В начало Написать нам Карта сайта | RSS
Уральский рынок металлов


Предлагаем Вам разместить информацию в бегущую строку - 1000 рублей в месяц - за каждые 10 слов | Ежедневно посетители сайта смогут видеть информацию о Вашем предприятии. | Минимальные затраты - максимальный результат!!!
Новости Журнал О компании Статьи Аналитика Тендеры Рекламодателям Подписчикам Форумы Бизнес-навигатор Карта сайта Мероприятия Вопросы-ответы
В начало // Журнал / Все номера / УРМ №8 (август 2006) / Значение вторичных огнеупоров недооценено
← оглавление номера

Черная металлургия:

Значение вторичных огнеупоров недооценено

Лев Хорошавин, доктор технических наук, главный специалист по огнеупорам ОАО Институт УралНИИАС 

Практика показывает, что использование вторичных огнеупоров и лома на их основе сегодня актуально, как никогда. Во-первых, ужесточаются экологические требования к отходам производства, во-вторых, огнеупорные отвалы занимают дорогую и ценную землю, в-третьих, переработка вторичных огнеупоров в настоящее время экономически обоснована.

Любой эколог заметит, что производство, прежде всего, должно быть экологически чистым, а его отходы не наносить вреда окружающей среде. И не один здравомыслящий человек не будет спорить с данным утверждением. Оно применимо и к производству огнеупоров, которое должно стремиться к экологической чистоте, безотходности и безотвальности. Но сегодня значительное место - около 25% от общего объема производства огнеупоров - занимают вторичные огнеупоры (огнеупоры после службы или лом огнеупорных изделий). Ежегодно образуется около 0,5 млн. т вторичных огнеупоров, использующийся недостаточно эффективно. Их некачественно рассортировывают, малую часть годных изделий возвращают обратно в кладку, остальное размалывают на порошки нерационального зернового состава, подшихтовывают к шихтам первичных огнеупоров; а большую часть просто сваливают в отвалы. Такое отношение к вторичным огнеупорам является не просто экологически вредным, но и экономически необоснованным. Отвалы вторичных огнеупоров продолжают расти.

Поэтому в области вторичных огнеупоров, по мнению современной отраслевой науки, основными задачами являются:

- переход на полное безотходное применение огнеупоров;
- повышение экологии путем ликвидации огнеупорных отвалов с использованием их для производства огнеупорных и строительных материалов;
- переход на полный сервис металлургов (потребителей), включая поставку оптимальных огнеупоров, их службу и безотходное применение;
- повышение качества и эффективности новых огнеупорных изделий, полученных из вторичных огнеупоров.

Но давайте рассмотрим каждую из этих задач более предметно.

  Переход на полностью безотходное применение огнеупоров

В первые годы советской власти правительство заставляло потребителей огнеупоров поставлять вторичные огнеупоры (лом огнеупоров) на огнеупорные заводы и изготовлять из них новые первичные огнеупоры.

А в 1940 г . Иосиф   Сталин издал постановление ?   931 с четким и ясным требованием: «В целях экономии топлива и огнеупорных глин широко использовать лом огнеупорных изделий, для чего обязать основных потребителей огнеупоров: Наркомчермет, Наркомцветмет, Наркомкомтяжмаш, Наркомэлектростанций, Наркомсудостроения, Наркомвооружения, НКПС - сдавать лом Главогнеупору НКЧМ». В последующие годы: в 1961 г . (постановление ? 1063), в 1965 г . (? 53) и в 1967 г . (? СВ 9936/47) правительство просило более мягко «обеспечить сдачу огнеупорного лома организациям, производящим заготовку, в размере не менее 40% от потребляемого количества шамотных изделий и 20% от потребляемого количества магнезиальных изделий» и «сдачу его предприятиям огнеупорной промышленности для производства огнеупоров». Для решения этих вопросов были созданы порайонные организации «Второгнеупор», по контролю качества и службы огнеупоров - «Гисогнеупор». Они внесли большой вклад в развитие огнеупорной промышленности.

После перестройки «Второгнеупор» и «Гисогнеупор» были уничтожены, так как государству и частным собственникам они стали не нужны.

По мнению специалистов ОАО «УралНИИАС», не одно десятилетие специализирующихся на огнеупорной промышленности, необходимо восстановить государственное отношение к огнеупорам на всех уровнях - от повышения уровня высшего образования специалистов-металлургов до безотходного применения огнеупоров, с ликвидацией огнеупорных отвалов. Нужно восстановить «Второгнеупор» и «Гисогнеупор» в современной форме, адаптированной под реалии российской экономики. Призывы к частникам здесь абсолютно бесполезны. На законодательном уровне необходимо закрепить увеличение налогов на отходное производство и существенно уменьшить налоги на безотходное производство. Особенно их нужно уменьшить или совсем отменить для тех, кто будет разрабатывать огнеупорные отвалы.

В современных условиях отношение к так называемым «отходам» должно быть коренным образом пересмотрено: не существует отходов, а есть ценнейшие материалы, которые являются высококачественным сырьем для производства новых порошков и изделий нового поколения по экологически чистой и безотходной технологии. Следовательно, отходы одного производства являются ценным сырьем для другого. Существующие отвалы указывают лишь на разорванность единой технологической цепи и невнимание государства и бизнеса к этой проблеме.

Фактически вторичные огнеупоры - это высококачественные сырьевые материалы, прошедшие трехкратную термическую обработку (обжиг или плавление): первая - первичный обжиг сырья, вторая - обжиг изделий или плавление материалов и третья - служба в футеровках тепловых агрегатов.

В дальнейшем при повторном использовании вторичных огнеупоров они будут проходить дальнейшую многократную термическую обработку. При этом во вторичных материалах происходят такие процессы, как:
- возгонка летучих веществ: углеродных, щелочных, фосфатных, галогенидных и др.;
- окисление веществ, характеризующихся повышенным сродством к кислороду: углерода, металлов, карбидов и др.;
- восстановление термодинамически неустойчивых веществ:
SiO 2  >   SiO   >   Si ; Fe 2 O 3  >   Fe 3 O 4  >   FeO >   Fe ; Cr 2 O 3  >   CrO 3  >   Cr и др.;
- образование термодинамически устойчивых веществ из неустойчивых: CaO

  • MgO SiO 2 + CaO > 2 CaO SiO 2 + MgO ; MgO SiO 2 + MgO > 2 MgO SiO 2 и др.;
- рекристаллизация зерен веществ с образованием вторичной структуры;
- растворение продуктов реакции взаимодействия огнеупоров со шлаком с переходом их в шлаковую зону и удаление ее при обогащении вторичных огнеупоров и др.

 

Следовательно, вторичные огнеупоры более термодинамически устойчивы, чем первичные. Поэтому из одних вторичных материалов целесообразно изготовлять новые огнеупоры различных марок, качество которых должно быть выше первичных. Так, в Китае из вторичных периклазоуглеродистых изделий разработаны новые огнеупоры, стойкость которых выше первичных.

Таким образом, переход на полное безотходное применение огнеупоров полностью обоснованно.

  Повышение экологии путем ликвидации огнеупорных отвалов

В принципе известно, что борьба за сохранение природы является борьбой с отходами в отвалах. Еще Д.И. Менделеев более ста лет тому назад говорил, что совершенствование производства заключается в его безотходности. Поэтому безотходная технология производства и применения огнеупоров является единственным путем диалектического развития огнеупорной промышленности и ее гармонизации с природным миром.

В области вторичных огнеупоров улучшение экологии применительно к нашей действительности означает ликвидацию их отвалов, характеризующихся многокомпонентностью. В огнеупорных отвалах находятся металлические и шлаковые включения, остатки огнеупоров различного состава со шлаковыми зонами, в меньшей степени - огнеупоры без шлаковых зон и годные изделия.

Поэтому здесь на первое место прочно выходит материальное стимулирование тщательной ручной рассортировки материалов по их видам и потребителям: металлические включения - металлургам, шлаковые включения - строителям для производства строительных бетонов, отбитые от огнеупоров шлаковые зоны - для производства жароупорных бетонов. Огнеупоры без шлаковых зон рассортировывают отдельно на их виды:
- периклазоуглеродистые,
- периклазовые, периклазохромитовые, хромитопериклазовые и периклазошпинельные,
- форстеритовые,
- алюмосиликатные,
- кремнеземистые и др.

Затем их в исходном или дробленом виде отгружают огнеупорным заводам или на специализированные участки. Таким образом, ликвидация огнеупорных отвалов является экологически необходимым и экономически выгодным мероприятием.

  Переход на полный сервис металлургов  

За последнее время существенно улучшилось обслуживание огнеупорными предприятиями металлургов в области поставки им огнеупоров и их дальнейшего сервиса. Сегодня на металлургические предприятия поставляются все более оптимальные, качественные огнеупоры, контролируется их служба. Таким образом, можно говорить, что производители огнеупоров быстро реагируют на запросы металлургов. Однако такой сервис, по мнению специалистов института «УралНИИАС», является не полным, поскольку эффективное использование вторичных огнеупоров выпадает из этой цепочки.

Полный сервис металлургов сегодня, по нашему мнению, должен выглядеть как трехступенчатый: это поставка, служба и безотходность огнеупоров, что в итоге будет означать переход на новый, более эффективный уровень обслуживания металлургической промышленности путем создания единой технологической линии по огнеупорам. Это возможно при использовании современных компьютерных программ, таких, например, как искусственного интеллекта, нейронных сетей, SuperChim и др.

Итоговыми показателями полного сервиса металлургов является повышение стойкости футеровок тепловых агрегатов, сокращение удельного расхода огнеупоров и удельных затрат на 1 т стали.

  Повышение качества и эффективности новых огнеупорных изделий, полученных из вторичных огнеупоров.

Одной из основных причин неэффективного использования вторичных огнеупоров является существующий уровень мышления специалистов огнеупорных предприятий .

Уровень мышления и уровень компетенции напрямую отражается на качестве, производимых огнеупоров.

Уровень мышления = качеству огнеупоров

Поэтому вначале необходимо повысить уровень мышления и только после этого повышать качество огнеупоров, а наоборот ничего не получается.

Под качеством огнеупорных и строительных материалов и изделий следует понимать комплексное сочетание их трех основных показателей: экологичности, свойств и долговечности.

При этом экология стоит на первом месте, а технология - на втором. Только комплексным анализом всех трех основных показателей можно определить действительное качество огнеупоров с учетом того, что каждый вид огнеупоров имеет свои оптимальные области применения.

Сейчас качество огнеупоров прочно выходит на первое место - впереди неизбежное вступление в ВТО и переход на международные стандарты. В этих условиях усиливается основной закон рыночных отношений - отношение качества к цене должно всегда стремиться к наибольшей прибыли:

Качество/цена > max прибыль

Вторичные огнеупоры в этой области приобретают актуальное значение.

Повышение эффективности использования вторичных огнеупоров является одним из путей существенного снижения материалоемкости и экономии сырьевых материалов: - например, снижения удельных затрат на 1 т стали и удельного расхода огнеупоров на 1 т стали. Разумное использование вторичных огнеупоров позволяет получить значительную экономию огнеупорного сырья, топлива, электроэнергии и трудовых затрат:
- 1 т магнезиальных вторичных огнеупоров экономит 2,3 т природного магнезита и хромита, 0,25 т условного топлива, 1,6·10 5 Дж электроэнергии;
- 1 т алюмосиликатных вторичных огнеупоров экономит 1,5 т огнеупорной глины, 0,15 т условного топлива, 1,4·10 5 Дж электроэнергии;
- 1 т кремнеземистых вторичных огнеупоров экономит 1,2 т кварцитов, 0,3 т условного топлива, 1,6·10 5 Дж электроэнергии.

Следовательно, эффективное использование вторичных огнеупоров обеспечивает в итоге значительное ресурсосбережение.

Примером разумного использования вторичных огнеупоров является Магнитогорский металлургический комбинат, который построил участок по переработке вторичных огнеупоров и получает на нем 1,5 млн. руб. экономического эффекта.

Однако, несмотря на приведенные факты, в целом по стране вторичные огнеупоры используют неэффективно с увеличением отвалов.

Упорное нежелание изготовлять качественные изделия из вторичных огнеупоров объясняется многими придуманными причинами, в том числе увеличением транспортных расходов. Фактически при производстве огнеупоров из вторичных огнеупоров транспортные расходы снижаются за счет уменьшения транспортных расходов на исходное сырье для первичных огнеупоров.

Конкретные рекомендации по повышению эффективности использования вторичных огнеупоров следующие:

1. Полностью скупать у потребителей (металлургов) все вторичные огнеупоры, что делает потребление огнеупоров безотходным.

2. Организовать у металлургов отдельные современные участки по ручной сортировке, дроблению и помолу вторичных огнеупоров. При этом необходи ма тщательная ручная сортировка вторичных огнеупоров на различные марки. Возможна поставка исходных огнеупоров на огнеупорные заводы или другие специализированные участки.

3. Металлические включения (их содержится до 10%) возвращают металлургам по цене металлолома.

4. Шлаковые включения размалывают до фракции 20-0 и 5- 0 мм и поставляют строителям для использования их в качестве заполнителей в строительных бетонах.

5. Годные вторичные огнеупоры укладывают на отдельные поддоны и возвращают обратно в кладку.

6. У ошлакованных вторичных огнеупоров вручную скалывают шлаковые корочки, которые совместно со шлаковыми включениями размалывают с использованием в жароупорных и строительных бетонах.

7. Полученные неошлакованные вторичные огнеупоры совместно с другими неошлакованными изделиями (безшлаковые вторичные огнеупоры) размалывают до фракции 5-0 или 3- 0 мм и в контейнерах поставляют на огнеупорные заводы для изготовления из них новых качественных изделий по нанотехнологиям.

8. Аналогично рассортировывают огнеупорные отвалы.

9. Необходима полная компьютеризация вторичных огнеупоров с технико-экономическими расчетами их эффективности, привлечение академической и отраслевой науки для создания из них огнеупоров нового поколения; нужно совместно с металлургами снижать удельные затраты на 1 т стали.

10. Для получения наиболее высококачественных изделий из вторичных огнеупоров их целесообразно изготовлять по нанотехнологиям. Именно в переходе исследования огнеупоров от макро- и микроструктур к наноструктурам лежит основа повышения их износоустойчивости и получения наибольших прибылей.

В качестве примера можно привести периклазоуглеродистые изделия, полученные из вторичных огнеупоров. В данное время периклазоуглеродистые изделия после службы в футеровках конвертеров, электросталеплавильных печей и сталеразливочных ковшей обычно размалывают, используют в качестве масс для подварки, торкретирования, добавок к новым шихтам, иногда используют для засыпки эркерных отверстий или сваливают в отвалы. Такое использование периклазоуглеродистых изделий, содержащих в своем составе плавленый периклаз, является недостаточно эффективным.

Фактически периклазоуглеродистые вторичные изделия представляют собой высококачественные сырьевые материалы, прошедшие термическую обработку при высоких температурах с удалением всех летучих, насыщением периклаза углеродом и формированием каркаса. Качество этих вторичных изделий и их износоустойчивость выше, чем первичных. Поэтому из одних периклазоуглеродистых вторичных изделий целесообразно изготовлять новые изделия по нанотехнологиям.

Периклазоуглеродистые изделия после службы необходимо тщательно вручную отсортировывать от посторонних включений и поставлять на огнеупорные заводы или отдельные участки в счет новых изделий.

Вторичные изделия необходимо размалывать до фракции 3- 0 мм , рассеивать на фракции, обеспечивающие наиболее плотную укладку зерен по закону Фибоначчи, правильно вводить добавку химически чистого оксида магния - физического антиоксиданта (на зерна, в шихту и в совместный помол), с увеличением продолжительности смешивания и удельного давления прессования с минимальной запрессовкой воздуха на пекофенольных (азот- и аргонсодержащих) связках.

В итоге необходимо увеличить внимание к вторичным огнеупорам с переходом на их полное безотходное использование и с ликвидацией огнеупорных отвалов - это экологически и экономически выгодно.

Журнал

   
Ваше имя:  
Пароль:     
  запомнить меня
  Регистрация  Забыли пароль?

Бизнес-навигатор

   Меткомплекс
   Наука и образование
   Органы власти
   Отраслевые союзы
   Смежные отрасли


Атомстрой комплекс
ЛитМаш
ЗаводЭкоТехнологий
 
Отраслевая наука 


 
        ООО «УралИнфо»
   Телефон/факс: (343) 350 71 71
   г.Екатеринбург, ул.Мамина-Сибиряка, 58, офис 601        
            urm@urm.ru
пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ пїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅпїЅ
«РЎСѓРјРјР° технологий» «Сумма технологий»
продвижение сайта