Общая характеристика технологии черных металлов

 

Современное металлургическое производство – это сложная система различных производств, базирующихся на месторождениях руд, коксующихся углей, энергетических комплексах, оно включает:

– шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;

– ГОКи;

– КХЗ, где осуществляют подготовку углей и коксование;

– энергетические цехи для получения сжатого воздуха и кислорода;

– доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов;

– сталеплавильные цехи для производства стали;

– прокатные цехи, в которых слитки перерабатывают в рельсы, балки, листы, трубы и т.д.

На рисунке 2.1 приведена технологическая схема современного двухстадийного (классического) производства черных металлов.

Основными цехами металлургического комбината являются: доменный; сталеплавильный; прокатные.

Исходным сырьём металлургического предприятия является:

– железная руда, предварительно обогащенная и окускованная;

– металлургический кокс;

– флюсы, добытые в карьерах и также прошедшие предварительную обработку.

Производство чугуна на металлургических заводах состоит из двух основных этапов:

– подготовка исходных материалов (шихты) к плавке;

– выплавка чугуна.

ШМ доменной плавки являются железосодержащие компоненты (агломерат, окатыши), кокс и флюсы. Подготовка железосодержащей части шихты состоит в обогащении руды и окусковании с получением агломерата или окатышей. Обогащение производится с целью повышения содержания полезного компонента (железа) в руде, что существенно улучшает ее металлургические свойства. Окускование сырья способствует повышению газопроницаемости столба шихтовых материалов в доменной печи, улучшению восстановительной способности газового потока, уменьшению выноса газовым потоком мелких фракций шихты из доменной печи, увеличивается производительность доменных печей, сокращается расход кокса.

Кокс является продуктом переработки коксующихся углей. Качество кокса характеризуется химическим составом, физико-механическими свойствами и зависит от свойств исходных углей, их подготовки к коксованию, технологии коксования и обработки готового кокса.

Флюсы служат для придания легкоплавкости пустой породы руды, ошлакования золы кокса и получения жидкоподвижного шлака. В качестве флюса обычно применяют известняки их вводятся в доменную печь обычно в виде офлюсованных агломерата и окатышей или в виде кускового материала.

 

Рисунок 1.1 – Технологическая схема современного двухстадийного

производства стали

 

На рисунке 1.2 приведена общая схема доменного производства.

Продукцией черной металлургии является:

– чугуны, выплавляемые двух видов: передельный, используемый для передела в сталь и литейный, используемый для производства отливок в литейных цехах.

– ферросплавы для выплавки легированных сталей;

– стальные слитки для производства различного проката (рельсов, балок, листа, труб и др.), а также для изготовления крупных кованых валов, дисков, роторов турбин. Доменная печь является уникальным агрегатом, имеющая следующие особенности.

1. Противоточный характер движения материалов.

2. Энергетически малозатратный (экономный) агрегат.

3. Минимальное количество вредных выбросов и пыли.

4. Наличие в одном агрегате одновременного зон твердого, жидко-твердого и жидкого состояния.

5. Наличие большого температурного перепада от 0 до 2200 °С.

6. Большой перепад давлений от 10 до 500 кПа.

7. Большой объем доменных печей в 5500 м³ печь 5580 м.

8. Кампания доменной печи длится от 10 до 40 лет, за одну кампанию доменная печь выплавляет от 20 до 40 млн. т чугуна.

Суточная производительность 12000-13000 т.

 

 

Рисунок 1.2 – Общая схема доменного производства

Доменное производство имеет недостатки: работает на дорогом дефецитном коксе; требует окускования шихты, аглофабрики и производства по изготовлению окатышей. Это все требует огромных капитальных, энергетических затрат и сопровождается загрязнением окружающей среды.