Geum.ru

Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство спбгпу 2003

Вид материалаУчебное пособие

Содержание


2.5.2.Шихтовые материалы сталеплавильного производства
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   48

2.5.2.ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА



Исходными металлическими материалами для производства стали являются чугун (жидкий или твердый), стальной лом (скрап), продукты прямого восстановления железа (металлизованное сырье), ферросплавы. Самая дешевая часть металлошихты — лом. В любой промышленной стране ежегодно образуется значительное количество этого материала. В зависимости от происхождения лом разделяют на четыре большие группы:
  1. собственные отходы черной металлургии и литейного производства (circulating scrap); фактически эти отходы полностью идут на переплавку на производственных предприятиях, за исключением незначительного обмена между заводами;
  2. отходы металлообрабатывающих заводов (process scrap); речь идет о “неизбежном ломе”, который во избежание загромождения производственное предприятие вынуждено продавать — следовательно, объем таких отходов на рынке тесно связан с уровнем промышленного производства;
  3. утильный, или амортизационный лом (capital scrap), который включает в себя все забракованные или устаревшие металлические изделия, начиная от промышленного превращения в скрап и кончая бытовыми отходами;
  4. возможно поступление металла из шлаковых отвалов после соответствующей переработки.

Весь металлолом, вне зависимости от происхождения практически полностью используется в черной металлургии.

На рис. 29. представлены основные источники образования лома и отходов черных металлов и их доля (по оценке АО “Втормет” на 2000 г.).


Рис. 29. Схема образования вторичных черных металлов


Количество собственного (оборотного) лома на металлургических предприятиях зависит от объема выплавки жидкой стали и уровня использования непрерывной разливки.

В последнее время, в связи с ростом доли непрерывной разливки, количество оборотного лома постоянно уменьшается. С 1990 по 1997 г. объем стали, разливаемой на машинах непрерывной разливки, увеличился с 23,1 до 46,5 %, что привело к снижению отходов оборотного лома почти на 28 %.


Рис. 30. Образование лома в мире, млн. т


Доля отходов металлообрабатывающей и машиностроительной отраслей в ресурсах лома также снижается за счет совершенствования технологических процессов металлообработки. В то же время объем использования амортизационного лома увеличивается (рис. 30). Для России характерна такая же тенденция. Количество амортизационного лома определяется металлофондом страны и сроком службы металла в различных видах основных средств. Ниже приведены нормативные сроки службы производственных и непроизводственных зданий, некоторых видов рабочих машин и транспортных средств, лет:

Здания производственного и непроизводственного назначения
40–100

Металлорежущее оборудование
12–15

Оборудование литейного производства
6–10

Кузнечно-прессовое производство
10–16

Насосы
3–8

Машины и оборудование:



подъемно-транспортные
8–20

для бетонных и отделочных работ
5–10

для дорожно-строительных работ
5–15

для подземных и открытых горных работ
3–7

черной металлургии
10–20

цветной металлургии
8–17

Сельскохозяйственные машины
5–10

Железнодорожный подвижной состав
15–30

Суда:



морские
14–27

речные
21–36

рыболовецкие
16–20

Автомобильный транспорт
6–12

Средний срок службы металла в основных фондах составляет 24–25 лет, т.е. металл, вложенный в основные фонды, через 25 лет превращается в амортизационный лом. Таким образом, ресурсы амортизационного лома 2000 г. должны соответствовать объему металловложений в основные фонды в 1975 г., ресурсы лома 2020 г. — объему металловложений в 1995 г.

Ржавчина занимает больший объем, чем железо, из которого она образуется. Это явление может вызывать катастрофические последствия. Каменные блоки собора святого Павла в Лондоне были скреплены железными скобами, положенными поверх рядов камня в желобах. За сотни лет скобы проржавели, увеличились в объеме и стали поднимать слои камня. Колокольню собора наклонилась. Потребовалось разобрать кладку и заменять скобы на нержавеющую сталь.

Купол над читальным залом Британского музея держится ржавчиной. Чугунные детали его решетки скрепили “замазкой” из железных опилок с нашатырем, замешанной на воде. Опилки быстро превратились в ржавчину, смесь отвердела и плотно заполнила щели между деталями. Она туго распирает детали, прижимая их друг к другу.

По статистическим данным реально списывается в амортизационный лом не более 30–50 % его потенциальных ресурсов. Это происходит из-за следующего:

убыточность или слишком низкая рентабельность работы с вторичным сырьем в отдаленных от перерабатывающих предприятий районах Восточной и Северо-Восточной России;

качество амортизационного лома ухудшается; возрастает доля низкосортного легковесного лома, содержащего примеси цветных металлов, а отечественные предприятия по подготовке лома к плавке оснащены устаревшим оборудованием, не способным выполнить требования заказчика к качеству вторичных металлов;

ужесточение требований к качеству выплавляемой стали по содержанию вредных примесей ограничивает применение в шихте не только низкокачественных, но и высококачественных оборотных отходов;

меняющаяся конструкция дуговых сталеплавильных печей, вывод из строя мартеновских печей вызывают специфические требования к вторичным металлам по физическим и химическим параметрам.

Основными качественными показателями металлолома как шихтового материала являются: насыпная плотность, химическая однородность, содержание неметаллических примесей (земли, песка, ржавчины, масла, деталей из органических материалов и т. д.) и цветных металлов. Для приведения лома в удобное для использования состояние производят его предварительную подготовку: сортировку, разделку, дробление, прессование, пакетирование, обжиг и т. д. Сбором всех видов лома и его подготовкой, занимаются специализированные предприятия (“Вторчермет”). Несмотря на то что для этого требуются значительные затраты, эти затраты (на 1 т) ниже затрат на добычу, обогащение железной руды и получение из нее чугуна. Поэтому лом, даже после переработки, стоит дешевле чугуна. Кроме того, при использовании лома на производство стали требуется меньше в 2,5 раза энергетических ресурсов, чем при применении чугуна (энергоемкость лома составляет 302 кг условного топлива/т, а чугуна — 757 кг условного топлива/т).

Использование вторичных черных металлов в качестве сырья позволяет сохранить природные ресурсы, улучшить экологическую обстановку. Так пылегазовыделение при подготовке 1,25 т лома составляет 0,99 кг/т, а при производстве чугуна — 27,7 кг/т. Экологический ущерб природе от коррозии металлофонда, не возвращающегося для повторного использования, составляет около 7 млрд. руб. в год.

В качестве добавочных материалов (флюсов) в сталеплавильном производстве используют известняк, известь, боксит, плавиковый шпат, марганцевую руду, песок (около 95 % SiO2), шамотный бой. Ко всем добавочным материалам предъявляют высокие требования по содержанию вредных примесей (серы, фосфора и др.).

Окислителями являются кислород, сжатый воздух, железная руда, окалина, железорудные брикеты.