Развитие бескоксовой металлургии.

Н.А.Тулин, В.С.Кудрявцев, С.А.Пчелкин, Д.Вернер,
Металлургия, 1987 г.

Ссылка доступна только зарегистрированным пользователям.
Как уже отмечалось, продукция, вырабатываемая при прямом восстановлении газом (губчатое железо), переплавляется в дуговых печах. По крайней мере 95 %, а возможно даже и > 98 % всего губчатого железа, получаемого в мире, перерабатывается в близрасположенном сталеплавильном цехе или же экспортируется удаленным потребителям для переплава в электропечах.
Если не считать того, что губчатое железо не должно увлажняться, с ним можно обращаться как с обычным ломом. Фактически продукт ПВ является заменителем лома и к тому же имеет перед ним некоторые преимущества, поскольку он содержит меньше загрязняющих элементов — меди, цинка, хрома, свинца и др. Однако в нем еще содержится некоторое остаточное количество кислорода и имеется сравнительно большая доля пустой породы. Эти нежелательные компоненты могут быть удалены при плавке в электропечи; в таком случае будет получена и сталь повышенного качества, без загрязнений.
Поэтому губчатое железо, если оно продается так называемыми "торговыми" заводами, должно конкурировать по цене с ломом; кроме того, положительно оценивается и высокая чистота губчатого железа.
На заводах, перерабатывающих лом, и губчатое железо, качество стали, выплавляемой из лома, может быть повышено за счет замены части лома на губчатое железо. Заводы, где сталь выплавляют только из губчатого железа, благодаря высокой чистоте этого металла особенно подходят для производства качественных (специальных) сталей.
На уже упоминавшихся небольших сталеплавильных заводах, работающих на основе прямого восстановления газом, губчатое железо (за исключением немногих случаев) составляло лишь часть шихты для электропечей. сталь выплавляли с различным соотношением между ломом и губчатым железом в шихте в зависимости от требований к качеству и от соотношения цен между обоими сырьевыми материалами.
Наряду с уже упоминавшимся преимуществом губчатого железа перед ломом (малой долей содержащихся в нем загрязнений) существенными для работы сталеплавильного цеха являются также известное-однородное качество губчатого железа, хорошая его дозируемость {удобство загрузки) и предсказуемая (поддающаяся предварительной оценке) цена. При непрерывной загрузке можно получить более высокую мощность электропечей благодаря равномерному потреблению тока и уменьшить шум во время плавления.
На заводах, использующих металлизованное сырье, его однородное высокое качество способствует развитию технологии плавки в дуговых печах высококачественной стали.
С целью извлечении железа и отсева исследовали его обогатимость мокрой магнитной сепарацией на сепараторе с напряжением магнитного поля 80 кА/м; получен железорудный концентрат с содержанием ~81 % Fe, 0,30 % С и немагнитная фракция с 6,3 % Fe и 27 % С. При сухой магнитной сепарации получен концентрат с содержанием 79,6 % Fe, 0,75 % С и немагнитная фракция с 6,9 % Fe и 24 % С.
Грохочением или гравитационным методом отделить уголь от извести и золы невозможно. концентрат углн приемлемого качества можно получить только флотационным методом.
Таким образом, испытания поведения окисленных окатышей Лебединского концентрата при их восстановлении конвертированным газом и углем разного состава в различных печах не только позволили оценить их качество и сформулировать главные требования к содержанию двухвалентного железа, гранулометрическому составу, прочности, но и определить параметры различных восстановительных процессов, проверить условия хранения и транспортирования горячих металлизованных окатышей для будущих разработок.
6.2. ИССЛЕДОВАНИЯ, ПРОВЕДЕННЫЕ В ФРГ 6.2.1. Введение
На Оскольском электрометаллургическом комбинате (ОЭМК) предполагалось производить металлизованные окатыши на установках прямого восстановления "Мидрекс" из окисленных окатышей, получаемых из Лебединского железорудного концентрата.
Чтобы можно было получать окатыши оптимального качества, в лаборатории фирмы "Пурги хеми-унд хюттентехник" (Франкфурт-на-Майне) подвергли обжигу окатыши различных типов, полученные на различной связке. Затем исследовали физические и металлургические свойства этих окатышей в опытах по восстановлению в корзинках на установке "Мидрекс" фирмы "Гамбургер штальверке" (Гамбург). При этом оказалось, что окатыши, пригодные для прямого восстановления, могут быть изготовлены со связкой либо в виде бентонита, либо бентонита и известняка.
В связи с этим обстоятельством вместо 15 тыс. т окисленных окатышей одного сорта, как это предполагалось по контракту, согласно пожеланию заказчика изготовили две партии окатышей по 7500 т, причем в одну партию вводили добавку бентонита (0,7 %), а в другую наряду с 0,7 % бентонита также и 1,8 % известняка (СаСО3).
Окатыши были изготовлены на СевГОКе на установках оком кования А и Б. С целью достижения хорошей восстановимости схему обжига приняли такой, чтобы в окатышах получалось очень низкое содержание двухвалентного железа (Fe2* ).
На этих двух партиях по 7500 т окатышей на установке "Мидрекс" фирмы "Гамбургер штальверке" провели промышленные испытания с целью получения сравнительных данных и характеристик для цеха прямого восстановления и сталеплавильных цехов металлургического комбината, возможно более близкие к практическим.
Транспортировка, грохочение и хранение металлизованных окатышей
Губчатое железо выгружается из четырех печей металлизации маятниковыми питателями на ленточный конвейер, который транспортирует материал на трехниточный сборный конвейер. Через соответствующее устройство губчатое железо сбрасывается на один из трех конвейеров. Последний доставляет материал на станцию грохочения, где от основного потока отделяются мелочь и крупный (надрешетный) продукт.
Основной поток металлизованных окатышей (фракция 50—3 мм) доставляется по двухниточной конвейерной системе либо в бункера для хранения продукта перед электросталеплавильным цехом, либо на более удаленную бункерную эстакаду, с которой загружаются железнодорожные вагоны.
Металлизованная мелочь « 3 мм) доставляется на установку брикетирования. Крупный продукт О 50 мм) измельчается в щековых дробилках, расположенных прямо за грохотами, и возвращается в основной поток металлизованных окатышей.
Реметы доставляются без грохочения на склад. Поскольку они как полупродукт, добавляемый в поток окисленных окатышей, должны быть защищены от атмосферных воздействий, склад реметов выполнен крытым и утепленным. По виброконвейерам, расположенным под полом, материал отбирается и доставляется через грохот крупной фракции на конвейер окисленных окатышей. Крупная фракция измельчается в щековой дробилке и возвращается в поток реметов. Отводимое количество реметов регулируется пропорционально расходу окисленных окатышей.
Бункера металлизованного продукта, вмещающие 5000 т (шесть перед электросталеплавильным цехом, три перед установкой отгрузки по железной дороге), выполнены самонесущими из стального листа. Через загрузочное отверстие по оси бункера металлизованные окатыши передаются непосредственно на каскадный спуск, так чтобы окатыши даже при пустом бункере не падали сразу на всю Высоту бункера (28 м) , а ссыпались вниз без чрезмерных нагрузок.
Бункера имеют плоское днище; образующаяся при работе мертвая зона заполнена щебнем. Для защиты губчатого железа от самовозгорания на всех бункерах предусмотрен подвод инертного газа. Защитная атмосфера постоянно подается в бункер с контролируемым расходом.
Отгрузочная станция
Металлизованные и окисленные окатыши могут быть отправлены с комбината через установку для погрузки железнодорожных вагонов. Над двумя путями располагаются по два отгрузочных бункера. Эти бункера заполняются двумя раздельными конвейерами, так что вагоны на одном пути можно загружать металлизованными окатышами (губчатым железом), а вагоны на другом пути — окисленными окатышами.
Производство окисленных и металлизованных окатышей, электростали, а в дальнейшем и проката в условиях ОЭМК сопровождается выбросом в окружающую среду пыли, сернистого ангидрида, оксидов углерода и азота и некоторых других вредных веществ. В числе выбросов отсутствуют вредные вещества, сопутствующие традиционной металлургии чугуна и стали (фенолы, цианиды, бензпирен и др.) .
ОЭМК расположен в 20 км от г. Старый Оскол с целью уменьшения влияния на город не столько комбината, сколько суммарного влияния металлургических предприятий, которые в перспективе могут расположиться на свободных площадках рядом с ним. Между площадкой ОЭМК и городом нет других крупных предприятий (кроме стройбазы и теплиц) , выбросы которых могли бы сложиться с выбросами комбината.
Технологическая основа ОЭМК уменьшает или исключает полностью ряд выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы, неизбежных при традиционном производстве металла. Исключение агломерационного, доменного и конвертерного производств и замена основного топлива — коксующегося угля — природным газом позволяет при производстве окисленных, металлизованных окатышей и стали из них в электропечах уменьшить выбросы: во много раз сернистых соединений и оксида углерода, значительно — оксидов азота; исключить выбросы фенолов, цианидов.
Замена железнодорожного транспорта гидротранспортом железорудного концентрата исключает его потери с пылью при транспортировке и перегрузках. Использование конвейеров большой длины, пневмотранспорта для сыпучих материалов, возвращение в процесс отходов производства окатышей с их мокрым измельчением, непрерывной загрузки металлизованных окатышей в электропечи, укрытие печей в специальные