Экономические основы технологии изготовления керамзита

  Существует  несколько типов процессов и установок ППЖ (рис. 1.1). Наиболее распространенными являются способы Мидрекс (МIDRЕХ, США) и ХиЛ (НуL, по названию фирмы Ноjаlаtа-у-Laminа, Мексика). Способом Мидрекс осуществляется примерно 2/3 всего мирового производства железа прямого получения, способом ХиЛ — примерно 1/4.

   Главным отличием процесса Мидрекс (рис. 1.2) является способ конверсии природного газа, которая в этом процессе осуществляется диоксидом углерода, содержащимся в отходящем из печи газе, по реакции СН₄ + СО₂=2СО + 2Н₂. Перед подачей отходящего газа в конверсионную установку он проходит очистку от пыли и Н₂О. Конвертированный газ, содержащий ~35 % СО и ~65 % Н₂, подают и печь при температуре 750°С. Кроме этого в нижнюю часть печи подают охлажденный оборотный газ. Охлажденные окатыши содержат ~95 % Fе и ~1 % С. Содержание углерода в губке при необходимости может быть повышено.

   Металлизованные охлажденные окатыши непрерывно выгружаются в бункер емкостью 5 тыс. т, где хранятся в инертной атмосфере до плавки в дуговых печах. Расход природного газа на процесс составляет около 350 м³ на 1 т продукта. Этот процесс осуществлен у нас на Оскольском электрометаллургическом комбинате.

   Основной  особенностью процесса восстановления в периодически действующих ретортах ХиЛ (НуL) является применение паровой конверсии природного газа, осуществляемой в аппаратах, в которых расположена кирпичная насадка с добавкой никеля в качестве катализатора. Конверсия протекает по реакции СН4+Н2О = СО + ЗН2.

   Газ перед конверсией подвергается десульфурации. Получаемый конвертированный газ содержит около 14% СО, 58 % Н₂, 21 % Н₂О и 4-5 % СО₂. Горячий газ проходит через котел-утилизатор   и   освобождается   от   паров воды.   Сухой   конвертированный  газ содержит около 73% Н₂, 15-16% СО и 6-7 %   СО₂. Он  подогревается до температуры 980-1240°С в трубчатых рекуператорах,   отапливаемых   газом, выходящим из агрегатов восстановления.   В этих агрегатах окатыши или руда нагреваются в результате использования физического тепла восстановительного   газа   и   при   температуре 870-1050 °С происходит восстановление железа водородом и оксидом углерода. На первых установках в качестве агрегатов    восстановления   применялись реторты. На установке таких реторт четыре.

   Устройство  реторты показано на рис. 1.3. Перестановкой реторт с одной позиции на другую обеспечивается   циклический   характер   процесса, складывающегося   из  последовательных операций загрузки, нагрева и восстановления железорудной шихты, охлаждения и выгрузки губчатого железа. После загрузки шихты в реторты в них подают сверху газ. Для выгрузки готовой губки служат резец и специальные разгрузочные скребки. Губчатое железо поступает на желоб и далее на сборный конвейер, транспортирующий губку в сталеплавильный цех. На каждой установке в газовом цикле участвуют четыре реторты, в которых протекают   следующие   процессы:   в одной — предварительный     подогрев шихты и восстановление ее газом, выходящим из других реторт,  осушенным (без Н₂О ) и подогретым; в двух — довосстановление железа шихты подогретым газом, получаемым в конверсионной установке; в последней — науглероживание.

  Степень восстановления железа в готовом продукте составляет 75—92%. На 1 т продукта (губчатого железа) затрачивают 600м³ природного газа и около 36 МДж электроэнергии.

  Другие  способы получения губчатого железа широкого распространения не получили. Заслуживают внимания лишь технологии, обеспечивающие бескоксовую организацию переработки комплексных руд, содержащих помимо железа такие ценные компоненты, как ванадий, титан, никель и др. Так, например, в Институте металлургии Уральского отделения РАН разработан процесс углетермического восстановления рудоугольных окатышей при высоких температурах на колосниковых установках с использованием любых не-коксуюшихся углей в качестве твердого восстановителя.

  Технологическая схема выглядит следующим образом: I) окомкование железорудного материала с твердым топливом с получением рудоугольных окатышей; 2) обжиг окатышей на установках колосникового типа с получением высокометаллизованного сырья; 3) использование металлизованных окатышей в качестве легирующей присадки при получении стали в электропечах. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Основное  количество получаемого методами прямого восстановления ме-таллизованпого продукта используют в качестве шихтового материала. Этот продукт имеет ряд отличий от обычно используемой шихты (металлического лома и чугуна).

  1. Металлизованный продукт, полученный из чистой шихты, практически не содержит примесей (Сг, Ni, Сu, Sn и др.), характерных для обычного металлического лома. Такое ценное качество этого продукта делает его незаменимым сырьем при получении очень чистой стали ответственного на-значения.

  2. При содержании в продукте 92-95 % Fе в нем содержится 5—8 % пустой породы (обычно кремнезема и некоторого количества невосстановившихся оксидов железа). При последующей плавке пустая порода переходит в шлак, увеличивая его количество и затраты тепла на его расплавление. Кроме того, для ошлакования кремнезема, содержащегося в пустой породе, требуется дополнительный расход извести, что увеличивает массу шлака еще в большей степени.

  3. Получаемый методами прямого восстановления продукт имеет невысокую плотность, поэтому на ряде установок горячий металлизованный продукт подвергают брикетированию, чтобы увеличить его насыпную плотность, использовать металлизованную мелочь, а также чтобы повысить стойкость продукта против вторичного окисления (пассивировать продукт).

Некоторые характеристики металлизованного продукта приведены в табл.1.

Таблица 1. Характеристики металлизванного продукта

   4. Продукт прямого восстановления часто содержит некоторое количество углерода (в процессе Мидрекс 1-2%). Это необходимо учитывать при использовании такого материала для производства низкоуглеродистых сталей.

   5. Продукт прямого восстановления  обычно содержит некоторое количество (£ 2 %, а иногда и более) оксидов железа. При переплаве такого продукта эти оксиды должны быть восстановлены. Поскольку одновременно с оксидами железа продукт содержит углерод, то при более высоком содержании углерода в продукте допустима наиболее низкая степень металлизации и в связи с этим введено понятие эквивалентная степень металлизации: М_экв= М_факт+ а%С, где М_факт— фактическая степень металлизации. Если принять, что металлизованном продукте окисленное железо находится в виде FеО, то в соответствии   с   реакцией   FеО + С = СО + Fе на 1 мас. долю Fе при восстановлении расходуется 6 мас. долей С, т.е. а=6 и М_экв= М_факт+ 6%С. При избытке углерода он расходуется на науглероживание стали. В этих рассуждениях не учтено, однако, что процесс восстановления железа происходит с затратой тепла.   Использование  про-дукта прямого восстановления для охлаждения конвертерной плавки показало,   что   охлаждающее   воздействие металлизованного     продукта     может быть принято в 1,2 раза большим, чем обычного металлического лома.

   6. Мелкие кусочки однородной крупности металлизованного материала позволяют организовать высокомеханизированную и при необходимости непрерывную подачу этого материала к сталеплавильным агрегатам.

   7. Высокопористый высокометаллизованный продукт (почти чистое железо) обладает повышенной окисляемостью и пирофорностью.

   При   открытом   хранении   степень  металлизации за несколько месяцев и даже недель может снизиться до 70-90%. В присутствии влаги окисление сопровождается    выделением    тепла. Если в закрытое помещение, в котором хранится пирофорный материал, попадет вода, то температура повысится и может произойти возгорание. Приходится  учитывать также   возможность выделения водорода Fе + Н₂O = FеО + Н₃, поэтому принимают меры для пассивации металлизованных материалов. Продукты прямого восстановления, учитывая их пирофорность, требуют  особых  мер   предосторожности при хранении и транспортировке. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Среди принципиально новых методов, позволяющих  получать конструкционные материалы, в частности сталь несравненно более высокого качества, с большой надежностью и долговечностью, являются специальные методы рафинирования расплава. Это — электрошлаковый переплав (ЭШП), вакуумно-дуговой переплав (ВДП ), плазменно-дуговой (ПДП) и электронно-лучевой переплав (ЭЛП), вакуумная индукционная плавка и плазменная плавка. Общая особенность процессов специальной элетрометаллургии состоит в том, что создаются благоприятные условия для рафинирования жидкой стали с использованием расплавленного токопроизводящего шлака (при ЭШП), вакуума (при ВДП, ВИП и ЭЛП), инертной атмосферы (при ПДП) и перегрева жидкой стали в любом процессе.

  Электрошлаковый переплав позволяет значительно  повысить пластичность стали, в результате чего упрощается процесс и сокращается трудоемкость горячей обработки давлением, в том числе прокатки труб, штамповки и пресовки давлением, в том числе прокатка труб, штамповка и прессование изделий из жаростойких и жаропрочных сталей. С помощью ЭШП снижается металлоемкость, экономятся затраты живого труда. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ХАРАКТЕРИСТИКА  ПРЕДПРИЯТИЯ

• название полное: Открытое акционерное общество «Оскольский

электрометаллургический комбинат» 

         название сокращенное: ОАО «ОЭМК»

• основные этапы развития предприятия.

1974 г. - В Москве Министерством внешней  торговли СССР и группой западногерманских фирм подписано Соглашение о Сотрудничестве по созданию в СССР металлургического комбината на базе процесса прямого восстановления железа «МИДРЕКС»

1976 г.  – На месте строительства ОЭМК  установлена памятная стела

1982 г. - Выпущена первая промышленная продукция цеха окомкования – окисленные окатыши

1983 г. - Введена в эксплуатацию первая  установка металлизации

1984 г. - Проведена первая промышленная  плавка в электросталеплавильной  печи

1986 г. - Введена в эксплуатацию первая  группа чистовых клетей стана 700

1992 г. - Металлопродукция ОЭМК (непрерывнолитая  заготовка и прокат) сертифицирована  фирмой «TUV CERT» Берлин-Бранденбург  (Германия)

1993 г. - ОЭМК преобразован в акционерное  общество открытого типа

1995 г. - Фирмой «TUV CERT» Берлин-Бранденбург (Германия) сертифицирована система качества ОЭМК

2002 г.  – Введен в эксплуатацию комплекс  Стана 350.

2004 г.  – ОЭМК отметил 30-летие со  дня основания комбината.

2005 г. - Сдана в промышленную эксплуатацию  новая шестиручьевая машина непрерывного литья заготовок (МНЛЗ-6).

• почтовый адрес: 309515, Россия, Белгородская область, г. Старый Оскол

тел: (0725) 37-44-81

факс: (0725) 37-94-29

е-mail: titov@oemk.oskol.ru

• основные направления деятельности:
• обогащение железорудного концентрата и производство окатышей;
• производство стали различных марок, в том числе конструкционной углеродистой, подшипниковой, инструментальной и пр.;
• производство непрерывно-литой заготовки, трубной заготовки, квадратной заготовки для переката;
• производство сортового проката;
• производство электросварных труб;
• производство строительных материалов (силикатный и керамический кирпич, облицовочная и половая плитка, санитарно-керамические изделия).
• Металлургическое производство комбината включает в себя следующие производства:
• отделение окомкования производственной мощностью 2400 тыс. тонн окисленных окатышей в год из железорудного концентрата. Оборудование поставлено фирмой «Лурги».
• отделение металлизации производственной мощностью 1760 тыс. тонн в год металлизованных окатышей из окисленных окатышей. Оборудование поставлено фирмой «Лурги».
• электросталеплавильный цех для производства и непрерывной разливки стали производительностью 2100 тыс. тонн литой заготовки в год. Оборудование поставлено фирмой «Крупп».
• сортопрокатный цех на базе стана "700" проектной мощностью 1370 тыс. тонн сортового проката в год. Оборудование поставлено консорциумом фирм, возглавляемых фирмой «Шлеман-Зимаг».
• структура управления. В соответствии с Уставом ОАО "Оскольский электрометаллургический комбинат" генеральный директор является единоличным исполнительным органом Общества.
•   Комбинат производит сталь по зарубежным стандартам: DIN, ASTM, AISI. Технология выплавки без использования чугуна с применением железа прямого восстановления позволяет поставлять металл по специальным техническим условиям, требования которых превышают требования национальных отечественных и зарубежных стандартов. Марки стали, выплавляемые на ОЭМК, имеют дополнительную маркировку ПВ (прямое восстановление).            
• Продукцию комбината используют более 1000 потребителей в России (ЗИЛ, ВАЗ, ГАЗ, КАМАЗ, Первоуральский, Синарский, Волжский трубные заводы, все подшипниковые заводы России, машиностроительные, котельные заводы и т. п.), а также в странах СНГ, в США, Англии, Германии, Италии, Греции, Израиле, Румынии, Китае и др.
• Основными конкурентами ЗАО «ОЭМК» являются:
• ОАО «Златоустовский металлургический завод»
• ЗАО «Металлургический завод «Петросталь»
• ОАО «Металлургический завод им. А.К. Серова»
• ОАО «МЕЧЕЛ» (Челябинский металлургический комбинат)
• ОАО «Металлургический завод «Красный Октябрь».