Коксозамещающие энергосберегающие угольные технологии доменной плавки

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.

Валентин ЗАХАРЧЕНКО