Прямые и непрерывные процессы

Наряду с совершенствованием традиционной технологии все устойчивее ведется поиск новых перспективных способов получения металла, прежде всего прямыми и непрерывными процессами. Повышенный интерес к проблемам прямого получения железа из руд связан с уменьшением запасов коксующихся углей, открытием новых богатых месторождений дешевого природного газа, необходимостью получения чистого полупродукта для выплавки специальных сталей и для нужд порошковой металлургии, а также стремлением развивать производство на местном сырье.

Во многих странах получены тысячи патентов на различные способы прямого восстановления железа из руд. Опробовано свыше 70 способов, но лишь немногие из них осуществлены и при том в небольшом промышленном масштабе. Пока не один из них не может конкурировать с доменным производством по объему производительности и себестоимости продукции. Однако работы в этой области неудержимо развиваются.

Процессами прямого получения железа называют такие химические, электрохимические или химико‑термические процессы, когда, минуя доменную печь, непрерывно получают из руды металлическое железо в виде губки, крицы или жидкого металла. Эти процессы можно вести, не расходуя кокс, и металл выходит высокой чистоты.

На территории Курской магнитной аномалии, в руде которой содержится 60–65% металла, ведется строительство Оскольского электрометаллургического комбината – первенца бездоменной металлургии в нашей стране. Это будет предприятие с производственным циклом, основанным на прямом восстановлении железа без применения кокса и проплавкой его в электропечах. С пуском комбината на полную мощность он будет производить окисленные и металлизованные окатыши, высококачественные стали, сортовой и листовой прокат высшего качества для изготовления подшипников, котлов, автомобильных рессор, пружин.

В сооружении комбината принимают участие фирмы ФРГ. Они ведут разработку части проектно‑технической документации и осуществляют поставки основного оборудования.

Комбинат, который строится здесь, не знает аналогов по масштабам. Необычность Оскольского электрометаллургического – в принципиальной новизне технологии для нашей страны. Близость Курской атомной электростанции и сырьевой базы КМА обеспечит стабильность работы всех подразделений, гарантирует качество конечной продукции.

Концентрат с содержанием железа до 70% “потечет” от ГОКа по трубопроводам и под давлением 10 МПа быстро преодолеет 26‑километровое расстояние. Полученные из концентрата окатыши пройдут обжиг, а затем подвергнутся металлизации. Эту операцию проделает нагретый до 1000° С и преобразованный в смесь водорода и окиси углерода природный газ.

И вот они – невзрачные на вид серые шарики, отличные заменители металлолома и чугуна. Их можно непрерывно загружать в электрические печи и выплавлять редкую по своим достоинствам сталь. Послушные воле человека, мощные станы превратят литые заготовки в нужные профили проката с микронным допуском. Предприятие будет поставлять заготовки точного профиля, почти не требующие обработки на металлорежущих станках.

Окидывая взглядом все звенья металлургического передела: окомкование руды, доменный процесс, разливку и прокатку стали, можно видеть, что здесь либо уже использованы непрерывные процессы, либо эти звенья непрерывны по своей сути и могут быть на них переключены. Поэтому перевод разделяющего их сталеплавильного передела на непрерывный процесс революционизирует не только сам передел, но и металлургическое производство в целом, открывая путь к созданию сквозной поточной линии завода‑автомата.

Металлургам хорошо известно, как преобразилось производство, увеличилось время получения металла и облегчился труд людей, когда в 1958 году на горьковском заводе “Красное Сормово” впервые в стране внедрили машину непрерывного литья заготовок МНЛЗ. Не случайно сейчас такие машины установлены на многих заводах страны. За одиннадцатую пятилетку намечено довести разливку стали на них до 35–37 миллионов тонн в год.

Технологические процессы производства профилей методом непрерывного литья считают одним из самых крупных достижений в черной металлургии второй половины XX века. Строительство МНЛЗ сейчас – основной фактор увеличения эффективности и производительности сталеплавильного цеха, обеспечивает возможность расширения объема производства.

Преимущества выражаются в сокращении производственного цикла, повышении качества заготовок вследствие большей их однородности, что дает в свою очередь снижение технологических отходов на последующей стадии и обеспечивает постоянное свойство металла, предусмотренное существующими технологическими условиями.

В последние годы с большим успехом освоена безостановочная непрерывная разливка методом “плавка на плавку” – продолжительностью периодов иногда свыше ста часов. Переход от разливки одной плавки к разливке по 5–10 и более плавок повышает производительность установок на 30–40%.

В мире работает свыше 700 машин непрерывной разливки заготовок, на них разливается около 20% всей выплавляемой стали. Производительность современных МНЛЗ достаточно велика – более 1,2 миллиона тонн стали в год, и бытовавшее ранее опасение о трудности перевода современных конверторных цехов на непрерывную разливку не оправдалось.

На очереди дальнейшее совмещение разливки и прокатки. Объединение процессов непрерывного литья заготовок с последующей прокаткой в одном литейно‑прокатном агрегате является важнейшим направлением в повышении эффективности металлургического производства. Получением проката непосредственно из жидкого металла полностью используются преимущества процесса непрерывного литья.

Металлурги давно мечтали о технологии, которая позволила бы миновать промежуточные склады слитков и их последующий нагрев перед прокаткой. Удалось осуществить эту мечту с помощью опытного литейно‑прокатного стана, давшего возможность провести на нем научно‑исследовательские работы. В 1979 году в нашей стране успешно работали более 10 таких станов.

Новые машины для непрерывного литья, по мнению академика А.И. Целикова, должны иметь более высокую производительность путем усовершенствования методов охлаждения и кристаллизации. Применение технологического процесса для получения проката непрерывным методом из жидкого металла открывает большие перспективы для технического роста отрасли.