Направления технического развития по основным металлургическим переделам

Черная металлургия занимает ведущие позиции в экономике страны. На её долю приходится более 8 % общероссийского объёма валютной выручки, 7 % объёма промышленного производства, 5, 3 % численности персонала, 6, 2 % основных фондов. В то же время на производство продукции отрасль расходует 7 % топлива, 17 - электроэнергии, 20 - сырьевых материалов, 23 % - объёма железнодорожных перевозок. Предприятия отрасли обеспечивают до 6 % налоговых поступлений в бюджетную систему России, 12, 0 млрд. руб. - во внебюджетные фонды и уступают только топливно-энергетическому комплексу.

По объёму экспорта черных металлов (свыше 10 % мирового, или 28, 0 млн. т) Россия занимает первое место в мире.

Основные направления технического развития доменного производства включают мероприятия по усовершенствованию технологии доменной плавки, применению новых более качественных материалов и более совершенных конструктивных решений. Эффективность мероприятий оценивается снижением расхода кокса и повышением производительности доменной печи.

В технологической части основными являются: улучшение качества шихты - железорудной части и кокса, повышение температуры дутья, повышение давления газа под колошником. В сводном виде влияние этих технологических факторов на расход кокса и производительность доменной печи показано в таблице 15.1.

Указанные технологические мероприятия являются в определенной степени традиционными и широко применяются в отечественных доменных цехах.

Новым технологическим мероприятием в условиях нашей страны является вдувание в доменные печи пылеугольного топлива (ПУТ), хотя в международной практике это давно и широко применяется. Объясняется это соотношением цен на кокс, уголь и природный газ в нашей стране и за рубежом. Если за рубежом уголь дешевле природного газа, то в России это соотношение носит обратный характер - природный газ дешевле угля. Такое соотношение цен приводит к экономической невыгодности применения ПУТ в России. В настоящее время происходит сближение ценовых параметров и соответственно у металлургических заводов начинает появляться интерес к ПУТ. Первым в стране практические шаги в этом направлении осуществляет НЛМК, где строительство комплекса по вдуванию ПУТ в доменные печи уже выполняется. Коэффициент замены кокса измельченным углем (ПУТ) составляет 0, 8 - 0, 9 кг/кг.

Большие изменения планируются на литейных дворах доменных печей, направленные на повышение механизации горновых работ и улучшение условий труда. В этом направлении осуществляется комплекс мероприятий, включающий применение высококачественных, высокостойких леточных масс, укрытие желобов, улавливание и очистку запыленных газовыделений. Для обеспечения более высокого уровня механизации при реконструкции доменных печей создаются горизонтальные литейные дворы.

Основные направления технического развития сталеплавильного производства.

Главными являются мероприятия по улучшению структуры сталеплавильного производства: выплавки, внепечной обработки и разливки стали.

В части выплавки это означает увеличение доли конвертерной и электростали в общем объёме выплавки. В этом направлении получены серьезные результаты. В 2010 г. доля мартеновской стали составила только около 8 % против примерно 20 % в 2005 г. Устаревшее, имеющее низкие технико-экономические показатели мартеновское производство сохранилось только на старых небольших заводах.

Практически на всех металлургических заводах активно вводятся в эксплуатацию установки внепечной обработки в основном комплексные, включающие электродуговой подогрев жидкого металла, а также установки вакуумирования.

Увеличение объёмов внепечной обработки объясняется преимуществами этой технологии, позволяющими существенно улучшить технико-экономические показатели сталеплавильного производства в целом.

Основные преимущества внепечной обработки стали:

увеличение производительности сталеплавильного агрегата;

повышение качества и расширение марочного сортамента выплавляемых сталей;

гарантированное обеспечение в узких заданных пределах содержания химических элементов и температуры стали;

обеспечение однородности химического состава и равномерности температуры стали в сталеразливочном ковше, передаваемом на разливку;

снижение расхода энергоносителей и материалов (раскислителей, легирующих, шлакообразующих).

Кроме внепечной обработки жидкого полупродукта, полученного в сталеплавильных агрегатах, на ряде заводов применяются установки десульфурации жидкого чугуна до заливки его в сталеплавильные агрегаты. Это позволяет производить высококачественные стали с очень низким содержанием серы.

На всех крупных металлургических заводах применяется только непрерывная разливка стали. В целом по отрасли доля непрерывной разливки составляет более 80 %. Устаревшая разливка в изложницы практикуется только на старых небольших заводах. Процесс выведения из эксплуатации разливки в изложницы продолжается.

Активное внедрение непрерывной разливки стали объясняется её серьезными преимуществами по сравнению с разливкой в изложницы:

исключение обжима слитков и нагрева перед обжимом;

повышение выхода годного на 10-15 %;

улучшение качества стали (снижение неоднородности);

улучшение условий труда;

снижение вредного влияния на окружаюшую среду;

лучшие условия для автоматизации процесса разливки;

возможность создания литейно-прокатных агрегатов.

Совершенствование собственно непрерывной разливки идет в направлении получения литых заготовок по размерам, приближающимся к размерам готового проката. Этот процесс в нашей стране идет с отставанием по сравнению с промышленно развитыми странами. Так, получившая широкое распространение отливка тонких слябов в России применена только недавно и только на одном металлургическом предприятии - Выксунском металлургическом заводе. Пока ни на одном заводе не планируется строительство установок по отливке тонкой литой полосы, хотя это направление представляется очень перспективным. Уже практически показано, что этим способом можно получать тонкую литую полосу взамен горячекатаного и даже холоднокатаного проката.

Основные направления технического развития прокатного производства:

улучшение структуры производства проката (повышение доли листового проката в общем объёме производства проката);

повышение доли холоднокатаного проката в общем объёме производства листового проката;

повышение доли листового проката с покрытиями;

повышение качества проката;

производство горячекатаного листа взамен холоднокатаного;

создание единых технологических комплексов: выплавка - внепечная обработка - непрерывная разливка - прокатка.

Следует отметить, что в настоящее время в развитии прокатного производства происходят взаимно противоположные процессы. С одной стороны повышение доли холоднокатаного проката в общем объёме производства листового проката, а с другой стороны производство горячекатаного проката по своим показателям, соответствующего холоднокатаному прокату. Высокая экономическая эффективность этого направления объясняется возможностью исключения целого дорого стоящего передела холодной прокатки.

Кроме того, как указывалось выше, в настоящее время разработаны технологические процессы, позволяющие при непрерывной разливке получать тонкую литую полосу, по качеству соответствующую горячекатаному и даже холоднокатаному прокату. Пока этот процесс находится в стадии освоения, однако представляется очень перспективным, так как для отдельных видов продукции позволяет полностью исключить прокатный передел.

Одним из главных направлений в совершенствования мталлургического производства является совмещение непрерывной разливки стали с прокаткой с созданием литейно-прокатных агрегатов. Это позволяет сократить технологические потери металла, уменьшить потребность в энергоресурсах и производственных площадях, увеличить уровень автоматизации и производительность труда.

Следующим шагом в совмещении сталеплавильного и прокатного производств является создание единых технологических комплексов: выплавка - внепечная обработка - непрерывная разливка - прокатка. Такие технологические комплексы размещаются в одном производственном здании, что полностью исключает межцеховые перевозки и существенно сокращает потребность в производственных площадях на генеральном плане завода. Такой комплекс работает как единое целое - ремонтные работы на всех объектах комплекса производятся в одно и то же время. Более подробно основные технические решения и преимущества создания единых технологических комплексов рассмотрены в лекции 9.

Необходимо иметь в виду, что технические и технологические решения по отдельным металлургическим производствам постоянно совершенствуются и соответственно обновляются направления их дальнейшего развития.