МЕТАЛЛЫ ЕВАРЗИИ №2, 2022

ЭКОЛОГИЯ И ТЕХНОЛОГИИ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕТАЛЛУРГИИ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ ИЗВЕСТЬЮ.

Производство, ресурсы, потребности, оборудование, наилучшие доступные технологии.

Корнеев Виктор Николаевич, к.т.н.

Директор по развитию компании Cimprogetti

Металлургические компании во всем мире считают своим приоритетом производство высококачественной продукции, максимально очищенной от возможных примесей.

Российские металлургические предприятия, поставляющие свою продукцию за рубеж и на все более требовательный внутренний рынок, заинтересованы в ее соответствии системам международных (ISO) и европейских (EN) стандартов.

Наиболее эффективной добавкой, исторически применяемой металлургами всего мира для очистки железной руды, металла и стали служат металлургическая известь и доломит.

Известь – общий термин, которым обычно обозначают свежеобожженную (негашеную) известь.

В зависимости от химического состава известь может быть следующих видов:

а) кальциевая, или просто "известь" (основной компонент СаО, массовая доля МgО не более 5%); кальциевую известь, полученную из мела, называют меловой;

б) доломитизированная (МgО от 5 до 20%);

в) доломитовая (МgО от 20 до 40%);

Это легкодоступное природное сырье, но от качества и нормативов использования металлургической извести, применяемой во всех процессах производства металла зависит в итоге качество готовой продукции.

В черной металлургии известь используется в конвертерном, сталеплавильном, мартеновском, агломерационном и ферросплавном производствах, а также для эффективной очистки технической воды и всех типов исходящих газов от вредных и кислотных примесей.

Современные требования к металлургическому производству направлены на выполнение экологических программ, уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу, сбережение ресурсов и потребляемой энергии, внедрение передовых разработок и наилучших доступных технологий.

Решить все это позволяет правильный выбор современного оборудования.

Производство в России

Большинство металлургических предприятий России по-прежнему использует устаревшее оборудование для производства извести, построенное в советское время.

Это устаревшие одно шахтные печи небольшой производительности или вращающиеся печи огромных размеров.

Потребление топлива и электрической энергии при использовании подобного оборудования на 200–500% выше, чем в современных печах.

Капитальные ремонты и реконструкции позволяют поддерживать такое оборудование в рабочем состоянии, но качество готовой продукции низкое, потребление топлива и электроэнергии огромное, а выбросы вредных веществ и пыли – постоянная головная боль экологов.

Учитывая сложности производства нормы по использованию извести в процессах занижены по сравнению с мировым опытом и коэффициентами использования.

По критериям мирового опыта

Мировой объем производства извести для металлургии составляет более 350 млн тонн в год. В диаграмме указано распределение производства по странам. Первое место занимает Китай, как самая растущая экономика мира, далее ЕС, США и Индия, а Россия со своими 11,5 млн тонн стабильно занимает 5 место.

Прирост производства извести в мире составляет 5–10% (в России прирост менее 2–3%) в год.

Ресурсы

Часть предприятий все еще приобретает известь для производства на основе аутсорсинга, но это более подходит предприятиям с небольшими объемами производства и готовыми рисковать по поводу качества и переплаты за необходимый в производстве продукт.

Многие металлургические предприятия постоянно увеличивают объемы использования извести, повышают требования к ее качеству и в итоге приходят к выводу о необходимости создания собственных известковых производств.

Это позволяет заказчику контролировать качество, сроки и объемы производства и не зависеть от прихотей сторонних поставщиков.

Значительными темпами растет параллельное производство гидратной или гашеной извести, которая активно применяется для широкого спектра экологических задач и инновационных процессов, как покрытие окатышей, брикетов и связывание агломерата. При этом реализуется задача безотходного производства извести.

Потребности

В конвертерном процессе известь служит для наведения высокоосновного шлака, благодаря которому осуществляется рафинирование жидкой стали (удаление серы, фосфора, неметаллических включений, кислорода и др.). В этой связи к извести предъявляются жесткие требования: высокая степень обжига (СаО + МgО> 92%; ПМПП < 5%), высокая реакционная способность (время гашения менее 3 мин), оптимальная крупность (5…40 мм), минимальное содержание серы (не более 0,06%). Удельный расход извести в конвертерах - 80…100 кг/т стали, а при переделе фосфористых чугунов – до 140 кг/т. Во многих конвертерных цехах используют доломитовую известь с содержанием 35…40% МgО с целью повышения стойкости футеровки. Шлак при этом насыщается МgО и вступает в химическое равновесие с магнезитовой футеровкой. При расходе доломитовой извести 40…50 кг/т стали, стойкость футеровки повышается от 500…800 плавок до 2000…3000 плавок. Мелкофракционная известь (3…20 мм) используется в сталеплавильном производстве для рафинирования стали в ковше.

В электросталеплавильном производстве известь выполняет те же функции, что и в конвертерном. Расход ее лучше закладывать около 80…100 кг/т стали.

Мартеновское производство является менее требовательным к качеству извести и удельный расход ее ниже (20…30 кг/т).

В ферросплавном производстве известь используется как флюс (производство феррохрома – до 1500 кг/т, ферромарганца – 250 кг/т, феррованадия и др.) и как шихта (силикокальций).

В агломерационном производстве известь выполняет несколько функций:

а) добавка в аглошихту в раздробленном состоянии (менее 3 мм) с целью увеличения производительности агломашин (за счет повышения газопроницаемости слоя и его высоты);

б) обеспечение заданной основности агломерата

в) сушка влажных железосодержащих концентратов и отходов металлургического производства (шлака, окалины) с целью подготовки их к использованию в аглошихте.

Удельный расход извести на аглофабриках колеблется в широких пределах: от 15 кг/т до 90 кг/т. На большинстве предприятий ощущается острый дефицит и ограниченное использование агломерационной извести, так как известь отдается с производства в агломерационные цеха по остаточному признаку. А ведь увеличение добавки извести на этом этапе значительно улучшит качество и чистоту металла в последующих процессах производства.