ПЕРЕРАБОТКА ЛОМА И ОТХОДОВ В УНИВЕРСАЛЬНЫХ ДУГОВЫХ ПЕЧАХ ПОСТОЯННОГО ТОКА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ (ДППТУ-НП) ООО «НТФ «ЭКТА»

Предлагаем вниманию наших читателей основные положения интересной и важной для отече­ственной промышленности ста­тьи авторов B.C. МАЛИНОВСКО­ГО, к.т.н., В.Д. МАЛИНОВСКОГО и И.Б. ВЛАСОВОЙ, представляю­щих результаты работ москов­ской научно-технической фирмы «ЭКТА» создавшей ДППТУ-НП.

Новейшие экономические и экологические требования к про­цессам переработки металлолома заставляют специалистов созда­вать более совершенные техноло­гии. Универсальные дуговые печи постоянного тока нового поколе­ния (ДППТУ-НП) создали новые возможности в переработке лома черных и цветных металлов, свя­занные со значительным улучше­нием технико-экономических по­казателей процесса плавки, таких как повышение выхода годного металла, уменьшение расхода энергоносителей, снижением за­трат на получение металлов и сплавов высокого качества.

При этом, что весьма немало­важно, резко уменьшается на­грузка на окружающую среду, по­тому что резко снижается пока­затель угара металла и из металлургического производ­ства выводятся вредные реаген­ты, использовавшиеся прежде для повышения качества выплав­ляемых металлов.

Московские разработчики предлагают топологический ряд электродуговых печей по­стоянного тока нового поколе­ния ДППТУ-НП, базовые пара­метры которых приведены в таблице 1.

Миксеры

Предлагаемые дуговые печи постоянного тока достаточно уни­версальны, поэтому весь типоряд печей может использоваться в качестве миксеров с расширенны­ми технологическими возможно­стями: нагрев расплава, его десульфурация, дефосфорация, науглероживание, обезуглерожи­вание, легирование, выдержка, дозированная раздача, накопле­ние больших масс металла из пе­чей небольшой емкости. Ведь с практической точки зрения мик­сер ДМПТУ-НП - это та же печь ДППТУ-НП с жидкой завалкой и источником питания пониженной мощности. Для приготовления сплавов предусмотрена подача твердых легирующих и шлакообразующих материалов.

Предлагаемые миксеры типа ДМПТУ-НП можно применять не только для чугуна, сплавов на ос­нове алюминия, меди, но и для стали. Что очень важно в техноло­гическом аспекте, длительная вы­держка стали, как и других метал­лов, не отражается на их химичес­ком составе и свойствах. Это тоже одно из важнейших преимуществ предлагаемого оборудования.

Агрегаты

В настоящее время высоко це­нится способность технологичес­кого процесса к перенастройке параметров, поэтому необычайно широкие возможности для плавки металлов имеют дуговые печи по­стоянного тока нового поколения в агрегатном исполнении. Уста­новки включают в себя один силовой источник электропитания и две плавильные емкости, которые могут иметь одинаковую или раз­личную вместимость. Все это вме­сте взятое позволяет:

-  увеличить коэффициент ис­пользования оборудования;

- футеровать печь разными футеровочными материалами - для ведения кислого и   основно­го процессов;

-  использовать для плавки разных материалов, например, в одной - сталь, в другой - медь.

Печи в составе агрегатной ус­тановки отличаются по назначе­нию: одна емкость предназначена для быстрой плавки с дегазацией металла, очисткой от неметалли­ческих включений, отделения от стальных и прочих приделок (при плавке алюминиевых отходов), дефосфорации и десульфурации (при плавке стали), науглерожива­ния (при производстве синтетичес­кого чугуна), точного определения химического состава металла по его пригодности, с целью производ­ства конкретного сплава во второй емкости.

При этом вторая печь исполь­зуется одновременно в качестве миксера, накопителя металла, для легирования и рафинирования при приготовлении конкретных сплавов. Эти возможности также крайне важны, например, при производстве алюминиевых спла­вов из вторичного сырья произ­вольного химического состава.

Дуговые плавильные печи по­стоянного тока ДППТУ-НП обла­дают расширенными технологи­ческими возможностями: они позволяют вести плавку любых типов шихты, включая стандартныи лом, стружку, пакетирован­ные отходы, материалы шлако­вых отвалов и т. д. с производ­ством высококачественных спла­вов переплавляемых металлов, а также проводить восстанови­тельные плавки окисленных ма­териалов; плавки, совмещенные с карботермией и алюмотермией; приготовление ферросплавов и лигатур с использованием руд­ных концентратов титана, нике­ля, кобальта и других рудных концентратов, а также переплав аккумуляторного лома с восста­новлением окисленного свинца. При такой гамме преимуществ к тому же еще все оборудование дает возможность производить полный или частичный слив рас­плава.

Переработка алюминиевых сплавов

В наше время важнейшим ис­точником сырья для производ­ства алюминиевых сплавов явля­ется лом. Универсальные дуговые печи постоянного тока ДПТУ-НП позволяют получать литье из вто­ричного алюминия, по качеству не уступающее литью из первич­ного металла.

При этом следует отметить, что по сравнению с газовой плав­кой, плавкой в индукционных тигельных печах промышленной частоты и других печах выплав­ка в ДППТУ-НП обеспечивает:

-  сокращение потерь металла за счет угара в 2,5-3 раза;

-  уменьшение энергозатрат на 20 % и более;

-  снижение времени расплавления металла в 3 и более раз;

-  улучшение качества выплавляемых сплавов за счет более низкого газосодержания, в пределах 0,1-0,14 см³ водорода на 100 г сплава, неметаллических включе­ний 0,09-0,12 мм²/см² по техно­логической пробе Добаткина.

Непрерывное перемешивание расплава, однородность и мелко­зернистая структура сплава обес­печивают повышение механичес­ких свойств выплавляемого ме­талла в 1,5-2 раза по сравнению с ГОСТ 1589-93. Технологии плав­ки с использованием печей ДППТУ-НП позволяют существен­но улучшить экологические усло­вия работы плавильных участков заготовительных производств за счет резкого уменьшения пыле- и газовыбросов, выводом из техно­логий использования фтор- и хлорсодержащих флюсов и дру­гих вредных веществ.

Высокая мобильность уни­версальных дуговых печей по­стоянного тока ДППТУ-НП очень важна на мелкосерийных много­номенклатурных производствах, а также при изготовления раз­личных лигатур. При этом печь может быть в любой момент от­ключена и, при необходимости, снова запущена в работу. Все печи ДППТУ-НП имеют высокую стойкость футеровки, при необ­ходимости стены и свод печи выполняются водоохлаждаемыми. Следует добавить, что все конструктивные механизмы очень надежны. Универсальные печи оснащены автоматизиро­ванной системой управления, контроля и регулирования ре­жимов плавки.

Как уже явно прослеживает­ся из сказанного выше, техноло­гические характеристики ДППТУ-НП создают практически идеаль­ные условия для переработки лома и отходов алюминиевых производств, в том числе таких загрязненных, как возврат литья под давлением, стружка механи­ческих цехов, брикетов и т.д.

Практикой установлено, что выплавляемые из них сплавы соответствуют ГОСТ 1589-93 и их применяют для изготовления качественных отливок различными способами литья - под высоким и низким давлением, в кокиль и в землю.

Переработка отходов черных металлов

Как бы ни совершенствова­лись веками технологии механи­ческой обработки металлов, эф­фективная утилизация чугунной стружки представляет для маши­ностроительных предприятий се­рьезную проблему.

Теперь же можно с полным основанием утверждать, что обо­рудование ДППТУ-НП впервые в истории технологического раз­вития производства обеспечило промышленную переработку стружки без отходов. Например, проблема рециклинга чугуна ус­пешно решена на ОАО «Костромамотордеталь» в агрегате ДППТУ-ЗАГ, который состоит из двух печей, вместимостью 3 т. Агрегат переплавляет чугунную, не очищенную от СОЖ и песка, стружку россыпью. Производи­тельность его составляет 1400 т в месяц.

К сожалению, большое коли­чество загрязняющих компонен­тов в стружке - СОЖ, песок и прочие компоненты - не позво­ляет определить выход годного металла взвешиванием. Но этот параметр может быть оценен сравнением химического соста­ва расплава с химическим со­ставом ТУ на металл, из кото­рого стружка была получена. Данные сравнения приведены в таблице 2.

Из данных, приведенных в таблице, можно сделать вывод о немалой экономической выгоде данного решения. Тут основная составляющая экономического эффекта очевидна, она определение говорит само за себя.

Весьма эффективной техно­логией в универсальных дуго­вых печах постоянного тока ДППТУ-НП является переработ­ка рядового стального лома с получением из него синтетичес­кого чугуна с любым требуемым химическим составом, в том числе с предельно низким со­держанием серы.

Так, на ОАО «Курганмашзавод» освоена выплавка чугуна в дуговых печах постоянного тока ДППТУ-6АГ и в печах переменно­го тока ДСВ-5М. Использование нового оборудования на практи­ке позволило сравнить их пока­затели. В результате было объек­тивно отмечено: эффективность выплавки чугуна в ДППТУ-6АГ значительно выше.

В качестве подтверждения эффективности нового плавиль­ного оборудования можно при­вести еще целый ряд примеров. Пожалуй, самым убедительным из них станет ОАО «ГАЗ», где была установлена универсальная дуговая печь постоянного тока ДППТУ-12,0 емкостью 12 т. Она расположена в сталелитейном цехе, не имеющем технических средств для производства чугун­ного литья. После повышения цен на литейный и передельный чугун печь была сориентирова­на на производство шихтовой за­готовки для вагранок из синте­тического чугуна. Чугун с со­держанием углерода до 3,6 % там получают путем сплавления брикетированных из стальных листов пакетов и коксика в про­цессе расплавления шихты и на­грева расплава. Длительность плавки - 80 мин, вес плавки -12 т, экономический эффект со­ставил 3-4 тыс. руб. на т.

Такая практика доказала, что стоимость организации произ­водства синтетического чугуна при переработке рядового сталь оборудования ДППТУ-НП значи­тельно ниже, чем производство, например, стальной катанки, а экономическая эффективность процесса - существенно выше.

И все же наибольшая эффек­тивность использования универ­сальных дуговых печей постоян­ного тока ДППТУ-НП достигает­ся при переплаве отходов высоколегированных марок ста­ли и сплавов за счет практичес­кого отсутствия угара легирую­щих элементов в составе шихты.

Это тоже подтверждено на практике. Так, в печах ДППТ-30 емкостью 30 т на ПО «Ижсталь» выпускается инструментальная сталь Р6М5. Основной экономообразующей статьей является снижение расхода материалов плавки, которые составляют, кг/т металла:

- легированная шихта -30-40;

- ферровольфрам - 0,3-0,8;

- ферромолибден - 0,3;

- феррохром - 1,5;

- феррованадий -4,75.

Отрадно отметить, что затра­ты на создание универсальной печи постоянного тока окупи­лись всего за 7 месяцев.

А вот на ОАО «Электросталь» установлена печь ДППТУ-6,0 ем­костью 6 т, которая предназна­чена для производства высоко­легированных сталей и жаро­прочных сплавов. После ввода ее в действие на заводе в сжатые сроки была освоена технология выплавки около 250 марок вы­соколегированных сталей и спла­вов с широким использованием высоколегированной шихты. При­чем в каждом отдельном процес­се было отмечено значительное снижение угара легирующих эле­ментов, входящих в состав ших­ты, что является одной из основ­ных экономообразующих статей для металлургического произ­водства.

Напоследок хочется заметить, что приведенные примеры отра­жают лишь небольшую часть ре­ализованных возможностей уни­версальных дуговых печей по­стоянного тока ДППТУ-НП, обеспечивающих освоение более совершенных технологий пере­работки лома и отходов черных и цветных металлов.

ООО «НПФ «ЭКТА». Защита интеллектуальной собственности. Сертификаты   Отзывы предприятий