Оценка и сравнение технологических схем выплавки стали в ДСП с использованием жидкого чугуна в условиях ЭСПЦ ПАО «Северсталь»

Металлургическое предприятие ПАО «Северсталь», как и любое другое, всегда стремится к сокращению издержек производства, повышению производительности и, соответственно, к увеличению прибыли. Для достижения этих результатов комбинат с полным металлургическим циклом осуществляет частичную замену металлического лома жидким передельным чугуном собственного доменного производства при выплавке стали в дуговых сталеплавильных печах.

В работе проводится исследование данной технологии, а также оценка и сравнение технико-экономических показателей плавки при различной доле жидкого чугуна в металлошихте. Анализ осуществляется при помощи физико-химических расчётов, материального и теплового балансов.

При использовании данной технологии в ДСП сокращается время плавки, уменьшается расход электроэнергии примерно с 400 кВт·ч/т до 250 кВт·ч/т, что связано с внесением жидким чугуном физического тепла, а также химического тепла экзотермических реакций окисления C, Mn, Si, P, содержащихся в чугуне в повышенном количестве. Важнейшее свойство жидкого чугуна – очень низкое содержание в нем вредных примесей цветных металлов (Cu, Ni и др.). Разбавление загрязненного металлолома относительно чистым чугуном позволяет выпускать качественные стали. При использовании жидкого чугуна требуется более сильное обезуглероживание ванны, что способствует снижению концентраций вредных газов H и N в металле. Жидкий передельный чугун собственного доменного производства ПАО «Северсталь» оказывается по себестоимости ниже рыночной цены на металлический лом, что, соотвественно, снижает себестоимость готовой стали.

Однако использование данной технологии приводит к снижению выхода годного, увеличению расхода кислорода из-за необходимости большего окисления примесей. Также использование жидкого чугуна подразумевает увеличение расхода шлакообразующих, а, соответственно, и количества образующегося шлака в ДСП и ковше-печи для проведения более интенсивных процессов дефосфорации и десульфурации.

Выявленная в работе оптимальная доля жидкого чугуна при выплавке стали в ДСП вместимостью 125т и мощностью трансформатора 80МВ·А составляет 28,6 % от металлошихты, при этом соблюдается условие, что содержание углерода в полупродукте на уровне 0,05 % и температура металла для выпуска достигаются одновременно.

Научный руководитель - д.т.н., проф. Сёмин А.Е.