Коксозамещающие энергосберегающие угольные технологии доменной плавки
Доменная
печь является наиболее энергоемким агрегатом в металлургии,
потребляющим к тому же не первичное топливо, а специально
подготовленный углеродсодержащий материал — кокс, который выполняет,
помимо энергетической функции, также функцию твердой насадки в зоне
размягчения и плавления железорудной шихты. В связи с этим проблемы
замещения части кокса другими топливными компонентами и
энергосбережения всегда были актуальными. В настоящее время, в связи с
подорожанием природного газа, замещающего часть кокса (10-15%), они
стали остроактуальными.
Острота проблемы усиливается также тем, что при производстве каждой
тонны кокса дополнительные выбросы в окружающую среду составляют: пыли
2-3 кг, газа 7-8 тыс. м3, вредных веществ 4-5 кг. Это стимулирует максимально возможное замещение кокса в доменной плавке.
Системное решение указанной проблемы посильно группе
высококвалифицированных специалистов, включающих ученых и
производственников с большим опытом работы в данной области. Такая
группа сформирована в составе И.Г.Товаровский — д.т.н., профессор
(Институт черной металлургии им. З.И.Некрасова НАН Украины), В.П.Лялюк
— д.т.н., профессор (Национальная металлургическая академия Украины),
Д.А.Демчук — д.э.н. (научно-производственный центр “ЭКОСФЕРА”, г.
Луганск), работники ОАО “АрселорМиттал Кривой Рог” — начальник
доменного цеха № 1 Г.П.Костенко, начальник доменного цеха № 2
В.С.Листопадов, главный доменщик предприятия Г.И.Орел.
Базой для разработок были научные основы коксозамещения в доменной
плавке, созданные авторами и изложенные в монографии “Коксозамещающие
технологии в доменной плавке” под редакцией доктора технических наук,
профессора Товаровского И.Г.(Днепропетровск, изд. “Пороги”, 276 с.).
В рамках решения проблемы разработан широкий арсенал технологий
замещения кокса разными энергоносителями и технических решений по их
реализации, который позволяет в конкретных экономических условиях при
меняющихся ценах на энергоресурсы задействовать наилучший вариант по
выбранному критерию.
В частности, эффективной коксозамещающей технологией, признанной во
всем мире, является вдувание пылеугольного топлива. Однако для ее
реализации требуются большие единовременные вложения и некоторое время.
В связи с этим для ускорения решения проблемы авторы разработали
оригинальную концепцию коксозамещения: на первом этапе реализуется
технология замены части кокса кусковым антрацитом, практически не
требующая капитальных затрат. Одновременно разрабатываются способы
повышения эффективности использования природного газа для оптимизации
его расхода при возрастании цены, а затем реализуется технология замены
природного газа коксовым газом, требующая небольших капитальных
затрат.
Опыт ОАО “Криворожсталь” показал, что расход антрацита может быть
увеличен от 20-30 кг/т чугуна, характерных для других предприятий
Украины, до 70-87 кг/т чугуна, с увеличением эквивалента замены кокса
до 0,8-1,1 кг/кг путем внедрения разработанной на этом предприятии
специфической технологии. За период 2001-2006 г.г. фактический эффект
составил 178,82 млн грн за счет замещения части кокса антрацитом и
улучшения использования природного газа при уменьшении его расхода. При
замещении природного газа коксовым газом дополнительный ожидаемый
эффект составит 191 млн грн/год при сроке окупаемости затрат менее 1
года.
Таким образом показано, что большие единовременные капитальные
вложения для замены подорожавшего природного газа пылеугольным
топливом могут быть отсрочены, если внедрить предложенную авторами
менее капиталоемкую технологию замены природного газа коксовым газом в
сочетании с использованием кускового антрацита. Полученные от
реализации средства позволят расширить арсенал используемых технологий,
в том числе вдувание пылеугольного топлива и их эффективность.
Авторы пошли дальше в разработке перспектив коксозамещения,
предложив в качестве следующего шага новую малококсовую технологию с
вдуванием в доменные печи продуктов газификации некоксующихся углей.
Ожидаемый экономический эффект по каждой доменной печи составляет от 45
до 65 млн грн/год в зависимости от варианта реализации.
Таким образом, выдвинутая на соискание Государственной премии
Украины в области науки и техники работа “Коксозамещающие
энергосберегающие угольные технологии доменной плавки” содержит
комплекс научных и технических разработок, известных из множества
публикаций авторов (10 монографий, 101 научная статья, 35 патентов и
авторских свидетельств), дала высокий фактический эффект реализации и
большой ожидаемый в отрасли экономический и экологический эффект.
Высокая значимость работы для отрасли и государства в целом
позволяет считать, что авторский коллектив заслуживают присуждения
Государственной премии Украины в области науки и техники за 2007 год.
