различного состава и мощности» (Л.М. Савинов, Б.М. Шапиро, Н.Л. Терехова, ООО «Мосгипромез») отмечается, что для различных предприятий требуются конвертерные цехи различной производительности. Институтом представлены разработки основных проектных решений для различных вариантов цехов по составу и производительности, в частности цехи с одним, двумя и тремя конвертерами. При этом в зависимости от производительности предусматривается установка конвертеров вместимостью 130–300 т. Отмечено, чтосооружение цеха в составе одного конвертера стало целесообразным в связи с достижением высокой стойкости футеровки. При разработке основных проектных решений по конвертерным цехам решаются следующие задачи:

– определение состава оборудования цеха для обеспечения заданной производительности и сортамента стали;

– разработка оптимальных объемно-планировочных решений, направленных на сокращение объемов работ и капитальных затрат.

С этой целью разрабатывается логистика работы конвертерного цеха, которая позволяет определить состав и загруженность оборудования. В разработанных проектных решениях предусматриваются также экологические мероприятия, в том числе оснащение вспомогательных установок системами газоочисток, сооружение систем улавливания и очистки неорганизованных выбросов конвертеров, образующихся при заливке чугуна и сливе стали и шлака. Приведены примеры проектных решений: ККЦ-2 НТМК, для ОАО «Уральская Сталь», для Чусовского металлургического завода, разработаны тендерные предложения на сооружение конвертерного цеха для завода Брамани (Индия), а также по реконструкции ККЦ-1 завода Визакхапатнам (Индия). В настоящее время разрабатывается проектная и рабочая документация по реконструкции ККЦ ОАО «ЧМК». В докладе «Некоторые актуальные вопросы проектирования и строительства сталеплавильных производств» (В.М. Шариков и др., ОАО «Уралгипромез») отмечается, что в ряде случаев при выполнении строительно-монтажных работ обнаруживались несоответствия, требующие специальных разъяснений или корректировок строительных решений. При этом

на разных предприятиях выявлялись несоответствия, аналогичные или близкие по характеру нарушений. Сказанное делает целесообразным обобщение и систематизацию таких несоответствий для их учета и исключения в дальнейшем при проектировании и строительстве новых объектов. Основные возможные (потенциальные) несоответствия проектных и строительных решений исходным данным и нормативным документам можно разделить на пять групп – с учетом характера причин возникновения этих несоответствий, обусловленных:

– недостоверными исходными данными и недоработками в строительных заданиях;

– отличием параметров устанавливаемого оборудования от значений, принятых в проекте;

– недостаточным учетом условий и особенностей эксплуатации оборудования, сооружений и зданий;

– недостаточным учетом опыта работы действующих сталеплавильных производств;

– недоработками и противоречиями в действующей нормативно-технической документации. В докладе «Оптимизация логистики сталеплавильного производства с помощью моделирования» (К. Ценле, К. Битанкур, Д. Еланский, М. Шмитт, BSW, МИСиС) отмечено, что разработанные логистические модели – от подачи шихтовых материалов до выдачи готовой продукции – обеспечивают высокую производительность и низкие производственные затраты. С использованием компьютерных программ ProModel и Graneda Dynamic возможно провести моделирование как действующего производства и вариантов его развития, так и создать проект нового завода. Моделирование шихтового двора и оптимизация перевалки лома на одном из заводов Бразилии показали возможность снижения затрат на работу шихтового двора с 2,3 до 1,0 млн долл. в год. Необходимо выделить группу докладов, посвященных формированию оптимального состава шлаковой фазы в процессе конвертерной плавки. В докладе «Практика применения высокомагнезиальных флюсов для модифицирования конвертерного шлака 160-т конвертеров ОАО «НТМК» (М.Ю. Турчин и др., ООО «Группа «Магнезит») рассмотрен и проанализирован комплекс материалов для модифицированния конвертерного шлака в условиях цеха НТМК. Группа «Магнезит» в течение многих лет является одним из основных поставщиков футеровочных материалов для 160-т конвертеров комбината. Специально разработанные флюсы в сочетании с отработанной технологией их применения являются наиболее актуальными и эффективными решениями для замедления скорости износа футеровки. ООО «Группа «Магнезит» имеет полный ассортимент материалов – как флюсов (10 разновидностей), используемых для модифицирования шлака (с целью замедления массопереноса MgO из периклазоуглеродистой футеровки в шлак по ходу плавки), так и материалов (гранулы, брикеты), подаваемых на оставленный

шлак для раздува последнего с формированием защитного покрытия (гарнисажа) на поверхность футеровки. Достигнуто значительное повышение ресурса футеровки в сравнении с предыдущими периодами. К примеру, в    2001 г. средняя стойкость футеровок конвертеров составляла 1256 плавок, в 2010 г. стойкость достигла 3926 плавок. Определенную роль в повышении стойкости футеровок сыграло улучшение условий эксплуатации конвертеров, в частности уменьшение количества додувок плавок. В докладе «Оценка растворимости оксида магния в шлаке по ходу продувки конвертерной плавки»

(К.Н. Демидов и др., ОАО «Уральский институт металлов») отмечено, что затраты на эксплуатацию и ремонт футеровки конвертеров являются существенной статьей издержек при производстве стали. Это заставляет применять различные способы повышения стойкости футеровки, в том числе введение в плавку MgO-содержащих материалов. Сформулирован принципиальный подход к использованию магнезиальных материалов:

– введение легкоплавких шлакообразующих магнезиальных материалов в завалку или в первые минуты продувки для компенсации высокой растворимости на начальной стадии процесса – с целью сохранения гарнисажного слоя шлака, сформированного на предыдущей плавке;

– дополнительный ввод магнезиальных материалов в период 60–80% времени продувки для компенсации возрастающей растворимости MgO к окончанию процесса;

– введение быстрорастворимых магнезиальных флюсов в период раздува азотом конечного шлака для формирования высокомагнезиального шлакового гарнисажа, содержащего более 11% MgO. К сожалению, в пакете докладов «Особенности применения шихтовой заготовки в конвертерном производстве качественных конструкционных и транспортных сталей» – авторы А.Я. Бабанин и др. (ДонНАСА, ОАО «Днепродзержинский МК», ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог», ОАО «Торезтвердосплав») – не было представлено убедительных данных, подтверждающих технико-экономическую целесообразность применения «кислородсодержащей шихтовой заготовки» взамен дефицитного стального лома, содержащего при этом повышенное количество примесей цветных металлов.