ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Технология металлургического брикетирования»

Рекомендуемая область пременения

Место образования отходов Брикетируемые материалы Область применения брикетов
Доменное производство - шламы газоочисток;
- пыль аспирационных установок;
- коксовая мелочь и пыль;
- мелкодисперсное первородное сырье;
- отсевы флюсующих компонентов (известняка, доломита и пр.) В составе доменной шихты как заменитель железосодержащего и углеродосодержащего компонентов.Для промывки металлоприемника доменных печей. Для наращивания гарнисажа металлоприемника доменных печей.
Аглодоменное производство - отсев агломерата <5мм (11-19%). В составе доменной шихты.
Сталеплавильное производство - шламы газоочисток;
- пыли установок аспирации;
- коксовая мелочь и пыль;
- прокатная окалина;
- стальная и чугунная стружка. Как заменитель чугуна, стального скрапа, карбюризатора, флюсующих добавок в конвертерных, мартеновских, электродуговых печах и вагранках.
Машиностроение и металлообработка - прокатная и кузнечная окалина;
- чугунная и стальная стружка;
- металлоотсев;
- пыль установок аспирации. Как заменитель чугуна, стального скрапа, карбюризатора, флюсующих добавок в конвертерных, мартеновских, электродуговых печах и вагранках.
Коксохимические предприятия и другие производители углеродосодержащих материалов - некондиционные углеродосодержащие отсевы и шламы. Поставка на металлургические предприятия.
Горнодобывающие предприятия - отсев железосодержащего концентрата <5мм;
- мелкофракционное первородное сырье;
- отсев известняка, доломита <5мм;
- отсевы углей, антрацита <5 мм. Поставка на металлургические предприятия.
Комбинаты по переработке вторичных ресурсов - чугунная и стальная стружка;
- отсевы кокса. Поставка на металлургические предприятия.
Лесная промышленность - мелочь и пыль древесного угля;
- лигносульфонаты. Поставка на металлургические предприятия.

Назначение, цели и задачи проекта

Актуальность данной темы возникла на стыке двух противоречий, возникающих в металлургическом производстве:

С одной стороны:

запасы коксующихся углей неуклонно сокращаются, их цена постоянно растет;

уменьшается добыча природного железорудного сырья, увеличиваются затраты на его  обогащение; 

- практически не осваиваются новые месторождения природных ископаемых;

-  постоянный рост тарифов на энергоресурсы и железнодорожные перевозки.

С другой стороны:

-  накопленные десятилетиями отходы металлургического, машиностроительного, горнодобывающего и химического производств, топливно-энергетического комплекса, продолжают расти. Сегодня по объему и содержанию полезных компонентов техногенные месторождения можно приравнять к используемым месторождениям природных ископаемых;

-  расположение этих отходов вблизи металлургических и химических производств;

-  не требуется огромных затрат на их разведку и освоение.

Анализ данных противоречий позволил сформулировать научную задачу с решением по двум направлениям:

С одной стороны:

- переработка и утилизация отходов, и использование их в виде относительно дешевого сырья для металлургического производства, что даст значительное снижение затрат на шихту, повышение качества и конкурентоспособности, а главное, снижение себестоимости готовой продукции.

С другой стороны:

решение экологической проблемы очистки целых регионов, где скопились огромные техногенные месторождения отходов, а так же утилизация текущих накоплений отходов от вышеперечисленных производств.

Окускование является одной из актуальных задач в подготовке железосодержащих материалов к металлургическому переделу.

Брикетирование - процесс получения кусков (брикетов) с добавкой и без добавки связующих веществ с последующим прессованием смеси в брикеты нужного размера и формы.

Организация производства таких брикетов с освоением предлагаемой технологии позволит существенно улучшить технико-экономические показатели переделов предприятий, улучшив при этом экологическую обстановку.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Попытки использовать брикетирование в металлургии для подготовки неметаллической шихты не прекращались никогда. Особенно полно брикетирование как метод окускования отвечает требованиям утилизации мелких отходов метзаводов (сравнительно небольшое воспроизводство, непостоянство физико-химических свойств и пр.). Металлургическими предприятиями Франции ежегодно перерабатывается в брикеты до 4 млн.т. железосодержащих шламов и уловленной в газоочистках пыли. В черной металлургии США и стран Западной Европы уже давно наряду с железосодержащими материалами брикетируются другие мелкие отходы: известковая пыль, отходы ферросплавного производства, некондиционная мелочь плавикового шпата и прочие весьма ценные материалы. На их основе получают шихтовые брикеты и флюсы для металлургического производства.

В России в настоящий момент производится около 52 миллионов тонн агломерата, 30 миллионов тонн окатышей. В то же время не существует ни одного производителя металлургических брикетов методом холодного вибропрессования и соответственно не производится ни одной тонны металлургических брикетов в промышленных объемах.

Хотя брикетирование в черной металлургии - это наиболее ранний способ окускования, который широко применяется для этой цели во второй половине 19 столетия, в начале 20 столетия брикетирование было вытеснено агломерацией по нескольким причинам, основной из которых стала неэкономичность, так как на маломощных прессах была низкая производительность, в то время как в агломерации были созданы машины с производительностью более 2000 тонн агломерата в сутки.

На сегодняшний день научно-технический прогресс достиг такого уровня, когда можно сбрикетировать более 5000 тонн сырья в сутки на одной автоматической линии и, причем, экологически чистым и безотходным методом.

К основным причинам недостаточного использования брикетирования в отечественной практике следует отнести сегодня следующие:

неправильный выбор места и объема утилизации отходов;

упрощенный (некомплексный )подход к решению проблемы;

использование неэффективных способов (технологий) брикетирования

Понятны пути решения этих трех проблем:

максимальное приближение изготовления брикетов к техногенным месторождениям и, соответственно, предприятиям потребителям;

создание металлургического самовосстанавливающегося и самоплавкого брикета с использованием нетрадиционного вяжущего и углеродистого наполнителя для всех видов металлургического передела, т.е. принципиально новой композиционной шихты;

использование резерва имеющегося вибропрессовального оборудования для производства строительных изделий и создание упрощенных вибропрессовальных автоматических линий для производства металлургического брикета.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Богатое железосодержащее сырье представляет собой мелкую фракцию и ведение металлургичеких процессов в печах требует их окускование для обеспечения достаточной газопроницаемости. Традиционно шихтой для таких переделов является агломерат, окатыши, железо прямого восстановления, чушковый чугун, металлолом, ферромарганец, ферросилиций и т.д., а также минеральное сырье в качестве флюсующих добавок.

Технология изготовления металлургических брикетов включает в себя следующее:
- доставку сырьевых компонентов на промышленную площадку;
- дозирование сырьевых компонентов для приготовления шихтовой смеси;
- приготовление сырьевой смеси в смесителях принудительного действия;
- транспортирование шихтовой смеси к посту формования;
- формование брикетов способом вибропрессования;
- транспортирование отформованной продукции к посту выдержки;
- пакетирование готовой продукции (при необходимости);
- транспортирование на склад готовой продукции (или погрузка в транспортное средство).

При разработке технологии производства брикета были решены следующие задачи:
- получен брикет с заданными свойствами по требованиям конкретного заказчика (предложенная нами технология позволяет получить брикет с заданными геометрическими размерами, конфигурацией и физическими свойствами);
- компонентный состав брикета, который и определяет его металлургическую ценность, разрабатывался с участием специалистов – металлургов предприятия – потребителя брикета;
- обеспечена эффективность производства и применения брикета, которые достигались за счет размещения брикетной фабрики в непосредственной близости от источников образования отходов и плавильных агрегатов, расположенных, как правило, на одной площадке;
- обеспечена высокая производительность, низкая стоимость оборудования, минимальное количество обслуживающего персонала.

В результате многолетней работы ООО «НПФ Силикат» создан металлургический брикет с использованием нетрадиционного связующего и углеродистого наполнителя для всех видов металлургических переделов, т.е. принципиально новая композиционная шихта, применение которой в металлургии способно вернуть отходы промышленности в металлургический передел в виде сырья с достаточно высокой рентабельностью.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Сравнительный расчет себестоимости литейного чугуна с традиционной шихтой (базовый) и с применением брикетов (опытный).

Прогнозируемый и ожидаемый эффект от применения железоуглеродосодержащих брикетов:

- снижение себестоимости чугуна на - 92,2 руб/т;

- снижение расхода кокса на - 58 кг/т.чугуна;

- увеличение производительности на - 4,6%;

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

количество оборотного продукта на агломерационной фабрике составляет около 20-25%, а иногда и выше от общего потока шихты, в то время как на брикетной фабрике- не более 2%;

весь кислород руды в брикете остается активным, в агломерате же он находится в связанном состоянии (в виде силикатов), первое особенно важно для доменного производства;

экологическая безопасность брикетов (безотходность, отсутствие высоких температур при изготовлении);

возможность применения в брикете в любом соотношении углеродосодержащего наполнителя для активизации процессов в металлургической печи (карбюризатор, восстановитель, энергоноситель);

возможность использования всех видов тонкодисперсных железофлюсолигироуглеродосодержащих отходов металлургического передела.

Низкий коэффициент пылегазовых выбросов, образующиеся при традиционных способах подготовки железорудного сырья и топлива, а именно, при производстве кокса, агломерата и окатышей

Новые потребительские свойства продукции

1. малая себестоимость, за счет эффективного и экологически чистого рециклинга промышленных отходов;
2. брикеты имеют одинаковую правильную форму и вес, в данном объеме содержат больше металла, они обладают более высокой прочностью и лучшей транспортабельностью;
3.обладают более высоким удельным весом;

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Готовая продукция.

Предлагаемые инвестиции

120 млн. руб.

Рынки сбыта

Россия

Возможность и эффективность импортозамещения

Внедрение данной технологии поможет вытеснить известные аналоги на мировом рынке аналогичной продукции.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

19.03.2007