Применение брикетирования в металлургии

Rusmet.ru / Металл Украины

В настоящее время одним из важных направлений развития металлургии является увеличение использования в качестве вторичного сырья лома и отходов черных и цветных металлов. Брикетирование - наиболее универсальный из известных на сегодня способов переработки таких отходов. В силу особенностей своего технологического цикла оно способно вернуть отходы в металлургический передел с высокой рентабельностью, причем, улучшая экологию.

Брикетирование

В Украине ежегодно образуется около 1 млрд. т техногенных отходов, из которых лишь 10-15% используются как вторичные ресурсы, остальные же складируются в различных хранилищах, ухудшая тем самым окружающую среду и занимая большие площади земель.

При этом давно известно, что, с одной стороны: переработка и утилизация отходов, использование их в виде относительно дешевого сырья для металлургического производства могут дать значительное снижение затрат на шихту, повышение качества и конкурентоспособности, а главное, снижение себестоимости готовой продукции. С другой стороны, это поможет решить экологические проблемы очистки целых регионов, где скопились огромные техногенные месторождения отходов, а также утилизации текущих накоплений отходов. Тем более, что по масштабам негативного воздействия на окружающую среду черная металлургия занимает 4-тое место среди других отраслей промышленности. Большинство отходов (около 88%), образующихся на предприятиях отрасли, относятся к V классу опасности (остальные, в основном, к IV).

Однако даже та ничтожно малая часть отходов, что используется в качестве вторичного сырья, перерабатывается далекими от совершенства и достаточно затратными технологиями. Например, использование аглодоменного шлама при производстве агломерата имеет технологический передел не выше 250 кг на 1 т агломерата. А пыль установок сухого тушения кокса - ценнейшее топливо с высоким содержанием углерода - в лучшем случае используется как материал для вспенивания сталеплавильного шлака в электродуговых печах или добавляется к шихте для коксования.

Переработка же таких отходов путем брикетирования способна вернуть их в металлургический передел в виде железо-углеродсодержащих брикетов, представляющих собой сырье с достаточно высокой рентабельностью. В целом брикетирование - это процесс получения кусков (брикетов) с добавкой и без добавки связующих веществ с последующим прессованием смеси в брикеты нужного размера и формы. Отличительной особенностью процесса брикетирования является возможность изготовления брикетов из шихтовых смесей, эффективных для основных типов агрегатов металлургического передела.

Использование брикетов позволяет уменьшать расход железорудного сырья (концентрата и окатышей) и доменного кокса в размере до 7% на 1 т жидкого чугуна. Также брикетирование уменьшает пылегазовые выбросы, образующиеся при традиционных способах подготовки железорудного сырья к плавке (таких как агломерация и производство окатышей).

При этом себестоимость брикетов, применяемых в сталеплавильном производстве, на 20-28% ниже по сравнению с агломератом или окатышами с обжигом. А при установке устройств для брикетирования непосредственно в зоне переработки сырья или отходов рентабельность производства брикетов повышается на 200%.

Практическое применение

Брикетирование отходов металлургического производства уже давно и достаточно прочно укоренилось в развитых транах мира. Так, металлургическими предприятиями Франции ежегодно перерабатывается в брикеты до 4 млн. т железосодержащих шламов и уловленной в газоочистках пыли. В США для металлургии сырье брикетируют более 60 промышленных установок. При этом, наряду с железосодержащими материалами брикетируются другие мелкие отходы: известковая пыль, отходы ферросплавного производства, некондиционная мелочь плавикового шпата и прочие достаточно ценные материалы. На их основе получают шихтовые брикеты и флюсы для металлургического производства.

Несмотря на то что сегодня технология брикетирования металлургических отходов считается общепринятой в мировой практике, для Украины она пока еще достаточно нова. В настоящее время цех по производству брикетов из доменной пыли работает лишь в ОАО "Арселор Миттал Кривой Рог". Строительство данной установки проводилось в комплексе с реконструкцией доменной печи №8. Ведь брикетирование пыли возможно лишь там, где есть сухая очистка. На всех доменных печах предыдущего поколения эта пыль мокрая, она собирается в виде шламов. В современных печах пыль сухая, она улавливается электрофильтрами, поэтому ее брикетирование буквально напрашивается само собой.

До строительства установки вся улавливаемая пыль с аспирационных установок отгружалась в мокром виде на авто транспорт и отправлялась на рудный двор аглофабрики металлургического производства. Длительное время она обезвоживалась и рудно-грейферными перегружателями отсыпалась на терриконы, а затем отправлялась на спекание агломерата. После запуска новой установки по брикетированию утилизация пыли и ее последующее использование происходит, минуя аглофабрику. Собранная пыль цементовозами подвозится к установке брикетирования, к ней добавляют определенную часть цемента и прессуют в брикеты. Эти брикеты сразу же загружаются в вагон и доставляются на бункерную эстакаду непосредственно для загрузки в доменную печь.

Таким образом, новая установка позволяет не только ускорить процесс переработки пыли в металлодобавку, но и снижает затраты на ее транспортировку. Более того, брикеты имеют крупную фракцию, и при загрузке в печь между ними образуется пространство, которое способствует лучшей прогреваемости, а соответственно - экономии кокса и природного газа.

Установка рассчитана на изготовление 150 т брикетов в сутки, что позволяет использовать ее мощности не только для утилизации пыли ДП-8 (где собирается около 50 т пыли в сутки), но и ДП-7 и ДП-9. Установка по брикетированию была построена и введена в эксплуатацию в 2008 г., на ее строительство было потрачено около 13 млн. грн. Подрядной организацией выступила корпорация "Укрпромпереработка", которая, по сути, является лидером в Украине по подготовке железоуглеродсодержащих отходов металлургического производства к возврату в основной передел в виде брикетов. Сегодня, по словам исполнительного директора "Укрпромпепеработка" ведутся предконтрактные работы по строительству брикетных фабрик с ЗАО "Донецксталь" - металлургический завод" и ОАО "Енакиевский металлургический завод".

Отсутствие стимулов

К сожалению, несмотря на видимые преимущества получение брикетов из отходов производства у украинских металлургов особой заинтересованности пока не вызывают. В первую очередь, это связано с недопустимо низкой стоимостью вывоза шлаков (в среднем, в 10 раз ниже европейской), что влечет за собой все новые шлаковые накопления. Плюс ко всему в Украине отсутствуют законодательные стимулы для внедрения технологий по переработке отходов. Естественно, проще работать по старой технологии, увеличивая площади отвалов и занимая все больше сельскохозяйственных угодий под хранение отходов. При этом значительно дешевле заплатить мизерные штрафы за загрязнение окружающей среды (которые, как правило, закладываются в конечную стоимость продукции), чем вкладывать миллионные средства в установки по переработке отходов.