С. В. Терлецкий - О некоторых проблемах переработки стружки в современных дуговых сталеплавильных печах

Автор: С. В. Терлецкий
Источник: www.cyberleninka.ru

Основными факторами конкурентоспособности металлургических предприятий в современных условиях являются их стабильная работа, рост производительности, повышение качества продукции, наличие сырьевой базы и рынка сбыта продукции. Все больше получают распространение компактные высокопроизводительные минизаводы, специализирующиеся на переработке вторичного сырья — металлолома, поэтому в недалеком будущем дефицит металлического лома может стать тормозом для роста производительности и снижения себестоимости продукции. Одним из источников увеличения лома для электросталеплавильного производства может быть стальная стружка [1]. В настоящее время на машиностроительных предприятиях республики образуется до 100—120 тыс. т стружки ежегодно. При потребности Белорусского металлургического завода в металлическом ломе около 2 млн т в год доля стружки может составить до 5—6%. Однако проблема использования стружки состоит в том, что для применения ее в качестве составляющей металлошихты сталеплавильных агрегатов необходима предварительная специальная подготовка. Из-за дисперсности этого материала сортировка его по видам и очистка от примесей на пунктах сбора является либо крайне сложной, либо практически невыполнимой задачей. Основные негативные показатели стружки (смешивание стружки легированных и углеродистых марок стали; наличие неметаллических примесей; наличие влаги и масла) приводят к следующим негативным по следствиям: перерасходу металлошихты; снижению выхода годного металла; увеличению расхода электроэнергии; созданию аварийных ситуаций из-за возгорания масла и выбросам металла при завалке стружки в печь; увеличению доли незаказных плавок по превышению содержания вредных примесей хрома, никеля, меди и др.

По данным [2], при переработке замасленной стружки в сталеплавильных агрегатах выбрасываются в цех и окружающую среду значительные количества вредных веществ в виде сажистого углерода, вредного продукта горения масла - акролеина, пыли и др., что приводит к заболеваниям и ухудшению экологической обстановки в городе. Можно, конечно говорить, что современные ДСП, которые имеются на РУП «БМЗ», снабжены пылегазоочистными установками (ПГУ), однако в настоящее время, когда печи работают с производительностью значительно превышаю щей проектную, эти установки работают на пределе своих возможностей и дополнительный источник газов и пыли приводит к выбросам в атмосферу продуктов, не попавших в газоочистные тракты. Кроме того, активное пылегазовыделение от стружки в пространство цеха происходит при неработающей печи в момент завалки шихты, когда ПГУ не включены в рабочий режим.

Следует также отметить, что при хранении рассыпчатой стружки на открытых площадках из- за большой поверхности контакта происходит интенсивное окисление стружки, при котором наблюдается активное газовьщеление (дымит). Соответственно увеличение продуктов окисления снижает содержание самого металла, не говоря уже об опасностях возгорания и экологической обстановке. Из-за перечисленных выше сложностей завод до 2001 г. практически не использовал стружку в качестве металлошихты и только в 2001 г., когда по разным причинам резко снизились поставки кускового лома из России, предприятие из-за угрозы полной остановки было вынуждено начать использовать стружку и брикеты из нее. Ниже приведены основные результаты использования стружки в различных ее видах.

Витая стружка

В марте 2001 г. поступившая на РУП «БМЗ» от ГО «Белвтормет» стружка по результатам входного контроля имела следующие показатели: со держание примесей и масла составляло от 4 до 16% (в среднем 7%); серы - от 0,02 до 0,10; хрома - от 0,1 до 1,0; никеля - от 0,1 до 2,4; меди - от 0,1 до 0,4%.

Как видно из приведенных данных, все негативные факторы (большое количество примесей и смешивание легарованной и углеродистой стружки) присутствуют. Влияние стружки на технологические показатели выразилось в следующих цифрах.

При использовании всего от 2,5 до 4,0% в составе шихты стружки количество незаказных плавок по превышению содержания никеля увеличилось на 2,2%. Удельный расход металлошихты увеличился на 23 кг/т, выход годного металла снизился на 1,9%. Время под током увеличилось на 1 мин. При увеличении стружки в составе шихты до 8-9% удельный расход металлошихты вырос на 45 кг/т. Время плавки увеличилось на 3 мин, выход годного металла снизился на 3,6%. Динамика технологических показателей представ лена на рисунке 1.

Рис. 1 - Влияние стружки на технологические показатели

Пути снижения негативных сторон стружки, на наш взгляд, могут быть следующими.

Разделение углеродистой и легированной стружки должно осуществляться в местах ее образования, т.е. на машиностроительных предприятиях должно быть отдельное складирование стружки легированной и углеродистой, как и дальнейшая ее транспортировка в пункты сбора. Данная проблема, по нашему мнению, носит более психологический характер, связанный с культурой производства, чем с капитальными затратами для ее решения.
Проблему дисперсности стружки можно решить путем ее брикетирования (прессования в брикеты).

Брикетированная стружка

Прессование также может частично решить проблему удаления масла из стружки, для этого необходимо, чтобы плотность полученных брикетов составила 6000 кг/м3 В настоящее время, по данным ГО «Белвтормет», при имеющихся на предприятиях республики гидравлических прессах типа Б-6238 или Б-6241 достичь плотности не менее 5000 кг/м^ практически невозможно. Поступившая на РУП «БМЗ» в 2000 г. партия брикетов из стружки категории 7Б по ГОСТ 2787-75 так и не была использована по следующим причинам:

количество примесей и масла составляло 5-7%, по ГОСТ - не более 3%;
количество осыпавшейся стружки составило более 15%, по ГОСТу - не более 5%;
содержание влаги — 2,0—2,5%.

При таком уровне замасленности и осыпаемости плотность брикетов была ниже 4500 мУт.

Одним из способов решения проблем снижения содержания примесей и масла, а также повышения плотности брикетов является горячее прессование.

Горячепрессованные брикеты из стружки

Преимуществом горячего прессования является то, что в процессе нагрева стружки происходит частичное удаление летучих элементов и масла, а также в связи размягчением исходных материалов брикеты получаются значительно плотнее в срав нении с холодными.

В 2005 г. на РУП «БМЗ» в рамках разработанного совместно с НАН Беларуси «Календарного плана проведения исследований по отработке техногического процесса плавки стали с использованием горячепрессованных брикетов» проводили испытания опытных партий таких брикетов из стружки производства ОАО «Минский подшипниковый завод». Характеристики брикетов по результатам входного контроля приведены в таблице.

Усредненные значения входного контроля проб опытных брикетов по данным входного контроля и требования ГОСТ 2787-75

Из таблицы видно, что опытный материал соответствует типовым требованиям ГОСТ 2787-75 для брикетов из стальной стружки категории 6Б1. Отмечено небольшое осыпание брикетов (не более 3%) и наличие не полностью удалившегося в процессе термической обработки масла, величина которых однако не превысила допустимых значений.

Производственные испытания показали, что при использовании брикетов от 9 до 17% в составе шихты расходный коэффициент увеличился на 21 кг/т, выход годного снизился на 1,5%, длительность плавки под током увеличилась на 1 мин. Поэтому в результате проведенной работы было рекомендовано использовать в составе шихты не более 10% горячепрессованных брикетов.

Заключение

Для эффективного использования стружки в качестве металлошихты для дуговых сталеплавильных печей необходимы следующие мероприятия.

организация в местах образования раздельного складирования легированной и углеродистой стружки, как и транспортировка ее в пункты сбора;
прессование стружки в брикеты;
при холодном брикетировании прессовальное оборудование должно обеспечивать такое усилие, при котором плотность брикетов будет находиться на уровне 6000 кг/м^ содержание без вредных примесей и масла - не более 1%, количество осыпавшейся стружки после ее транспортировки к месту использования - не более 3%;
организация на предприятиях-переработчиках вторичных металлов участков горячего прессования на примере ОАО «Минский подшипниковый завод».

Список использованной литературы

1. Шипулин А.Т., Баринов Н.А., Жил к и н Н.К. Переработка и использование металлической стружки. М.: Металлургия, 1970.
2. Юров Н.С., Резниченко В.А., Волобуев В.Ф., Юрова В.Г. Пути повышения эффективности использования лома и отходов легированных сталей / / Сталь. 1994. №9.