Казармщиков И.Т. - Производство металлических конструкционных материалов (1092920), страница 20
Текст из файла (страница 20)
В будущем разрыв междукачеством сырья и металлопродукции будет возрастать. Это связано с тем, чтозапасы высококачественного сырья истощены или находятся в необжитыхрайонах, а также ухудшением горногеологических условий добычи инеобходимостью организации дальних перевозок. Поэтому работа посуществующей технологической схеме может привести к дальнейшему снижениюэффективности получения чёрных металлов.
Необходимы коренные изменения вэтой схеме, предусматривающие применение принципиально новыхтехнологических процессов и агрегатов.Эти изменения потребуют больших затрат и продолжительного времени. Этосвязано с несколькими причинами. Во-первых, новые технологические процессыполучения чёрных металлов пока находятся в стадии разработки, которые ведутсякрайне медленно. Во-вторых, основные фонды чёрной металлургии огромны идля их обновления потребуется несколько десятилетий. В ближайшейперспективе наряду с разработкой и промышленным освоением новых процессовнеобходимо добиться повышения эффективности использования имеющихсяосновных фондов.В ближайшие годы эффективность производства чёрных металлов можноповысить за счёт развития следующих направлений:- снижение стоимости чугуна;- замена доменного процесса жидкофазным бескоксовым восстановлениемжелеза из дешёвого рудного сырья;- повышение эффективности кислородо-конвертного производства стали засчёт использования синтетического чугуна;- использование эффективных методов рафинирования металла.Снижение стоимости чугуна.
Ввиду того, что при традиционнойтехнологии основную долю (60 - 70 %) себестоимости стали составляет стоимостьсырья и прежде всего чугуна, являющегося основным видом сырья, любоеснижение стоимости его производства ведёт к существенному снижениюсебестоимости стали. Для этого используются мероприятия (замена части коксана дешевые виды каменных углей, вдуваемых в виде пыли и др.), ведущие кснижению стоимости чугуна. Однако, получение чугуна по традиционнойтехнологии в доменных печах, для эффективной работы которых требуетсятолько высококачественное железорудное сырьё (окатыши, агломерат) и топливо(кокс), снижение себестоимости чугуна в будущем не представляется возможным.Замена доменного процесса жидкофазным бескоксовым востановлениемжелеза из дешёвого рудного сырья.
Этот технологический процесс кроме заменыкокса и использования низкокачественного рудного сырья должен включатьплавление лома в шахтной печи, отапливаемой технологическими газамипроцесса жидкофазного восстановления (вторичными энергоресурсами), инепрерывную разливку стали.Указанная технологическая схема производства металла может обеспечитьзначительное снижение себестоимости стали благодаря замене дорогостоящихвидов первичного сырья дешёвым: кокса - энергетическими углями, агломерат иокатышей - дешёвой железной рудой (без обогащения или после неглубокогообогащения), а также в результате применения вторичных энергоресурсов дляплавления лома.Кроме того, плавление лома в шахтной печи позволяет упростить задачувыплавки высококачественной стали.
В этом случае возможна организациявыплавки стали двумя раздельными потоками:- высококачественной из первичного металла (чугуна), отличающегосявысокой чистотой по содержанию примесей цветных металлов;- обычного качества из вторичного металла (лома), как правило, загрязненного примесями цветных металлов.Однако, процессы жидкофазного безкоксового восстановления железа иплавления лома в шахтной печи пока находятся на стадии разработки ипромышленного испытания. Поэтому в ближайшее время не следует ожидатьперевода чёрной металлургии на новую производственно-технологическуюсхему.Повышение эффективности кислородно-конвертерного производствастали за счёт использования синтетического чугуна.
Новым технологическимпроцессом, промышленным освоением которого возможно повышениеэффективности чёрной металлургии, является плавление лома в шахтной печи сполучением синтетического чугуна, используемого в кислородно-конвертерномпроизводстве. В этом случае, при получении синтетического чугуна может бытьорганизовано удаление примесей цветных металлов, в частности меди. Этопозволит решить проблему переработки лома , которая становится всё острее, иобеспечить эффективную работу кислородно-конвертерных цехов, дающуюповышение производительности при одновременном снижении себестоимостистали и улучшении её качества.Использование эффективных методов рафинирования металла.
Методырафинирования используются для повышения качества металла. Задачаповышения качества стали должна решаться путём расширения примененияразличных видов ковшовой обработки металла. Из всех видов дополнительнойобработки стали, применяемых в промышленности, относительно новым идающим наибольший эффект повышения качества, является обработка еёматериалами, содержащими щёлочноземельные и редкоземельные металлы. Внастоящее время наиболее доступным и эффективным способом обработкиявляется обработка силикокальцием.Эффект повышения качества стали, достигаемый при обработке еёкальцийсодержащими материалами, заключается в том, что кальций имеет оченьвысокое сродство к кислороду и сере и может обеспечивать снижениеостаточного содержания этих вредных примесей в жидком металле до оченьмалых значений (менее 0,001-0,002 %).
Кроме того, оксиды и сульфиды кальция,выделяющиеся при кристаллизации металла, образуют мелкодисперсныеглобулярные и равномерно распределенные по объёму неметаллическиевключения, которые оказывают минимальное отрицательное влияние на свойствастали. Такое выделение неметаллических включений принято называть ихмодифицированием.В настоящее время обработка стали кальцием имеет недостаточноераспространение и сводится в основном к вдуванию порошка силикокальция вковш.
Поэтому важной задачей является расширение использования обработкистали кремнием, обеспечивая тем самым повышение качества металла в рамкахсуществующего производственно-технологического процесса.Таким образом становится ясно, что поскольку в технологии производствастали длительное время сохранится в металлошихте высокая доля чугуна,полученного из рудного сырья, существующий технологический процесснеобходимо переводить на принципиально новую схему, предусматривающегопереработку железорудного сырья в агрегатах бескоксового жидкофазноговосстановления, плавления лома в шахтных печах с получением синтетическогочугуна и выплавку стали в агрегатах непрерывного действия. Интенсификацияпроизводства стали возможна лишь при коренной перестройке её структуры.7.3 Перспективы развития прямого получения железаГлавной причиной быстрого развития методов прямого получения железаследует считать повсеместную нехватку металлургического кокса.
По даннымООН мировые запасы коксующихся углей не превышает 15% от общих запасовкаменного угля. Кроме того, глубина залегания пластов коксующегося угля вбольшинстве случаев составляет свыше 300 м, что в значительной степени делаетего добычу дорогой.Новые методы прямого получения железа позволяют использовать вкачестве восстановителя и источника тепла дешёвый некоксующийся каменныйуголь, а также восстановительные газы, путём конверсии природного газа,попутного нефтяного газа, мазута и нефти. Многие современные методы прямогополучения железа не требует предварительного окускования пылевиднойжелезной руды и тонкого концентрата при изготовлении агломерата и окатышей.Всё это в ряде случаев оказывает решающее значение на выбор типаметаллургического передела.Однако, следует иметь ввиду, что запасы природного газа и нефтиограничены.
Кроме того, эти виды сырья широко используются химическойпромышленностью и транспортом. Поэтому замена кокса на природный газ вбольших масштабах не может рассматриваться как перспектива развитияметаллургии в целом. Такая замена может быть оправдана в районах интенсивнойдобычи нефти и газа при полном отсутствии коксующихся углей.Перспективными могут считаться только методы прямого получения железа нанекоксующихся углях и продуктах их газификации.Сравнениепоказателейработыдоменныхпечейинаиболеепроизводительных и экономичных установок прямого получения железапозволяет сделать вывод. Производительность доменных печей в несколько развыше производительности современных установок прямого получения железа,работающих на природном газе, хотя по эффективности использования теплапоследние не уступают доменному процессу.
В связи с этим такие установкимогут сооружаться и эксплуатироваться в странах, располагающих большимизапасами природного газа и нефти.Наиболее серьёзными конкурентами доменных печей следует считатьустановки для прямого получения чугуна в дутьевых бесшахтных печах,работающих на кислородном дутье и угле. В нижней части таких печейскапливаются чугун и шлак, которые выпускаются через лётки, как это принято вдоменном производстве. Над слоем шлака поддерживается температура 180020000С за счёт сгорания угля.
Сверху печи непосредственно в жидкий шлакзагружается шихта, которая состоит из угля, неокускованной руды и флюса.Происходит восстановление и плавление шихты. При вводе в строй и успешнойэксплуатации таких печей становятся ненужными коксовые цехи, аглофабрики ифабрики по изготовлению окатышей. Для этих печей не нужны также природныйгаз и нефть.В ближайшие годы предпочтение технологии прямого получения железаили доменного производства не будет заметным и вероятнее всего будетпроисходить параллельное развитие доменного производства и процессовпрямого получения железа.8 Производство цветных металловРазделение металлов на черные и цветные является условным. Обычно кчерным металлам относят железо, марганец и хром, а остальные металлы – кцветным.Промышленное значение цветных металлов очень велико и особенновозросло с развитием радиоэлектроники, атомной энергетики, освоениемкосмического пространства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
