Доменне виробництво

ДО́МЕН­НЕ ВИРОБНИ́ЦТВО — галузь чорної металургії; основна складова частина металургійного заводу з повним металургійним циклом. Забезпечує виплавле­н­ня у домен. печах чавуну з ді­браної у певній пропорції шихти, до якої входять залізна та марганцева руди, залізоруд. агломерат, котуни, кокс і флюси (пере­важно вапняк), у невеликій кількості метал. добавки та ін. матеріали. Осн. продукція Д. в.: пере­роб. чавун (бл. 90 %), який у рідкому стані направляється ковшами в міксери сталеплавил. цехів, ливар. чавун, який у твердому стані (чушки) по­стачається на маш.-буд. заводи, дзеркал. чавун і на деяких заводах — домен. феро­сплав, який у твердому стані по­стачається у сталеплавил. виробництво для роз­кисне­н­ня сталі.

Домен. процес базується на від­новлен­ні окисів заліза із залізоруд. частини шихти за рахунок газів, що утворюються при спалюван­ні коксу та природ. газу. Після під­готовки шихту його певними порціями засипають спец. при­строями (скіпами) у верх­ню частину домен. печі (колошник), а у нижню подають на­гріте до 1100–1340 ºС у повітрона­грівачах і збагачене до 29–31 % киснем повітря з домішками природ. газу. У шахті домен. печі від­бувається зу­стріч. рух шихти (вниз) і гарячих газів (вгору), що інтенсифікує процес від­новле­н­ня заліза, яке краплинами стікає вниз, взаємодіючи з роз­жареним коксом, насичується до 3–4 % вуглецем і пере­творюється на чавун. Він у свою чергу збирається у горні домен. печі та через 1–4 отвори (льотки) періодичністю в 1–2 год. випускається у чавуновозні ковші місткістю до 140 т і транс­портується залізнич. коліями у міксери або на роз­ливал. машини.

На потуж. металург. під­приємствах у домен. цехах працюють 4–8 печей та 3–4 роз­ливал. машини. Кожна піч обладнана склад. пунктом управлі­н­ня, де на приладах від­значаються всі найважливіші параметри домен. процесу та при­строї їх регулюва­н­ня в автомат. режимі. У складі цеху є також рудний двір, спец. споруди, при­строї й устаткува­н­ня для роз­вантаже­н­ня та завантаже­н­ня шихт. матеріалів, по 3–4 повітрона­грівачі на кожну піч, бункерна естакада, вагон-ваги, пилоуловлювачі, електрофільтри, повітродувно-ком­пресорна станція, госп-во водо­охолодже­н­ня печей та водо­очисні споруди, обʼєкти залізнич. транс­порту, елекропо­стача­н­ня та ін. допоміжні обʼєкти й устаткува­н­ня. Найпотужніші домен­ні цехи працюють на Криворіз. гірн.-металург. комбінаті «Криворіж­сталь» (від 2007 офіц. назва — «Арселор Міт­тал Кривий Ріг»; Дні­проп. обл.), ВАТах — «Маріупол. металург. комбінат “Азов­сталь”», «Маріупол. металург. комбінат ім. Іл­ліча» (обидва — Донец. обл.), «Запоріз. металург. комбінат “Запоріж­сталь”», «Дні­пров. металург. комбінат ім. Ф. Дзержинського» (м. Дні­продзержинськ Дні­проп. обл.), «Алчев. металург. комбінат» (Луган. обл.). На них припадає понад 93 % потужностей. 1980 в Україні виплавлено 46,5, 1985 — 47,1, 1990 — 44,9, 1992 — 35,4, 1994 — 20,2, 1996 — 17,8, 1997 — 20,6, 1999 — 23,0 млн т чавуну. Отже, 1980–85 обсяги виробництва чавуну в Україні систематично зро­стали. Проте, від 1990 це зро­ста­н­ня припинилося, а згодом пере­йшло у затяж. спад через скороче­н­ня потреби в чавуні у період пере­ходу на ринк. від­носини та зменше­н­ня виробництва метало­продукції в умовах заг. екон. кризи, поруше­н­ня усталених звʼязків з країнами колиш. СРСР, обмеже­н­ня екс­порту, недосконалість фінанс.-грош. системи та цінових дис­пропорцій, а також ін. недоліки у роботі Д. в.

У Д. в. України роз­роблено та впроваджено найважливіші тех. ріше­н­ня, які згодом роз­по­всюджували на металург. під­приємствах союз. республік. Серед осн. напрямів — систематичне нарощува­н­ня корис. обʼєму домен. печей. Якщо у довоєн. час найбільшими були домен­ні печі обʼємом 1033 м³, то на поч. 1950-х рр. — 1386 м³ (Дні­пров. металург. комбінат ім. Ф. Дзержинського), які стали типовими під час будівництва та рекон­струкції. Освоє­н­ня у Д. в. нових технологій до­зволило спроектувати домен­ні печі обʼємом 1513, 1719, 2000, 2300, 2700, 3200 м³. Їхнє системат. удосконале­н­ня на базі новіт. досягнень науки і техніки, а також досвід екс­плуатації агрегатів з великим ко- рис. обʼємом дали вихідні тех. дані для проектува­н­ня найпотужнішої у світ. практиці домен. печі корис. обʼємом 5000 м³ (потуж. 4 млн т пере­роб. чавуну на рік), яку на­прикінці 1974 збудовано на комбінаті «Криво- ріж­сталь». На ній збільшено діаметр горна до 14,7 м, чавун. льотків — до 4 м, шлакового льотка — до 1 м, повітряних фурм — до 36 м на вис. 3,9 м, встановлено конвеєрну подачу шихт. матеріалів на колошник, блок високотемператур. повітрона­грівачів з винос. камерами горі­н­ня, що забезпечило на­гріва­н­ня дуття до 1400 °С, механізовано кільцевий ливар. двір.

Д. в. України було провід­ним у освоєн­ні виплавле­н­ня чавуну із за­стосува­н­ням офлюсованого агломерату. 1955 всі аглофабрики України пере­йшли на виробництво такого агломерату з основністю 0,5–0,8, у результаті чого виплавле­н­ня чавуну 1958 досягло 100 % обсягу. У на­ступні роки основність агломерату систематично зро­стала. Згодом на гірн.-збагачувал. комбінатах роз­почато виробництво залізоруд. котунів, за­стосува­н­ня яких по­стійно зро­стало і нині досягло технологічно оптимал. пропорцій. Вперше природ. газ у Д. в. за­стосовано 1957 на Дні­проп. металург. заводі ім. Г. Петровського. Таке ново­введе­н­ня згодом швидко роз­по­всюджено і в ін. республіках. 1960 природ. газ за­стосовувався на 42-х потуж. домнах, на яких виплавлено бл. 80 % чавуну, а від 1965 за цією технологією працювали всі домен­ні печі, що до­зволило зменшити до 12 % витрату коксу та під­вищити на 1,5 % продуктивність печей. За це ново­введе­н­ня 1960 групу вчених і практиків-металургів України від­значено Ленін. премією.

1958 під час виплавле­н­ня феромарганцю на Дні­пров. металург. комбінаті ім. Ф. Дзержинського, Запоріз. металург. комбінаті «Запоріж­сталь», Комунар. металург. заводі (нині м. Алчевськ), Дні­проп. металург. заводі ім. Г. Петровського для збагаче­н­ня домен. дуття вперше за­стосовано кисень, а згодом при виплавлен­ні пере­роб. і ливар. чавуну на за­значених та низці ін. під­приємств — кисень у по­єд­нан­ні з природ. газом. Якщо 1960 в Україні кисень за­стосовували на 8-ми печах з виплавле­н­ням 1055 тис. т чавуну і феро­сплавів, то 1970 таких печей налічувалось 44, виплавле­н­ня на них складало понад 25 млн т, або 71 % від заг. кількості. За­провадже­н­ня цієї технології вимагало будівництва потуж. кисневих блоків. Від 1965 за­стосува­н­ня природ. газу і кисню уві­йшло у типову технологію Д. в., при цьому їх витрата на 1 т чавуну систематично зро­стала. 1990 витрати природ. газу складали 160 м³, кисню — 120 м³, у на­ступні роки ці показники змінились мало.

Після введе­н­ня у дію домен. печі обʼємом 3200 м³ на Алчев. металург. комбінаті в Україні нові печі не будують, а здійснюють під час капітал. ремонтів 1-го роз­ряду рекон­струкцію діючих зі збільше­н­ням обʼєму, впроваджують про­грес. технології та устаткува­н­ня (під­вище­н­ня температури дуття та тиску газу під колошником, впровадже­н­ня конвеєр. подачі шихти, нових кон­струкцій засип. апаратів, від­сіва­н­ня дрібʼязку з агломерату та обкотишів тощо). Водночас демонтують невеликі за­старілі та надлишкові домен­ні печі, що в свою чергу збільшує серед. обʼєм однієї печі.

Одним з гол. тех.-екон. показників Д. в. є коефіцієнт викори­ста­н­ня корис. обʼєму (КВКО) домен. печей, який показує, скільки кубіч. метрів цього обʼєму припадає на 1 т пере­роб. чавуну, виплавленого за добу. Він становить пере­січно 0,5–0,6 і залежить від багатьох факторів: у першу чергу, від якості вихід. матеріалів (вміст заліза та дрібʼязку у залізоруд. сировині, міцність та гранулометр. склад коксу, ступінь їхньої під­готовки), сорту чавуну, який виплавляють, кон­струкції та тех. стану домен. печі, досконалості вироб. процесу, організації і продуктивності праці робітників. КВКО: 1960 — 0,800, 1965 — 0,698, 1970 — 0,611, 1975 — 0,568, 1980 — 0,613, 1987 — 0,585, 1989 — 0,598, 1990 — 0,611.

З подола­н­ням кризи та поліпше­н­ням фінанс. стану провід­них металург. заводів випуск чавуну в Україні стабільно зро­став — від 20,9 млн т 1998 до 32,9 млн т 2006, причому частка пере­роб. чавуну в структурі випуску збільшилась від 98 до 99,8 %. Це зумовлено збільше­н­ням виробництва сталі, а також нарощува­н­ням екс­порту. Зокрема 2001–06 екс­порт пере­роб. чавуну збільшився майже вдвічі (від 0,7 млн т до 1,3 млн т), а частка чавуну в екс­порті метало­продукції зросла від 2,8 до 4,0 %. У звʼязку з повною заміною мартенів. виробництва киснево-конверторним, де осн. сировиною (до 90 %) є рідкий пере­роб. чавун, власники під­приємств у 2000-х рр. почали збільшувати потужності Д. в. 2006 завершено будівництво нової домен. печі № 5 на Єнакіїв. металург. заводі (Донец. обл.), нині триває модернізація великих печей на низці провід­них металург. заводах.

Гол. про­блемами у Д. в. на най­ближчу пер­спективу є якнайшвидше за­провадже­н­ня енергоощад. технологій, зниже­н­ня питомих витрат сировини та, від­повід­но, собівартості продукції. До 2015 всі потужні домен­ні печі провід­них металург. заводів заплановано обладнати устаткува­н­ням з вдува­н­ня пиловугіл. палива, що до­зволить у повній мірі від­мовитися від викори­ста­н­ня у технол. процесі імпорт. природ. газу, вартість якого по­стійно зро­стає, та зменшити імпорт кокс. вугі­л­ля. Цю технологію в Україні вперше за­стосовано у 1980-х рр. на Донец. металург. заводі, проте в звʼязку з дешевизною природ. газу в рад. час вона не набула широкого роз­по­всюдже­н­ня. 1 т низькопопелистого вугі­л­ля забезпечує заощадже­н­ня 800–900 кг коксу або 250–300 м³ природ. газу. Важливими є пита­н­ня поліпше­н­ня якості залізоруд. сировини, викори­ста­н­ня домен. та кокс. газу як джерел енергії, під­вище­н­ня температури дуття в середньому до 1200 °С, що сприятиме збільшен­ню виробництва чавуну на діючих потужностях і додатк. заощаджен­ню коксу, та обладна­н­ня домен. печей сучас. системами газоочище­н­ня.

Про­блемами роз­витку Д. в. за­ймаються проект­ні ін­ститути «Укрді­промез» (Дні­пропетровськ) і «Ді­про­сталь» (Харків), Ін­ститут чорної металургії НАНУ (Дні­пропетровськ), Укр. НДІ металів (Харків), Донец. НДІ чорної металургії, Нац. металург. академія України (Дні­пропетровськ).

Фотоілюстрації

×

❮ ❯

Завантажити статтю