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, об’єкти залізнич. транспорту, елекропостачання та ін. допоміжні об’єкти 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 зв’язків 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. об’єму домен. печей. Якщо у довоєн. час найбільшими були доменні печі об’ємом 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 об’ємом 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. об’ємом дали вихідні тех. дані для проектування найпотужнішої у світ. практиці домен. печі корис. об’ємом 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 об’ємом 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 об’єму, впроваджують прогрес. технології та устаткування (підвищення температури дуття та тиску газу під колошником, впровадження конвеєр. подачі шихти, нових конструкцій засип. апаратів, відсівання дріб’язку з агломерату та обкотишів тощо). Водночас демонтують невеликі застарілі та надлишкові доменні печі, що в свою чергу збільшує серед. об’єм однієї печі.

Одним з гол. тех.-екон. показників Д. в. є коефіцієнт використання корис. об’єму (КВКО) домен. печей, який показує, скільки кубіч. метрів цього об’єму 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 дріб’язку 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 зв’язку 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 зв’язку 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).

Розмір шрифту

Доменне виробництво

Рекомендована література

Фотоілюстрації

Інформація про статтю