УДК 669.16
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В КИТАЕ, ЯПОНИИ, ЮЖНОЙ КОРЕЕ, ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЕ, СЕВЕРНОЙ И ЮЖНОЙ АМЕРИКЕ*
© Курунов Иван Филиппович, д-р техн. наук ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Россия, г. Липецк, e-mail: kurunov_if@nlmk.com Статья поступила 10.06.2015 г.
3-7 мая 2015 г. в конгресс-центре г. Кливленда (Огайо, США) состоялся 7-й Международный конгресс по аглококсодомен-ному производству. Конгресс проходил одновременно с ежегодной конференцией Американской ассоциации технологов черной металлургии AISTech'2015 и ежегодной международной выставкой, организуемой ассоциацией. Доклады по аглокок-содоменному производству представлены на конгрессе, а по сталеплавильному и прокатному производствам, а также по вопросам экологии, информационных технологий и охраны труда в черной металлургии - на конференции. Всего в конгрессе, конференции и выставке приняли участие более 800 человек. На конгрессе было представлено шесть докладов на пленарном заседании и 198 докладов на секциях.
Чугун, сталь и доменные печи в мире. В 2013 г. мировая выплавка стали составила 1606 млн т, из которых 71,2% было выплавлено в кислородных конвертерах и 28,2% - в электросталеплавильных печах. На выплавку стали израсходовано 1822 млн т металлошихты, в том числе 63,7% жидкого чугуна, 31,8% скрапа и 4,1% металлизованных окатышей, металлизованной руды и ГБЖ (рис. 1, [1]). В 2014 г. выплавка стали и чугуна составила 1794,1 и 1153,3 млн т соответственно.
Более 99% чугуна выплавлено в доменных печах (ДП) - агрегате, не имеющем конкурентов по энергоэффективности, мощности и длительности непрерывной работы без крупных капитальных ремонтов. В настоящее время 32 крупнейшие ДП внутренним объемом свыше 5000 м3 работают в шести странах мира: Корее - шесть, Китае
- девять, Японии - 14, России - одна, Германии
- одна и Украине - одна [1].
Мировой рекорд по длительности кампании достигла ДП-1 в Tubarao (Бразилия, компания ArcelorMittal)), в которой за 28 лет и 5 мес. выплавлено 94 млн т чугуна. Футеровка горна печи
- из японских углеродистых блоков. Европейский
2000
| 1600-
со Я
s 5-
Ср о
С X
^ и
5 Я
0J &
1° S
О
800-
400-
рекорд длительности кампании принадлежит ДП-2 (Shcwel-gern) компании ThyssenKrupp Steel Europe - за 19 лет 8 мес. 78 млн т чугуна. Футеровка горна - микропористые углеродистые блоки + шамотный изолирующий слой. Другой рекорд для печей с одной леткой принадлежит ДП-9 в Hamborn с диаметром горна 10,2 м - 23 года и 2 мес., 40 млн т.
Ожидается, что в будущем выплавка чугуна за одну кампанию ДП может превысить 100 млн т чугуна [1].
Состояние доменного производства, число и объемы ДП, эффективность их работы в Китае, Японии, Южной Корее, Западной Европе, в Северной и Южной Америке существенно отличаются.
Черная металлургия Китая. В 1949 г., когда была образована КНР, годовое производство чугуна в стране составляло 149 тыс. т, а стали - 250 тыс. т. Потребление стали в стране не превышало 1,4 млн т. В развитии черной металлургии в КНР можно выделить три стадии: становление (с помощью СССР), заимствование и изучение импортных технологий (в основном из Японии, Nippon Steel Corp.) и автономное инновационное развитие. В 1950-х
Мартеновская 1 сталь 1606 / 0,6% Электросталь 28,2% Металлолом 31,8% - Окатыши/ ГБЖ 4,1%
Corex/Finex Кислородно- 0,4% конвертерная сталь 71,2% Доменный чугун 63,7%
Производство стали
Шихта
Рис. 1. Структура производства стали и расхода металлошихты в 2013 г.
*По материалам 7-го Международного конгресса по аглококсодоменному производству (3-7 мая 2015 г. Кливленд, США)
годах развитию черной металлургии в Китае помогал СССР. В этот период возобновил работу Аншаньский металлургический завод, построены заводы в Вухане и Баоту. Удельная производительность ДП в конце 1950-х годов превысила 2 т/м3 в сут. [2]. В 1960-х годах начато применение вдувания мазута и ПУТ. В период Культурной Революции развитие черной металлургии приостановилось. Экономическое развитие в стране возобновилось лишь в начале 1980-х годов. Строительство комбината BAOSTEEL в 1980-х годах символизировало продвижение новых технологий в черной металлургии Китая. С 1980-х до 1990-х годов шел процесс модернизации и внедрения новых технологий с помощью компании Nippon Steel Corp. В 1994 г. выплавка чугуна в Китае составила 97,4 млн т, и Китай стал крупнейшим производителем чугуна в мире [2].
В начале XXI в. китайская черная металлургия вступила в стадию автономного развития и инноваций. В 2014 г. производство стали в Китае достигло 882,7 млн т, или 49,2% мирового производства стали, а производство чугуна - 711,6 млн т, что составило 61,7% мирового производства чугуна (рис. 2). Крупные металлургические заводы Китая специализируются на выпуске плоского проката, мелкие - на производстве сортового
S о Ш
С
Годы
Рис. 2. Динамика производства чугуна и стали в Китае
Таблица 1. Число и объемы ДП в Китае в 2001-2010 гг. [2]
Годы Внутренний объем ДП, м3 Общее число ДП
>3000 2000-3000 1000-2000 >1000 всего 300-1000 100-300
2001 4 17 29 50 153 72 290
2005 9 33 48 90 260 75 437
2006 12 38 52 102 322 57 490
2007 16 40 64 120 309 41 483
2008 19 46 89 155 332 27 513
2009 30 66 116 212 Н.д. Н.д. Н.д.
2010 35 74 146 260 Н.д. Н.д. Н.д.
проката. В настоящее время из-за наличия избыточных мощностей для устойчивого развития черной металлургии Китая требуются ее реконструкция и модификация.
Инвестиции в черную металлургию Китая увеличились в конце ХХ в., что обусловлено бурным развитием экономики, строительства и ростом внутреннего спроса на металлопродукцию. Были построены десятки металлургических заводов, а существующие модернизированы и расширены. Построены сотни ДП, из которых более 30 внутренним объемом более 2500 м3 и несколько ДП внутренним объемом 5000-5800 м3. Одновременно строились агломашины с площадью спекания 550-600 м2 и крупномасштабные коксовые батареи. Строительство в 2009-2010 гг. двух новых ДП объемом 5500 м3 (печи задуты 21.05.2009 г. и 26.06.2010 г.) в компании Jingtang Steel, выполненное Китайской инжиниринговой компанией Capital Steel, символизировало вступление китайской черной металлургии в этап автономного развития. Новые ДП были оснащены воздухонагревателями с купольной камерой горения, системами сухой газоочистки и технологией, обеспечивающей срок службы ДП более 20 лет. Печи охлаждаются плитовыми холодильниками, имеют двухбункер-ные загрузочные устройства, оснащены системами вдувания ПУТ, работают на классифицированном агломерате. Производительность печей превышает 12 500 т в сутки, а суммарный расход топлива составляет 490 кг/т (290 кг/т кокса и 200 кг/т ПУТ).
Начиная с 2001 г. число ДП в Китае увеличивалось в результате строительства ДП объемом более 300 м3 при одновременном уменьшении числа ДП объемом менее 300 м3 (табл. 1).
Согласно статистике, из 404 ДП, работавших в Китае в 2013 г., имели диаметры горнов: менее 7,9 м - 220 ДП; 8-9,9 м - 65 ДП; 10-11,9 м - 68 ДП; 12-13,9 м - 34 ДП; свыше 14 м -17 ДП. Однако в этих статистических данных многие малые ДП не учтены. Крупнейшая ДП и вторая по мощности в мире ДП-4 компании Shagang Group имеет диаметр горна 15,7 м и внутренний объем 5800 м3 [2].
Год Сталь, млн т Чугун, млн т
1995 95,36 105,29
2003 220,12 202,31
2005 349,36 330,40
2006 418,78 404,16
2009 567,84 543,74
2010 627,51 580,75
2011 694,81 634,48
2012 724,45 667,33
2013 779,04 708,97
2014 822,70 711,60
Шихтовые материалы и показатели работы ДП. Импорт железной руды в Китае с 2001 по 2013 г увеличился с 70 до 813 млн т. Развитие обогатительных фабрик (магнитная сепарация + флотация) позволило получать концентраты с содержанием железа 62-67% и кремнезема не более 3-4% и способствовало развитию производства окатышей. Окатыши содержат 62,5-63% железа, прочность на раздавливание 240-270 кг. Производимый агломерат имеет основность 1,85-1,9 и прочность по барабанной пробе 7580%. Производимый на интегрированных заводах кокс содержит 12,5% золы, 0,7-0,77% серы, горячая прочность CSR > 65%, холодная прочность М40 = 85-86,5% и М10 = 6,3-6,8%.
Показатели работы ДП в части расхода топлива и кокса в 2013 г. по сравнению с 2002 г. существенно улучшились при мало изменившейся производительности (табл. 2)
До 1980-х годов кампания ДП была непродолжительной из-за быстрого износа футеровки. Значительные улучшения футеровки печей в 1990-х годах привели к продлению их кампаний. ДП объемом более 2500 м3 имели кампании длительностью 15,5-17,5 лет при удельном производстве 11 000, 13 328 и 15 700 т/м3 (данные по ДП-3 компании БЛОБТЕЕЬ объемом 4500 м3).
Основными проблемами черной металлургии Китая являются:
- превышение производства стали над ее потреблением внутри страны;
- сосуществование различных уровней технологий производства и агрегатов, различных по мощности и по экологической эффективности;
- дефицит ресурсов; в 2013 г. импорт руды составил 813,5 млн т (более 70% всей потребляемой), эта ситуация сохраняется;
- если раньше Китай был крупнейшим производителем угля (в 2009 г. добыча угля составила 2973 млн т - 46% мировой добычи), то в
2014 г. Китай импортировал 126 млн т коксующихся углей, и импортирование угля продолжается.
Генеральная линия развития черной металлургии Китая в настоящее время - вывод из строя малопроизводительных устаревших и модернизация существующих мощных агрегатов. Рост производства будет продолжаться, но темпы роста замедлятся. Главная задача в металлургии - совершенствование технологии и повышение качества продукции.
Черная металлургия Японии. Аглококсодо-менное производство. В 2013 г. в Японии работало 28 ДП с диаметром горна: свыше 14 м - 17 ДП; 1213,9 м - пять ДП; 10-11,9 м - четыре ДП; 8-9,9 м - две ДП.
Впервые за предыдущие три года производство стали в Японии после рецессии выросло на 3,1% и составило 110,59 млн т (в 2007 г. производство составляло 120,2 млн т). Черная металлургия Японии работает на привозных материалах. Основными поставщиками железной руды являются Австралия (61,8%) и Бразилия (26,8%), а основными поставщиками угля -
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.