Negli ultimi dieci anni, il funzionamento del processo dell'altoforno è cambiato notevolmente, in particolare la promozione del processo di iniezione del carbone, ma non vi è quasi alcun cambiamento nella carica. Sebbene esistano alcuni nuovi metodi per controllare la distribuzione del carico, il carico effettivo è ancora composto da minerale in pezzi, sinterizzazione, pellet, coke e una piccola quantità di flusso. Questo articolo esplorerà l'idea di utilizzare rottami di acciaio tagliati a pezzi come carica del forno.
Ci sono molti possibili vantaggi nell’aggiungere blocchi di rottami al carico dell’altoforno. Poiché i rottami sono un metallo completamente ridotto, necessitano solo di energia per riscaldarsi e fondersi in ferro fuso. Pertanto, se si aggiungono rottami nel processo di caricamento dell'altoforno, la produttività dell'altoforno può essere migliorata e il rapporto di combustibile può essere ridotto. Regolando la dimensione delle particelle dei rottami, è possibile regolare anche la porosità del letto di carica, cioè la permeabilità, che può compensare la riduzione della porosità dell'altoforno con un elevato rapporto di iniezione del carbone.
Considerando il flusso complessivo del processo, il processo di fusione dell'altoforno è un processo relativamente completo rispetto al forno elettrico, quindi l'altoforno ha requisiti inferiori sulla composizione e sulla qualità dei rottami di acciaio.
Per riassumere, dividiamo semplicemente i metodi di aggiunta dei rottami d'altoforno in due tipologie: aggiunta pre-ferro e aggiunta post-ferro. Il metodo di pre-aggiunta della ghisa consiste principalmente nell'aggiungere rottami prima del sistema di caricamento dell'altoforno per la fusione, mentre il metodo di aggiunta post-ferro consiste principalmente nell'aggiungere rottami presso la fonderia.
1. Aggiungi gli scarti prima di stirare
Prima di esplorare il modo di aggiungere i rottami prima del ferro, dovremmo prima analizzare la resistenza dell'altoforno di fusione alle materie prime di scarto, la più importante delle quali è la modalità di distribuzione nel forno. Nelle condizioni sperimentali preimpostate, ad esempio, si determina che la temperatura alla quale i rottami iniziano a sciogliersi è il punto di fusione eutettica del ferro 1147 ℃, il rapporto di coke è 450 kg/tFe, il rapporto di carbone è 57 kg/m3 e il rapporto medio il diametro del rottame è di circa 10 mm.
Esistono tre metodi di distribuzione: distribuzione centrale dei rottami, distribuzione uniforme dei rottami e distribuzione dei rottami alle pareti del forno. Attraverso un gran numero di esperimenti e calcoli, si è riscontrato che la temperatura della canalizzazione diminuisce significativamente con l'aumento del rapporto rottami nello stato di distribuzione centrale dei rottami, ma gli altri due schemi di caricamento dei rottami hanno solo un piccolo impatto sulla temperatura della canalizzazione. pista. Questi risultati possono essere spiegati come segue: per mantenere la temperatura del ferro fuso, quando la velocità di scoppio è costante, il rapporto di combustibile nell'unità di tempo diminuisce, il che fa diminuire la reazione endotermica di riduzione diretta e la velocità di perdita di fusione.
L'energia precedentemente utilizzata per queste reazioni viene ora utilizzata per la fusione dei rottami. Poiché l'energia richiesta per la fusione dei rottami nell'unità di ferro fuso è inferiore a quella richiesta per la reazione di riduzione diretta e la fusione, la produttività del ferro fuso è stata migliorata in generale. Per i tre metodi di distribuzione, dopo un gran numero di esperimenti e analisi dei dati, nel caso della distribuzione centrale, la parte del pozzo si raffredda a causa della necessità di rottami, con conseguente inaspettato deterioramento della distribuzione del gas nell'altoforno.
Per la distribuzione sulle pareti del forno, la stabilità dell'altoforno non viene ridotta. Poiché la permeabilità dei rottami di acciaio è inferiore a quella del coke ma superiore a quella del minerale, la permeabilità aumenterà, aumentando così la velocità di reazione. Altre condizioni dell'altoforno sono molto simili al periodo di riferimento. Pertanto, la conclusione è che la distribuzione delle pareti del forno è il migliore dei tre schemi.
L'influenza del diametro del rottame sulle condizioni del forno. Vengono selezionati tre tipi di rottami con diametri di 5 mm, 10 mm e 25 mm. Nello stato standard della modalità di distribuzione delle pareti del forno, attraverso test e calcoli, la produzione, il rapporto di combustibile e l'efficienza del gas nella parte superiore del forno non sono quasi influenzati dal diametro del rottame. Quando il diametro del rottame diminuisce, la permeabilità del letto vicino alla parete del forno diminuisce con la riduzione del diametro del rottame, e la permeabilità del letto assiale non cambia. Ciò aumenta il flusso di gas nell'area dell'asse, facendo aumentare la temperatura media del gas superiore. Con l’aumento del diametro del rottame, aumenterà la perdita di calore della parete del forno e la temperatura del ferro fuso diminuirà a causa dell’aumento della permeabilità del letto di carica. Pertanto, considerando tutti i tipi di fattori, è generalmente più appropriato selezionare rottami con una dimensione delle particelle di circa 10 mm nel settore.
In generale, lo schema di distribuzione più appropriato è quello di distribuire i rottami di acciaio solo a più della metà dell'area esterna del raggio dell'altoforno, in modo che lo stato interno dell'altoforno subisca il cambiamento più piccolo rispetto al funzionamento senza rottami di acciaio, e ovviamente mostra l'aumento della produzione e la diminuzione del rapporto carburante. Anche il diametro dei rottami ha una piccola influenza sullo stato dell’altoforno e i cambiamenti più significativi riguardano il flusso di gas e la caduta di pressione. Ciò è causato dalla variazione della permeabilità media del letto.
Metodo di aggiunta dello scarto prima della stiratura
I rottami di acciaio prima del ferro vengono principalmente aggiunti sotto la vasca dell'altoforno e sinterizzati. Per l'aggiunta di sinterizzazione vengono utilizzati principalmente due tipi di materie prime, vale a dire scaglie di ossido di ferro a basso costo e di bassa qualità e materie prime di sabbia d'acciaio e grani di acciaio di alta qualità. La sinterizzazione di alta qualità viene prodotta dalla macchina di sinterizzazione quando il materiale viene miscelato e utilizzato per l'altoforno. L'influenza di questo metodo di aggiunta sul cambiamento delle condizioni dell'altoforno è quasi nulla. Tuttavia, ci sono restrizioni sulla fornitura di materie prime. Inoltre, a causa del problema della foschia nel nord della Cina, esiste una grande pressione sulla protezione dell’ambiente e il processo di sinterizzazione è il processo principale per il controllo delle polveri nel processo di produzione dell’acciaio.
Un altro modo è aggiungere sotto la vasca dell'altoforno. La modalità di distribuzione e la granulometria dei rottami aggiunti nella vasca dell'altoforno sono state analizzate e testate nel precedente articolo e non verranno qui dettagliate. La posizione di aggiunta è suddivisa nella coda del trasportatore del nastro di alimentazione su entrambi i lati dell'altoforno e in una piccola tramoggia di pesatura. Tra questi, il metodo di alimentazione all'estremità del nastro trasportatore non utilizza la pesatura dei rottami di acciaio. In questo modo, se è necessario pesare, sono necessarie ulteriori pesatrici a nastro per la misurazione, il che aumenta i costi ed è più complessa.
Il metodo di alimentazione della piccola tramoggia di pesatura è relativamente semplice e facile. Una delle tante piccole tramogge di pesatura sotto la fessura dell'altoforno è stata selezionata per essere utilizzata per la pesatura e l'alimentazione degli scarti di acciaio. Un corto nastro di alimentazione in acciaio di scarto è costruito vicino al fondo della fessura. La coda della macchina alimenta direttamente la piccola tramoggia di pesatura. La parte superiore della testata del nastro è un alimentatore vibrante e un silo di acciaio di scarto. L'azione dell'alimentatore vibrante è asservita a quella della piccola tramoggia pesatrice. Dopo che il peso dell'acciaio di scarto nella tramoggia raggiunge il peso impostato, l'alimentatore si ferma automaticamente. Il silo per rottami di acciaio viene alimentato direttamente dal carrello elevatore. Questo metodo può realizzare l'alimentazione degli scarti senza molte modifiche e può essere integrato nel processo di controllo dell'alimentazione automatica per realizzare l'alimentazione automatica dopo aver impostato il lotto di materiale.
2. Aggiungi gli scarti dopo aver stirato
I rottami aggiunti dopo il ferro sono principalmente suddivisi in serbatoi di metallo caldo e trincee di ferro. Tra questi, l'efficienza dell'aggiunta di rottami di acciaio alla trincea di metallo caldo è bassa ed è più appropriato utilizzare sabbia di acciaio con particelle di dimensioni più piccole, che aumenta notevolmente la forza di lavoro degli addetti alla fornace, quindi l'uso di rottami di acciaio è relativamente piccolo. Qui discutiamo principalmente del modo di aggiungere rottami di acciaio alle lattine di metallo caldo.
Il problema più grande è che l'aggiunta di rottami al serbatoio del metallo caldo causerà l'abbassamento della temperatura del metallo caldo e potrebbe anche causare il depositarsi del fondo della siviera.
Pertanto, si può concludere che in assenza di una siviera per preriscaldare i rottami all'interno del serbatoio del metallo caldo, il materiale di scarto dovrebbe essere costituito principalmente da materiali leggeri e sottili e il volume non dovrebbe superare il 4% del volume del metallo caldo. cisterna. L'esperienza ha dimostrato che l'interno del serbatoio di metallo caldo può essere riempito con materiali leggeri e sottili, senza evidenti effetti sul fondo.
È inevitabile che il consumo di ferro fuso nella produzione dell’acciaio sarà lento. La manutenzione dell'attrezzatura, i guasti e altri motivi porteranno a un consumo lento. Un lungo tempo di permanenza della siviera di ferro fuso porterà alla formazione di incrostazioni sulla siviera di ferro fuso, che causerà perdite. Pertanto è significativo studiare il tempo di permanenza della siviera di ferro fuso. Confrontare l'acciaio senza rottami con l'acciaio con rottami per vedere se c'è qualche influenza sulla durata del tempo di permanenza. Secondo l'esperienza nel trattamento dei guasti, il tempo di permanenza massimo del ferro fuso è generalmente entro 4 ore, quindi 4 ore vengono selezionate come standard quando si effettuano ricerche. Senza preriscaldamento, i rottami sono acciaio elettrico leggero e sottile e la percentuale di rottami aggiunta alla capacità della siviera di ferro fuso è del 3%.
I risultati mostrano che entro quattro ore, con o senza rottami, l'effetto sulla presenza o assenza di croste nel ferro fuso è minimo. In effetti, la formazione di croste di ferro fuso è un problema di fluidità del ferro fuso. Ci sono solo due ragioni che influenzano la fluidità, una è il calore fisico del ferro fuso e l'altra è la composizione chimica del ferro fuso. Se il ferro fuso viene lasciato nel mestolo per troppo tempo, causerà la formazione di croste. Se è grave, verrà inviato alla macchina per la ghisa, che influenzerà la produzione dell'acciaio. I dati mostrano che non c’è crosta, indicando che il ciclo della crosta non è ancora arrivato.
3. Analisi del vantaggio economico
Prendendo come esempio l'altoforno da 800 m3, con una produzione normale senza aggiunta di rottami, la produzione giornaliera è di circa 3200 tonnellate. Dopo aver selezionato il vantaggio più diretto derivante dall'aggiunta di rottami di acciaio nel serbatoio del metallo caldo e sotto la vasca dell'altoforno, la produzione giornaliera è salita a 4500 tonnellate e la produzione giornaliera di metallo caldo è aumentata di 1300 tonnellate.
Per quanto riguarda l'aggiunta di rottami di acciaio al serbatoio del metallo caldo, l'altoforno da 800 m3 getterà la ghisa 18 volte al giorno, con 3 contenitori ogni volta. Senza preriscaldare utilizzando la tostatrice per siviere, in ogni lattina verranno aggiunte 3 tonnellate di materiali leggeri e sottili, a 1600 yuan per tonnellata. Il costo della tonnellata originale di ferro è di 2250 yuan, che può calcolare direttamente i vantaggi economici.
Vantaggio di aumento della resa derivante dall'aggiunta di rottami di acciaio alla siviera di metallo caldo ogni giorno = 18 * 3 * 3 * (2250-1600) = 105300 yuan
Nella modalità di aggiunta di rottami di acciaio sotto la fessura dell'altoforno, il tipo di materiale comprende principalmente punzone, torta di pressatura di perni di ferro con un diametro di 100 mm e uno spessore di 50 mm e testa di tondo per cemento armato con un diametro maggiore di 10 mm e una lunghezza inferiore a 10 cm . Il costo per tonnellata è di circa 2100 yuan in base ai vari tipi di materiale. L'altoforno da 800 m3 viene caricato con 9 lotti all'ora e 216 lotti al giorno. Ogni lotto contiene 5.3 tonnellate di rottami di acciaio. L'incremento giornaliero dell'altoforno è di 216*5.3=1144.8 tonnellate.
L'effetto dell'aggiunta di rottami di acciaio sotto il serbatoio ogni giorno = (2250-2100) * 1184 = 177600 yuan.
L'aumento di efficienza giornaliero dei due metodi=105300+177600=282900 yuan, l'aumento di efficienza annuale è di 8.48 milioni di yuan al mese e l'aumento di efficienza annuale è di quasi 100 milioni di yuan.
Il calcolo del beneficio riguarda solo il beneficio economico diretto del processo di fusione nell’altoforno di produzione del ferro e non calcola il risparmio energetico, la riduzione dei consumi e l’efficienza, e il successivo processo di produzione dell’acciaio per aumentare la produzione e l’efficienza. Pertanto, i vantaggi derivanti dall’aggiunta di rottami all’altoforno per le imprese siderurgiche sono incommensurabili.
4. Informazioni sul processo di lavorazione e produzione dei rottami nelle imprese siderurgiche
In parole povere, se un'impresa siderurgica crea una propria linea di produzione per la lavorazione profonda dei rottami di acciaio, prendiamo come esempio la lavorazione delle teste delle barre di acciaio. Ad esempio, vengono demolite da 1700 a 1800/tonnellata di barre di acciaio con un diametro superiore a 10 mm e da 1800 a 2000/tonnellata di rifiuti di barre di acciaio da costruzione vengono trasformati in teste di barre di acciaio con un diametro inferiore a 10 cm. Il valore di acquisizione è di circa 2300/tonnellata. Ogni tonnellata di testa di barra d'acciaio di scarto può far risparmiare circa 150 yuan. L'aumento di efficienza diretto giornaliero è di 150000 yuan e l'aumento di efficienza annuale è di 50 milioni di yuan. In teoria, il costo per tonnellata di ferro può essere ridotto a circa 2000 yuan.
Da quest'anno esploriamo costantemente modi e mezzi per aggiungere rottami nel processo di fusione dell'acciaio. I vari modi riepilogati in questo documento possono ridurre l’inquinamento ambientale aumentando al contempo la percentuale di scarti, migliorando il tasso di utilizzo delle risorse di scarto e apportando notevoli vantaggi in termini di riduzione dei costi.