гбж в металлургии что такое

Гбж в металлургии что такое

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Применение технологий по производству железа прямого восстановления (или губчатого железа) в основном в виде металлизированных окатышей DRI (Direct Reduced Iron) и горячебрикетированного железа НBI (Hot Briquetted Iron) по-прежнему, как и несколько десятилетий назад, считается одним из самых перспективных направлений для эффективного развития мировой металлургии.

Известно, что использование губчатого железа при выплавке стали (в основном, в электродуговых печах) позволяет производить наиболее высококачественный, экономически выгодный (с относительно низкой энергоемкостью) и экологически чистый металл (по сравнению с доменным процессом), пригодный для удовлетворения самых высоких требований таких отраслей-потребителей, как машиностроение (авиа-, судостроение и т. д.).

Текущий спрос на DRI и НBI стабильно растет, невзирая на нестабильность цен, поставок и качества всех альтернативных видов сырья (железной руды, кокса и черного лома).

Однако, несмотря на непрерывную рекламу ряда сравнительно новых технологических процессов (Midrex, ITmk3), постоянный рост производства продукции прямого восстановления железа и увеличение инвестиций в его расширение по всему миру (в том числе и в России) идет сравнительно медленно. Темпы освоения данных технологий явно не успевают за потребностями металлургии.

Что же мешает более стремительному развитию рынка железа прямого восстановления (ПВЖ) в мире? Каковы перспективы его развития? Предлагаем разобраться.

Формирование и особенности рынка

Промышленное производство железа непосредственно из руды, минуя доменный (с использованием кокса) процесс, появилось в 1970-х гг. Первые установки прямого восстановления железа были малопроизводительны, а конечный продукт имел сравнительно много примесей.

Широкое распространение этого процесса началось в 1980-х гг., когда в горно-металлургическом комплексе началось широкое применение природного газа, который идеально подошел для прямого восстановления железной руды. Кроме того, помимо природного газа, в процессе прямого восстановления железа оказалось возможным использование продуктов газификации углей (в частности бурых), попутного газа нефтедобычи и другого топлива-восстановителя.

Технологические изменения, происшедшие в 1990-е гг., позволили значительно снизить капитало- и энергоемкость различных процессов прямого восстановления железа, в результате чего произошел новый скачок в производстве продукции DRI, который продолжается до сих пор.

Отметим, что формы и конструкции реакторов очень разнообразны (например, это вращающаяся трубчатая печь или шахтная печь), как и разнообразен комплекс всего вспомогательного оборудования.

Реакция восстановления эффективно идет только на поверхности твердых частиц руды, поэтому нужен определенный компромисс между сырьем (пылеобразная или пористая форма) и конечной продукцией (спеченными окатышами, брикетами, «наггетами» и т. п.).

Разнообразие технологий, оборудования и сырья создало большое разнообразие названий способов прямого восстановления, число которых перевалило за два десятка. Однако только немногие из них прошли опытно-промышленную и промышленную проверку, доказав свою высокую производительность и рентабельность, а также создают готовую продукцию высокого и стабильного качества.

Все эффективные методы прямого восстановления качественного железа фактически используют единственный процесс: богатое железорудное сырье (руда или окатыши с содержанием железа не менее 70%) восстанавливается при высоких температурах до содержания железа (85–90% и более) специальной газовой смесью.

Именно поэтому основное производство железа прямого восстановления главным образом сосредоточено в странах, обладающих большими запасами нефти (т. е. попутного газа), природного газа и железной руды, а также ограниченных в ресурсах альтернативного металлолома (т. е. в странах Латинской Америки, Ближнего и Среднего Востока).

На сегодня в мире наиболее широко распространены технологии прямого восстановления железа компании Midrex (США), установки которой работают во многих странах с 1971 г. Лидирующие позиции в DRI эта компания удерживает последние 29 лет подряд. В 2007 г. по технологиям Midrex произведено около 40 млн т DRI, или 60% от общего мирового производства.

К разновидностям Midrex также относятся технологии Corex Midrex, Fastmet, Fastmelt, Kwiksteel и ITmk3 (права на которую принадлежат японской Kobe Steel, а на территории СНГ – Hares Engeneering).

Большими приверженцами установок Midrex являются многие предприятия крупнейшего в мире производителя стали – концерна ArcelorMittal, расположенные, в частности, в Германии, Канаде, Мексике, Тринидаде и Тобаго и ЮАР, общие мощности которых (созданные в 1971–1999 гг.) составляют около 6 млн т в год, или 13% мирового производства губчатого железа по данной технологии.

Другими ведущими производителями DRI на базе Midrex являются: Mobarakeh Steel (Иран, мощность – 4 млн т), Essar Steel (Индия, мощность – 3,82 млн т), Hadeed (Саудовская Аравия, 3,21 млн т), EZDK (Египет, 2,32 млн т), Qatar Steel (Катар, 1,9 млн т), Lisco (Ливия, 1,75 млн т).

Среди крупных предприятий, использующих технологии Midrex, – российский Оскольский электрометаллургический комбинат (ОЭМК), который за 1983–1987 гг. построил и запустил 4 модуля Midrex общей мощностью 1,67 млн т металлизированных окатышей DRI в год.

Российский Лебединский ГОК с 1999 г. выпускает брикеты HRI по несколько иной технологии – HYL/Energiron (мощностью 0,9 млн т в год). В 2007 г. ЛГОК закончил строительство и запустил в действие завод по выпуску 1,4 млн т в год горячебрикетированного железа (HBI) по методу HYL/Energiron.

Этот способ является следующей (после Midrex) ведущей в мире технологией по выпуску прямовосстановленного железа.

На базе технологий HYL/Energiron в 2007 г. было выпущено 11,3 млн т DRI или, точнее, HRI, (т. е. 17% мирового производства). Этот процесс (кроме России) получил распространение в таких странах, как Мексика, Венесуэла, Бразилия, Саудовская Аравия, Индонезия, Индия и Малайзия. HYL/Energiron, как Midrex, в своем производстве использует природный или попутный газ.

Отдельно отметим установку Finmet. Данное производство (мощностью 2,2 млн т HBI) с 2000 г. действует лишь в Венесуэле на предприятии Orinoco Iron Matanzas. В основе Finmet стоит печь-реактор с псевдоcжиженным («кипящим») слоем, где процесс восстановления железа также производится газом.

Множество других технологий по выпуску губчатого железа (SL/RN, Jindal, DRC, SIIL, Tisco, Codir и т. д.) в основном работают на базе печей с вращающимся подом с использованием угля или пылеугольной смеси в Индии, Китае, США и Южной Африке. Качество металла по всему комплексу этих технологий, а также их экологичность, существенно ниже. Однако они зачастую дешевле, поэтому в прошлом году общая доля объема производства в таких установках возросла на 2,8% по сравнению с 2006 г. и достигла 22,6% мирового производства (или 15,1 млн т). Структура производства железа прямого восстановления (DRI и др.) в мире в последние годы приведена на рис. 1.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Продукция. В результате прямого восстановления железа получают высокометаллизированное сырье сложного комплекса свойств (по составу, структуре, размеру и т. д.), зависящее от примененной технологии. Поэтому классификация этой готовой продукции не вполне установилась и является недостаточно четкой.

Иногда к DRI, прямо по определению, относят все виды железа прямого восстановления. Порой выделяют DRI как окатыши и аналог крупнокусковой руды.

Порой, в зависимости от температуры производства, различают два вида DRI: холодное (СDRI) и горячее железо прямого восстановления (HDRI). НBI, как правило, называют горячепрессованную форму DRI, разработанную для более удобной перевозки, хранения и использования. Считается, что сейчас DRI (окатыши) составляют около 87% (СDRI – 83%, а НDRI – 4%) от всего производимого железа прямого восстановления в мире, а на долю НBI приходится порядка 12%.

Впрочем, для новых вариантов технологий и продуктов склонны появляться и новые названия.

Базовыми для свойств DRI-HBI являются три главных химических фактора: уровень металлизации, содержание и форма углерода, содержание и тип примесей. Характерные уровни металлизации, достигаемые в современном процессе прямого восстановления, колеблются в пределах 85–98%.

В основных процессах DRI-HBI достигается не только низкое содержание серы и фосфора (часто попадающих из угля в классической металлургии), но и низкое содержание большинства других остаточных элементов, таких как медь, хром, свинец, молибден, олово и др. (характерных для переработки металлолома). Качество железа (далее – стали) по вредным примесям получается очень высоким.

Отметим, что, в отличие от руды и лома, DRI-HBI капризны к условиям хранения и транспортировки. Со временем, особенно при повышенной влажности, идет окисление продукта с плавным ухудшением его свойств.

Потребление. Железо прямого восстановления почти исключительно используется в электрометаллургии. Концепция загрузки электродуговых печей (ЭДП) продукцией DRI-HBI дает возможность использовать более высокую энергию плавки при увеличении производительности печи. Однако его можно также загружать в мартеновские и конвертерные печи (вместо металлолома). Доменный процесс в таком производстве полностью исключен. Поэтому сырье DRI-HBI позволяет снизить негативное влияние металлургического производства на окружающую среду, в том числе за счет уменьшения выбросов углекислого газа (оксида серы и др.) в атмосферу.

Рост производства и потребления губчатого железа в мире обгоняет динамику развития электросталеплавильного производства (рис. 2).

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Среднегодовой темп роста выпуска железа прямого восстановления составил в последние десятилетия 9%, а электростали – только 7%.Частично это связано с ограничениями в мировой торговле металлоломом (как основного сырья для ЭДП).

Ввиду проблем с транспортировкой (особенно DRI) заводы по выпуску металлизированного сырья обычно строятся в непосредственной близости к металлургическим предприятиям. Доля отгрузки товарного DRI в мировой торговле составляет порядка 20% (или 8–10 млн т) от общего его производства, а HBI почти полностью (на 75–80% в объеме 6–7 млн т) идет на экспортные продажи.

География и тенденции

С 1970 по 2007 г. общее производство железа прямого восстановления в мире возросло с 800 тыс. т до 67,22 млн т.

Крупнейшими производителями продукции DRI в мире стали Индия с выпуском 19 млн т в прошлом году, Венесуэла – 7,7 млн т, Иран – 7,4 млн т и Мексика – 6,3 млн т (рис. 3). На долю этих четырех стран до недавнего времени приходилось более 50% мирового выпуска, а в последние три года, благодаря резкому наращиванию производства DRI в Индии, – около 60%.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Производство DRI в Саудовской Аравии (4,3 млн т в 2007 г.), Тринидаде (3,5 млн т), России (3,4 млн т – занимает 7-е место на данном рынке) и Египте (2,8 млн т) в сумме с первой четверкой стран обеспечивает 80% мирового выпуска этой продукции.

Отметим лидирующую роль Индии, которую «подстегивает» неуклонно растущий внутренний спрос на DRI. Развивающаяся металлургия Индии имеет до 45% электросталеплавильного производства от всего объема производственных стальных мощностей. При этом в стране – небольшие ресурсы собственного черного лома и малые ресурсы углей коксующихся марок. Но Индия весьма богата высококачественной рудой и природным газом (на западе страны). Все факторы – в пользу производство железа прямого восстановления, и оно не заставило себя долго ждать.

Сейчас на основе технологий Midrex и HYL (с применением газа) выпускается только 40% индийского DRI. Остальные 60% железа прямого восстановления производятся в малых «угольных» установках (с ежегодной мощностью от 200 до 200 тыс. т каждая). Качество продукции – соответствующее, однако цена вполне устраивает индийскую металлургию, преимущественно работающую на стройиндустрию страны.

Венесуэла, развившая мощное производство DRI с использованием попутного и природного газа, в последнее время вынуждена постепенно сокращать свое производство. Заметный экономический рост во многих развивающихся странах привел к ограничению поставок сырьевых материалов, в частности железорудных окатышей. Нестабильной в Венесуэле оказалась ситуация с природным газом, электричеством и даже поставкой запасных частей и оборудования из США. Это заставило многие заводы по выпуску DRI сократить производство. К примеру, в I квартале 2008 г. в стране использовалось менее 70% действующих мощностей железа прямого восстановления.

Справедливости ради отметим, что с проблемами за последние год-два столкнулись аналогичные производства DRI во многих странах мира. Произошел резкий рост производственных затрат из-за стремительного роста мировых цен на железную руду (которые за последние 4 года подскочили на 160%), на природный газ и фрахтовые ставки, а также некоторая дестабилизация рынка.

Однако с учетом роста спроса (и цен) на сталь динамика выпуска железа прямого восстановления осталась весьма позитивной.

Тем не менее мировое производство продукции DRI в 2007 г. выросло на 12,4% относительно 2006 г., в основном за счет ввода в действие новых мощностей в России (на Лебединском ГОКе заработал 2-й модуль по выпуску HBI), Катаре (на Qatar Steel – 2-й модуль по выпуску 1,5 млн т в год DRI и HBI), Саудовской Аравии (на Hadeed – модуль Е мощностью 1,75 млн т в год НDRI и DRI, а также на DRIС Dammam – два модуля DRI мощностью 1 млн т в год каждый) и в Индии, где в 2007 г. было введено порядка 100 (!) установок на базе роторных печей общей мощностью 3 млн т DRI в год.

Вместе с тем на реконструкцию в прошлом году было остановлено семь заводов DRI на базе технологий Midrex: четыре в Иране и по одному в Малайзии, Омане и Пакистане, а также четыре завода DRI на базе HYL/Energiron: три в Абу-Даби (которые должны войти в строй в 2008–2011 гг.) и один в Египте (до 2010 г.).

Средняя загрузка мировых мощностей по выпуску DRI в 2007 г. составила всего 83,5% (рис. 4), так что резервы у отрасли есть.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

В текущем году они начали «включаться в процесс». За 8 месяцев 2008 г. производство продукции DRI (по данным IISI) увеличилось на 11,4% (до 39,6 млн т) по сравнению с аналогичным периодом 2007 г. (табл. 1).

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

В 2008 г. лидеры по объемам выпуска DRI не изменились. При этом лучшие темпы роста производства отмечены у Катара, России, Саудовской Аравии, Ливии, Аргентины и Индии. Отрицательную динамику выпуска DRI продемонстрировали Бразилия, Венесуэла, Тринидад и Тобаго, Иран, Канада и ЮАР.

Отметим, что Россия, так же как и Индия, обладает значительными преимуществами в производстве DRI, а именно доступом к относительно дешевым огромным запасам природного газа, качественной железной руды и электроэнергии.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Россия занимает сейчас 7-е место в рейтинге крупнейших стран – производителей DRI в мире. При этом данное положение на рынке, по мнению руководства «Газметалла», совершенно не отражает все возможности, которые есть у страны. Эти факты, наряду со стремлением российской компании стать мировым лидером в производстве HBI, объясняют быстрый рост производства железа прямого восстановления в России (см. табл. 1).

Сохранится ли эта тенденция?

Аналитики сходятся в позитивных оценках развития мирового рынка DRI. По их мнению, баланс спроса и предложения на этом рынке не будет достигнут, по крайней мере, в течение ближайших 3–4 лет. По прогнозам специалистов, производство DRI к 2012 г. достигнет 111 млн т (при среднегодовом росте 12%), тогда как спрос на него в 2011 г. составит 130 млн т.

Доказательством этих ожиданий служат многочисленные планы производителей DRI по созданию новых мощностей (табл. 2).

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Кроме указанных компаний, новую модель бизнеса на рынке DRI планирует внедрить японская компания Kobelco. Эта компания намерена производить 80%-е железо прямого восстановления по технологии Fastmet (использующей дешевую рудную мелочь и обыкновенный уголь) в «сырьевых» странах и импортировать его в виде HBI в Японию для сокращения затрат на чугун, кокс и ЖРС, а также снизить выбросы углекислого газа в атмосферу.

Мнение ряда аналитиков, что на рынке прямого восстановления железа хорошие перспективы есть у мощнейшей металлургии Китая, мы не вполне разделяем. Условия страны весьма неблагоприятны для выпуска DRI, поэтому сейчас она импортирует до 500 тыс. т этого сырья в год.

Другое дело – российская ситуация. После ввода в 2007 г. на Лебединском ГОКе нового завода по технологии Midrex (мощностью 1,4 млн т в год, увеличив общую производительность HBI до 2,3 млн т), компания «Газметалл» («Металлоинвест») Алишера Усманова планирует запустить еще две установки на Михайловском ГОКе. В итоге к 2011 г. «Газметалл» сможет производить более 6 млн т высококачественного HBI и стать крупнейшим в мире производителем этой продукции.

Помимо «Газметалла», строить новые заводы по выпуску прямовосстановленного железа (на угольных технологиях) в России планируют:

• «Амурметалл» (Амурская область и ЕАО, Россия) на базе Гаринского ГМК с использованием Кимкано-Сутарского железорудного месторождения;

• Сибирская металлургическая компания (Иркутская область, Россия) с применением бурого угля, до конца 2008 г. на предприятии будет работать три линии DRI общей производительностью 450 тыс. т.

Так что в развитии тех и иных вариантов технологий производства железа прямого восстановления в России сомневаться не приходится.

Метод прямого восстановления железа находит все большее количество приверженцев по всему миру. Этот процесс позволяет избежать «дорогой» доменный передел, тем самым снизив сырьевые и энергетические расходы на фоне роста мировых цен на кокс, металлолом и железную руду, а также сокращения поставок сырья необходимого качества.

Продолжаются технологические поиски различных вариаций метода, использующие менее качественную руду и различные типы углей. Однако экология процесса и качество металла при этом быстро откатываются вниз. Восстановление руды природным газом остается вне конкуренции. Более того, оно создает наиболее чистое сырье, далее – наиболее качественный металл, востребованный самыми высокотехнологичными отраслями машиностроения. Спрос на подобную продукцию остается высоком, поскольку массовая китайская сталь или «западный» металл из многооборотного лома такими качествами не обладают.

В ряде стран, в частности в России, имеются особо благоприятные условия для развития производства DRI. Остается только пожелать ей реализовать этот потенциал….

Источник

Как делают ГБЖ и окатыши

Это вторая часть, будет еще продолжение.

Затем руду везут на обогатительную фабрику, где железистые кварциты подвергаются дроблению и происходит процесс отделения пустой породы методом магнитной сепарации: руду измельчают, потом отправляют на магнитный барабан (сепаратор), к которому в соответствии с законами физики все железное прилипает, а не железное – смывается водой. После этого из полученного железорудного концентрата делают окатыши и ГБЖ, которое затем используется для выплавки стали.

На фото мельница, перемалывающая руду.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

В цехах стоят такие поильники, все-таки тут жарко, а без воды никак.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Масштабы цеха, где в барабанах дробится руда впечатляют. Руда перемалывается естественным образом, когда камни бьются друг о друга в процессе вращения. В барабан с семиметровым диаметром помещается около 150 тонн руды. Существуют и 9-метровые барабаны, их производительность больше чуть ли не вдвое!

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Комплекс ЦГБЖ-3 занимает территорию в 19 гектаров, и в него входит около 130 объектов: станции грохочения шихты и продукта, тракты и транспортировки окисленных окатышей и готовой продукции, системы обеспыливания нижнего уплотнительного газа и ГБЖ, эстакады трубопроводов, редукционная станция природного газа, станция уплотнительного газа, электрические подстанции, реформер, компрессор технологического газа и другие объекты. Сама шахтная печь высотой 35,4 м, размещается в восьмиярусной металлоконструкции высотой 126 метров.

Производится ГБЖ из окатышей при температуре около 900 градусов за счёт прямого восстановления природным газом (металлизации) окатышей.

В последующем через пресс-форму или как ее еще называют “брикет-пресс” образуются железные брикеты.

Источник

Лом и ГБЖ: на пути к «зеленой металлургии»

На металлургической кухне похожая ситуация. Уже несколько десятилетий в мире все большее распространение получают сталеплавильные технологии, основным сырьем для которых являются материалы с высоким содержанием железа. Чтобы приготовить качественную сталь – их нужно просто расплавить и довести до нужной кондиции. Классическая технология производства стали и металлопроката включает в себя несколько масштабных переделов. Все начинается с добычи руды и ее обогащения. Затем это сырье в доменных печах переплавляется в чугун. И уже из чугуна в сталеплавильных цехах производят сталь.

Но эта сложная технологическая цепочка включает в себя процессы, на которые в последние годы обращено внимание всего мира в контексте долгосрочного устойчивого развития. Речь и о добыче невосполнимых природных ресурсов, и о влиянии промышленности на экологию.

Поэтому во всем мире занялись поисками возможностей для использования металлургического сырья, которое позволяет экономить природные и энергетические ресурсы, сокращать выбросы в атмосферу. На практике это означает сокращение потребности в строительстве новых доменных печей и коксовых батарей, а также существенное снижение «углеродного следа» при производстве стали и металлопроката.

Среди таких сырьевых ресурсов стоит выделить лом черных металлов и горячебрикетированное железо (ГБЖ, HBI, Hot-Briquetted Iron) или железо прямого восстановления (DRI, Direct Reduced Iron).

Лом: просто взять и переплавить

Сегодня основные потребители лома черных металлов – электрометаллургические предприятия. До 100% их потребности в сырье закрывается за счет металлолома. После относительно несложной предварительной подготовки его загружают в дуговые сталеплавильные печи (ДСП). Там происходит переплавка металлолома с помощью высоких температур от электрической дуги, возникающей между графитовыми электродами и зеркалом расплава. Превращение твердого лома в жидкую сталь длится 40-60 минут. Еще некоторое время уходит на доведение готового продукта до нужных параметров. Из чуть более 1 тонны лома с добавками легирующих элементов получается 1 тонна жидкой стали.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

Но и в классических способах выплавки стали – мартеновском и конвертерном –этот вид сырья также востребован. Дело в том, что при переплавке горячего жидкого чугуна в сталь возникает избыточное тепло, которое может навредить металлургическому процессу и дорогостоящему оборудованию. Поэтому в кислородные конвертеры не только можно, но и нужно перед заливкой чугуна загружать 15-20% металлолома. Он выполняет роль не только сырья, но и охлаждающего компонента.

В связи с почти полным отказом от мартеновской технологии этот способ выплавки стали уходит в прошлое. На смену мартенам пришли производительные ДСП. Для них нужно все больше металлолома, у которого есть два основных источника образования.

Первый источник – это внешний мир. Переработкой металлолома занимаются вторметы. Это специализированные компании, которые заготавливают и поставляют стальное вторсырье на металлургические заводы. Но также существует оборотный лом, который образуется внутри металлургического или машиностроительного предприятия. Это металл, который по разным причинам нельзя использовать в виде готовой продукции. Например, обрезь стальных заготовок у металлургов или стружка у машиностроителей. Но борьба за эффективность и снижение ресурсоемкости ведет к развитию металлургических и литейных технологий. В результате, оборотного лома становится все меньше. Например, повсеместное внедрение технологии непрерывной разливки стали практически исключило появление обрези стальных слитков на металлургических предприятиях.

Кроме того, новые технологии металлургических процессов предъявляют все более высокие требования к используемому вторичному сырью. Поэтому подготовка и переработка лома цветных и черных металлов в Украине и мире становится все более сложным и дорогим процессом.

В отдельных регионах мира начал ощущаться дефицит лома. И металлургам приходится искать новые источники сырья с высоким содержанием железа.

Путь ГБЖ: исключить затратные процессы

Металлургов давно интересовала возможность непосредственного получения железа из руды, минуя два энергозатратных процесса – доменный и коксохимический. Первые серьезные изыскания на эту тему начались еще в середине ХХ века, но заметные результаты появились лишь в 1970-х. Тогда были построены первые промышленные установки по производству ГБЖ или железа прямого восстановления. Процесс был не слишком эффективным пока в нем не начали использовать природный газ.

гбж в металлургии что такое. Смотреть фото гбж в металлургии что такое. Смотреть картинку гбж в металлургии что такое. Картинка про гбж в металлургии что такое. Фото гбж в металлургии что такое

На таких предприятиях из железорудных окатышей и топлива ( газ или твердый углерод), которое обеспечивает необходимую температуру, в специальных печах получают высококачественный продукт с содержанием железа до 96-98%. В зависимости от формы, которую на выходе получает продукт, его называют брикетами (горячебрикетированное железо HBI и холоднобрикетированное CBI), металлизированными окатышами, наггетсами и т.д. Фактически они являются заменителем стального лома или чушкового чугуна.

В настоящее время в мире есть несколько популярных технологий по производству железа прямого восстановления. Самые распространенные из них используют природный газ в качестве восстановителя, то есть источника высокой температуры. Наиболее известными поставщиками оборудования для таких заводов являются компании MIDREX и HYL. Но из-за дороговизны газа процесс получил распространение только в странах и регионах, которые имеют значительные запасы этого ископаемого. Например, государства Персидского залива или Латинской Америки.

В других регионах строительство промышленных установок было практически невозможно. Но в 1990-х начались разработки технологий производства ГБЖ без дорогостоящего газа. Например, японцы предложили процесс ITmK3, в котором вместо голубого топлива в качестве восстановителя применяется угольная пыль. Причем для этого подходят не только коксующиеся, но и энергетические угли, которые добывают в Украине и других регионах мира. Благодаря такому решению, возможность внедрения технологии даже рассматривалась для украинских горно-обогатительных предприятий.

Ну а в настоящее время, в условиях доминирующего тренда на снижение выбросов в атмосферу и сокращение «углеродного следа» в мировой металлургии активно разрабатываются новые методы прямого восстановления без использования углеродосодержащих источников энергии и восстановителей. Наиболее перспективным в этом направлении выглядит водород, но для полного замещения природного газа и углей различного качества и назначения потребуются очень большие инвестиции в увеличение мощностей по производству этого газа.

Кроме того, для прямого восстановления железа необходимо вовлекать в процесс сырье очень высокого качества (высокое начальное содержание железа с минимумом примесей), что также требует развития технологий и расширения мощностей по изготовлению окатышей с требуемыми параметрами. Тем не менее, этот метод получения металлизированного сырья в сочетании с увеличением объемов переплавки металлолома очень важен в контексте современных экологических и климатических тенденций и способен полностью изменить структуру технологических потоков в черной металлургии уже в ближайшей перспективе.

Зеленое будущее металлургии и человечества

В мировой экономике в последние годы наметился устойчивый тренд к сокращению углеродного следа и переходу к технологиям так называемой «зеленой металлургии». Простыми словами – это путь к сокращению выбросов CO2 в атмосферу для уменьшения нагрузки на экологию, повторное использование ресурсов. Один из основных способов достижения этих целей – сокращение использования экологически вредных технологий, которыми в металлургии являются коксохимическое и доменное производство.

Изучение и постепенное внедрение новых технологий на металлургической кухне – это неизбежный процесс, так как мировое сообщество все сильнее следит за влиянием на климат и глобальную экономику всех отраслей промышленности.

Расширение использования лома черных металлов, а также технологии получения DRI/HBI – это важнейший вклад металлургов в то, чтобы у всего населения Земли было будущее.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *