Специалисты Института черной металлургии разработали технологию, позволяющую при выплавке значительно уменьшить расход кокса и природного газа
«Голос Украины» уже не раз писал об одной из острейших проблем отечественной металлургии — отсутствии необходимого количества качественного кокса для доменной плавки. Как путь решения этой проблемы, часто предлагается просто возить кокс из дальнего зарубежья. Вместе с тем есть и куда более экономически выгодная для нашей державы альтернатива, разработанная украинскими учеными и производственниками.
Горячая альтернатива
— В нашей стране, — разъяснил заместитель министра промышленной политики Владимир Севернюк (на снимке), — в доменном производстве основным заменителем дорогого кокса остается природный газ, стоимость которого неуклонно растет, что делает экономически невыгодным его использование в плавке. Прогрессирующее подорожание газа диктует его замену пылеугольным топливом. Это куда выгоднее. Только тогда высокопроизводительная работа доменной печи по этой технологии и особенно ее экономическая эффективность сильно зависят от качества кокса. А оно у нас оставляет желать лучшего. Для примера, одним из показателей, характеризующих качество кокса, является его горячая прочность, которая на коксохимических предприятиях Украины не превышает 45—47 процентов, тогда как при работе доменных печей по технологии с вдуванием пылеугольного топлива обязательно необходимо иметь этот показатель на уровне 65—70 процентов.
— Несмотря на это, вы все же ратуете за внедрение в металлургии Украины технологии вдувания пылеугольного топлива?
— Такая технология уже прошла «обкатку» на передовых металлургических предприятиях мира. Но этому предшествовало коренное улучшение качества железорудного сырья и кокса, совершенствование параметров режима доменной плавки и управления процессами в печи. Эти предприятия работают с расходом кокса всего 300—350 килограммов на тонну выплавленного чугуна при вдувании 150—200 килограммов пылеугольного топлива — экономия немалая. Правда, весомые показатели достигнуты за счет использования железорудного сырья с высоким содержанием железа, а также применения качественного и прочного кокса.
В настоящее время металлургия Украины не располагает сырьем и коксом такого качества. Естественно, возникнут проблемы с освоением технологии вдувания в доменные печи пылеугольного топлива до экономически оправданного уровня 150—200 килограмм на тонну выплавленного чугуна. К примеру, для доменной печи №2 металлургического завода «Донецксталь», на которой вдувают до 145 килограмм пылеугольного топлива на тонну чугуна, пришлось организовать поставку специального кокса «Премиум» высокого качества.
Эффективно, только дорого
— Получается, технология вдувания экономично выгодна, только внедрить ее в наших условиях не представляется возможным. Опять ведь все упирается в качественный кокс, которого у нас нет.
— Действительно, внедрению любой новой технологии предшествует разработка технико-экономического обоснования. Строительство современной агломерационной фабрики, которая может обеспечить доменное производство агломератом с низким содержанием мелких фракций и высоким содержанием железа, требует инвестиций на уровне от 500 миллионов до миллиарда долларов. Строительство инфраструктуры в глубоководном морском порту для доставки качественного коксующегося угля из дальнего зарубежья (его все равно придется импортировать, хотя и не в таких количествах) — это еще 100—200 миллионов долларов. Для организации вдувания пылеугольного топлива необходимо соорудить на каждый доменный цех капиталоемкий комплекс стоимостью 45—70 миллионов долларов, включающий, в частности, оборудование для получения, транспортировки и дозирования пылеугольного топлива перед подачей в доменную печь. К тому же запасы тощих и газовых углей в Украине ограничены, и при широком внедрении технологии вдувания их также придется импортировать из ближнего или дальнего зарубежья.
Несмотря на перечисленные проблемы, нынче альтернативы повсеместному внедрению такой технологии, которая значительно снижает расход кокса, в доменной плавке нет. Вопрос только в стоимости и времени.
Переходный период: можно обойтись без огромных капитальных затрат
— Действительно, пройдет не один год, прежде чем...
— Именно поэтому украинскими учеными и производственниками разработан ряд других опробованных в производстве и перспективных технологий замены кокса в доменной плавке, дающих несколько меньший экономический эффект, чем пылеугольное топливо, но не требующих больших капитальных затрат, а также времени на их внедрение. В условиях резкого подорожания природного газа, дефицита кокса, недостатка инвестиций и длительных сроков внедрения технологии пылеугольного топлива имеют право на осуществление также технологии, рассчитанные на переходный период. В этой связи особое значение приобретает технология замещения кокса кусковыми углями. Она обстоятельно изложена в работе «Разработка и внедрение комплекса технологий снижения расхода кокса и природного газа для повышения эффективности выплавки чугуна и ферросплавов» и выдвинута Институтом черной металлургии им. З. И. Некрасова НАН Украины на соискание Государственной премии Украины в области науки и техники за 2009 год.
Поскольку кусковые угли отличаются от кокса по физико-механическим и термохимическим свойствам, их загружают по особым программам (технология запатентована в Украине и России). В настоящее время такая технология загрузки в доменные печи большого объема сырого кускового антрацита в количестве 70—80 килограмм на тонну чугуна апробирована в виде продолжительных экспериментов на комбинате «Криворожсталь» (ныне — ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог»). Особенно следует отметить опыт работы самой большой доменной печи Украины объемом 5000 кубических метров на технологии с частичной заменой кокса кусковым антрацитом до 90 килограмм на тонну чугуна. Капитальные затраты на реализацию этой технологии практически отсутствуют, а эффективность определяется соотношением свойств углей и их цены и позволяет получать экономию от 2,1 до 17,5 доллара на каждой тонне выплавленного чугуна.
Использование сырого антрацита, термоантрацита и термобрикетов для частичной замены кокса позволяет оперативно решить ряд проблем доменного производства до освоения технологии вдувания пылеугольного топлива.
В результате внедрения этих научных разработок уже получен экономический эффект на трех предприятиях отрасли: «Криворожстали», Никопольском заводе ферросплавов и Запорожском ферросплавном заводе — свыше 470 миллионов гривен. А распространение на всю отрасль позволит получать ежегодно экономический эффект до миллиарда гривен.
Интервью взяла Галина КВИТКА.
На снимке: на Никопольском заводе фер-росплавов.
Фото Александра КЛИМЕНКО (из архива «Голоса Украины»).