Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Внепечная обработка стали и проблемы экологии в металлургии

Одна из отраслей, к деятельности которой с точки зрения охраны природы человечество предъявляет серьезные претензии, является металлургия. Металлургическое производство по степени ущерба, наносимого окружающей среде, занимала в нашей стране второе место (среди отраслей промышленности) после топливно-энергетического комплекса, отличаясь высокой ресурсоемкостью и, как следствие, большими отходами.

Металлургический завод полного цикла, производящий 10 млн.т стали в год, до введения строгих мер контроля окружающей среды выбрасывал ежегодно в атмосферу более 200 тыс.т пыли, 50 тыс.т соединений серы, 250 тыс.т оксида углерода, оксидов азота и других веществ. Работа металлургических агрегатов сопровождается шумами и вибрациями. Металлургическое производство вообще, и производство стали в частности, связано с получением значительного количества шлаков и шламов. Их размещение требует значительных площадей, что сопровождается отторжением сельскохозяйственных угодий, загрязнением почвы, воздушного и водного бассейнов, требует организации сети железнодорожных путей: и т.п.

Создание, развитие и повсеместное распространение методов внепечной обработки является важнейшим звеном в цепи проблем, решение которых прямо или косвенно связано с уменьшением масштабов ущерба, наносимого металлургическим производством природе.

Проблему "внепечная обработка и экология" следует рассматривать с нескольких точек зрения:

  • образование отходов в процессе собственно внепечной обработки (отходящие газы, пыль, шлаки, шламы, охлаждающая агрегаты вода);
  • влияние внепечной обработки на металлургическую отрасль вообще.

Количество дополнительно образующегося в процессах внепечной обработки шлаков и шламов или весьма невелико, или вообще отсутствует, расход воды на охлаждение также весьма невелик. Что касается отходящих газов, то все вводимые в строй установки являются современными агрегатами, оборудованными пылеулавливающими устройствами. Влияние же внепечной обработки в широком смысле на решение проблемы охраны природы весьма велико. Оно складывается из следующего:
Черная металлургия

1. Внедрение современных методов внепечной обработки позволяет заметно уменьшить масштабы производства стали при сохранении потребностей машиностроения, строительства, оборонной промышленности и других отраслей народного хозяйства. К сожалению, исторически сложилось так, что структура производства черных металлов в СНГ заметно отличается от таковой в других промышленно развитых странах мира. Сложившаяся структура (масштабы мартеновского производства, разливка стали преимущественно в изложницы, недостаточное развитие экономных видов проката и листового проката, арматуры, балок двутавровых, труб и др.) такова, что эффективность использования выплавляемой стали невелика.

Современные методы внепечной обработки позволяют получать сталь с ничтожно малым содержанием вредных примесей, получение стали с гарантированно низким содержанием вредных примесей позволяет исключить дефекты слитка, связанные с ликвацией и сегрегацией примесей, образованием газовых пузырей, флокенов, трещин, расслоя и т.п. Это, в свою очередь, позволяет конструкторам существенно уменьшить или вообще исключить принимаемые ими коэффициенты запаса прочности. В результате оказывается возможным при меньших масштабах металлургического производства производить большую массу продукции машиностроения.

Условно можно принять, что из каждых 100 млн.т выплавляемой стали 30-35 млн.т можно "съэкономить" только за счет внепечной обработки. А это значит, что можно меньше добывать железной руды (которая потом проходит через обогатительные фабрики, для работы которых характерен большой расход воды, обильное выделение пыли и т.п.), не строить столько агломерационных фабрик (чрезвычайно вредных с экологической точки зрения), нет нужды в таком количестве кокса (можно уменьшить число коксовых батарей, очень вредных с экологической точки зрения), меньше нужно доменных печей и т.д.

2. Внедрение современных методов внепечной обработки позволяет заметно уменьшить расход ферросплавов и соответственно сократить их производство. Как известно, ферросплавное производство является вообще одним из самых "тяжелых", с точки зрения охраны человека и природы, производств.

Современные методы внепечной обработки позволяют широко использовать прямое легирование, при котором в ванну металлургических агрегатов подаются непосредственно руды (или их концентраты), содержащие легирующие компоненты. Например, подача в AOD-конвертер хромсодержаших руд позволяет существенно сократить расход феррохрома.

3. Внедрение современных методов внепечной обработки позволяет производить высококачественные легированные и высоколегированные марки сталей и сплавов при использовании более простых в изготовлении и более дешевых ферросплавов. Так, распространение в мире AOD-процесса позволило использовать при производстве высокохромистых сталей (например, нержавеющих) и сплавов (например, жаропрочных) высокоуглеродистый феррохром взамен более сложного в изготовлении и более дорогого низкоуглеродистого феррохрома, что вообще заметно отразилось на мировом производстве низкоуглеродистых сортов феррохрома в мире (оно заметно снизилось).

4. Внедрение современных методов внепечной обработки существенно расширило возможности рационального использования и переработки непосредственно на металлургических заводах шлаков из шлаковых отвалов, шламов, отходов смежных производств (абразивного производства, алюминиевых заводов, производства электродов, золы тепловых электростанций, отработанных катализаторов нефтехимических предприятий и т.п.). Помимо снижения себестоимости стали это позволяет решать экологические проблемы (снижение загрязнения среды, ликвидация свалок отходов, более рациональное использование природных ресурсов и т.д.).

Аргонокислородная и вакуум-кислородная обработки позволяют эффективно использовать углерод для восстановления содержащихся в этих отходах ценных металлов, сдвигая вправо равновесие реакций МеО + С = Me + СО.

5. Высокое качество и надежность получаемой после внепечной обработки металлопродукции (трубы, рельсы, арматура, швелер, уголок, лист стальной и другие виды металлопроката) существенно сокращает случаи аварий на транспорте, разрывов газопроводов, нефтепроводов и т.п., губительно отражающихся на природе.

Из сказанного выше становится ясным, что разработка, внедрение и распространение методов внепечной обработки обеспечивает существенную экономию материальных и трудовых ресурсов и существенно облегчает решение проблем охраны природы. Понятно поэтому, что и в мире и в нашей стране в ближайшие годы именно развитие этой подотрасли металлургического производство будет иметь приоритет перед всеми другими.

Источник [4] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Сталь и ее внепечная обработка
Вернуться на главную: Черная металлургия