Ученые разработали новую технологию для доменного производства, предполагающую снижение перерасхода кокса и уменьшение себестоимости чугуна в условиях прекращения подачи природного газа в доменную печь.
Крупнейшим потребителем природного газа в Украине является чёрная металлургия. Одно крупное металлургическое предприятие потребляет 4 – 5 млн. м3 природного газа в сутки. От 1/3 до 1/2 этого расхода приходится на доменные цехи. Основное потребление природного в доменном цехе обусловлено его вдуванием в объеме 100 – 120 м3 на каждую тонну производимого чугуна. При дефиците природного газа его расход будет сокращён именно в доменном цехе, так как для других потребителей на металлургических предприятиях он остаётся безальтернативным источником энергии. Кроме того, для вдувания в доменные печи природный газ должен подаваться под давлением не ниже 3 ати. При снижении давления его вдувание в доменные печи невозможно. В отсутствие природного газа показатели доменной плавки резко снизятся: температура дутья уменьшится с 1000 – 1200 0С до 800 0С, расход кокса повысится с 480 – 500 до 700 – 760 кг/т чугуна, производительность уменьшится на 20 %. В результате себестоимость чугуна увеличится на 20 – 25 %. Резкое снижение температуры дутья приведёт к быстрому выходу из строя воздухонагревателей, что повлечёт за собой дополнительные многомиллионные потери.
Наилучшей заменой природного газа в доменном производстве является пылеугольное топливо, широко применяющееся в странах Европы. Однако, его применение в Украине потребует больших капитальных затрат и длительного срока (3 – 4 года) внедрения и освоения.
До внедрения пылеугольного топлива на металлургических предприятиях эффективной временной энергосберегающей технологией доменной плавки, значительно снижающей экономические потери, может стать выплавка чугуна с вдуванием в доменную печь горячего дутья с содержанием кислорода ниже атмосферного. Такая технология за счёт постоянства температуры горения топлива у фурм печи позволит сохранить температуру дутья 1000 0С в отсутствие природного газа, снизить перерасход кокса на 60 – 80 кг/т чугуна, не приводя к дальнейшему снижению производительности доменной печи.
Снижение содержания кислорода ниже 21 % достигается за счёт ввода в дутьё технического азота, побочного продукта производства кислорода в кислородных цехах, не используемого и выбрасываемого в атмосферу. Необходимый расход азота - 30 – 35 тыс. м3/час на одну доменную печь с давлением 50 мм вод. ст. Система подвода азота включает (см. иллюстрацию) 2 типовых вентилятора и трубопровод, подводящий азот к воздухозаборникам воздуходувной машины. Система подвода азота к доменным печам может быть смонтирована за 3 месяца на любом предприятии чёрной металлургии, в составе которого имеется кислородный цех. Суточная экономия средств за счёт применения предлагаемой технологии в отсутствие природного газа в доменном цехе производительностью 10 тыс. т чугуна в сутки составит 500 – 800 тыс. грн. Затраты на строительство системы подачи азота к доменным печам окупятся за 1 месяц.
