CC BY
7УДК 1
Кызайбаев А.С.
Аксуский завод ферросплавов
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОЛУФАБРИКАТА «ФХП» ПРИ ВЫПЛАВКЕ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОГО ФЕРРОХРОМА В УСЛОВИЯХ ПЛАВИЛЬНОГО ЦЕХА №1
Аннотация: в статье рассматривается использование полуфабриката «ФХП» при выплавке высокоуглеродистого феррохрома в условиях плавильного цеха №1.
Ключевые слова: ФХП, феррохром, плавильный цех.
Феррохром передельный (ФХП) — полуфабрикат высокоуглеродистого феррохрома с содержанием хрома 60-65%, имеющий в составе примеси шлака (до 23%). В условиях Аксуского завода ферросплавов данный материал производится в цехе переработки шлака и используется в качестве шихтовых материалов при производстве ферросиликохрома ПЦ №4, а также высокоуглеродистого феррохрома (ВУФХ) на печи ДППТУ в экспериментальном участке. В 2018 году в связи с переводом печи ДППТУ на производство ФСМн на предприятии образовались запасы ФХП, которые в 2019 году было решено использовать в ПЦ №1.
Целью данной работы является определение оптимальной навески ФХП при выплавке ВУФХ в условиях ПЦ №1 расчетным и опытным методом.
Определение навески ФХП расчетным методом
Таблица 1.1. Исходные данные
Материал Aс V (ППП) W S Ств SiO2 ЛЮэ БеО/ Ре2О3 СаО МяО Р2О5 СГ2О3 Сг Бе I
Руда КХ-3 - 2,89 1,092 0,029 - 9,44 6,09 12,06 0,262 20,19 0,0071 47,9 - - 100
Окатыш - 2,86 0,4 0,014 - 8,86 6,39 12,4 0,22 18,69 0,0058 50,2 - - 100
Хромовое сырье итого 2,875 0,746 0,022 9,150 6,240 12,23 0,241 19,44 0,006 49,05 100
Уголь 42,82 19,3 4,17 0,38 37,5 63,6 30,8 3,33 1,8 0,4 0,07 0 - - 100
Кокс РФ 13,67 2,19 7,2 0,44 83,7 50,5 22,8 18,9 3,38 3,48 0,94 0 - - 100
ФХП 0 0 0,5 0,03 8,7 2,47 1,43 0 0 2,67 0 0 63 21 100
Кварцит - 0 0,13 0,01 0 96,53 2,02 0,61 0,2 0,48 0,02 0 - - 100
Таблица 1.2. Распределение элементов
Продукты плавки Элементы
Si Сг Бе Мя S Р
Сплав 4 96 98 0 10 80
Шлак 92 4 2 94 30 10
Улет 4 0 0 6 60 10
Расход электродов, кг/100 кг руды 1,1
Доля пылевыноса, %.....................2
Коэффициент избытка углерода1,1
Доля угля в смеси по С, %.........12
Доля руды КХ-3 в смеси, %.......50
Содержание SiO2 в шлаке, %.....30
Содержание углерода в металле, % 8,3
Принимаем, что оксиды кварцита полностью переходят в шлак.
Таблица 1.3. Количество и состав шлака
Элемент Источник поступления Итого
Хр. Руда Кварцит ФХП Уголь Кокс РФ кг %
8102 8,418 1,166 0,023 1,468 1,200 12,275 29,971
ЛЪОз 6,240 0,024 0,014 0,773 0,589 7,640 18,655
Ре20з 0,245 0,007 0,000 0,002 0,010 0,263 0,643
СаО 0,241 0,002 0,000 0,045 0,087 0,376 0,918
МвО 18,274 0,005 0,025 0,009 0,084 18,398 44,921
СГ2О3 1,962 0,000 0,000 0,000 0,000 1,962 4,790
Б 0,006 0,000 0,000 0,007 0,025 0,038 0,093
Р2О5 0,001 0,000 0,000 0,000 0,002 0,003 0,009
Всего 35,386 1,206 0,062 2,304 1,998 40,956 100,00
Таблица 1.4. Количество и состав металла
Элемент Источник поступления Итого
Хр.руда ФХП Уголь Кокс РФ кг %
0,171 0,000 0,030 0,024 0,225 0,490
Бе 9,322 0,000 0,057 0,335 9,714 21,131
Сг 32,218 0,000 0,000 0,000 32,218 70,084
Б 0,002 0,000 0,002 0,008 0,013 0,028
Р 0,002 0,000 0,001 0,008 0,011 0,025
С 1,100 0,000 0,323 2,366 3,789 8,242
Всего 42,815 0,000 0,413 2,742 45,971 100,00
Таблица 1.5. Количество газов, пыли и улета
Элемент Источник поступления Итого
Хр. руда Кварцит ФХП Уголь Кокс РФ кг %
СГ2О3 0,981 0,000 0,000 0,000 0,000 0,981 23,618
Б1О2 пыль 0,183 0,023 0,000 0,032 0,026 0,265 18,004
0,366 0,000 0,001 0,064 0,052 0,483
МвО пыль 0,389 0,000 0,001 0,000 0,002 0,391 37,688
Mg^MgO 1,166 0,000 0,002 0,001 0,005 1,174
Л12О3 0,125 0,000 0,000 0,015 0,012 0,153 3,679
Бе2О3 0,245 0,000 0,000 0,002 0,010 0,256 6,168
СаО 0,005 0,000 0,000 0,001 0,002 0,008 0,181
С 0,000 0,000 0,00174 0,044 0,316 0,362 8,714
Р 0,000 0,000 0,000 0,000 0,002 0,002 0,050
Б 0,013 0,000 0,000 0,014 0,052 0,079 1,899
Всего 3,473 0,024 0,006 0,172 0,478 4,154 100,00
Таблица 1.6. Материальный баланс
Задано Получено
Хр. руда 102,000 Металл 45,971
Кокс РФ 20,766 Шлак 40,956
Уголь 6,237 Газы 40,926
Кварцит 1,232 Пыль 4,154
ФХП 5,069
Кислород 0,597
Электроды 1,100 Невязка 4,996
итого 137,002 Итого 137,002
Таблица 1.7. Состав колоши
Состав колоши 1,0 т шихты 1 т руды 5,0 т руды
Хр. руда 753,85 1000,00 5000,00
Кокс РФ 153,48 203,59 1017,96
Уголь 46,09 62,37 305,72
Кварцит 9,11 12,32 60,41
ФХП 37,47 49,70 248,50
Выход металла 339,76 450,69 2253,46
Выход шлака 302,70 401,53 2007,66
Определение навески ФХП опытным методом
Для выполнения производственных показателей по выполнению плана
производства и электроэнергии, по распоряжению руководства АксЗФ №17 от 07.02.2019 года, на печах плавильного цеха №1 началось использование феррохрома передельного вместо металлоконцентрата хромистого МФХ40.
Во время проведения ОПИ на базовом периоде при использовании МХ-40 фракции 0-50 мм отклонений от установленного технологического процесса не выявлено.
Основные показатели базового периода работы печей взяты из технического отчета за январь 2019 года и сведены в таблицу 2.
Таблица 2. Основные показатели базового периода (январь 2019 года)
Использо вание Эл/энер гия кВт*ч на т.хрома Удельный расход, кг на тонну хрома Произво ди-тельнос ть в ном. сутки Извлечен ие, %
Сырье хромовое Восстановитель сортирова нный Мет/конц ен-трат
Факт Факт Факт Факт Факт Факт
МХ40 фр. 0-50 мм 7293 4049 876 250 94,2 72,2
Во время проведения ОПИ на протяжении всего опытного периода в феврале при использовании ФХП отклонений от установленного технологического процесса не выявлено.
Во время ОПИ на печи №16 проведено три этапа увеличения навески ФХП:
1 этап с 07.02 по 13.02.2019 года — 40 кг ФХП
2 этап с 14.02 по 20.02.2019 года — 50 кг ФХП
3 этап с 21.02 по 28.02.2019 года — 60 кг ФХП
Таблица 3. Основные показатели опытного пе
Навеска ФХП Производительность, тн. хрома в сутки Удельный расход хромового сырья, кг на 1 тн. хрома Удельный расход восстановит еля сортирован ного, кг на 1 тн. хрома Удельный расход эл.энергии, кВт час на 1 тн. хрома
40 кг 94,1 4027 861 6839
50 кг 96,2 4009 857 6778
60 кг 95,0 4035 860 7001
эиода (февраль 2019 года)
В обоих периодах печи работали в обычном технологическом режиме, со стабильной токовой нагрузкой, глубокой посадкой электродов. Выпуски производились по графику с полным выходом расплава. По газовому режиму
отклонений не выявлено. Газопроницаемость на колошнике оставалась в норме. Анализы металла и шлака соответствовали установленным требованиям.
Также основные показатели работы печей ПЦ №1 с использованием ФХП после ОПИ в промышленных масштабах взяты из технических отчетов за февраль-август 2019 года и сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Основные показатели работы цеха ФХП (февраль-август 2019 года)
Меся ц Испо льзов ание Мет/кон центрат/ ФХП Навеска на колошу Мет/кон центрат/ ФХП Произво дительн ость в ном. сутки Удельный расход, кг на тонну хрома Извлече ние, %
Сырье хромов ое Восстан овитель сортиро ванный Эл/энер гия кВт*ч/т . Хрома
Факт Факт Факт Факт Факт Факт Факт
Февр аль МФХ / ФХП 92/104 23/26,4 94,19 4095 859 7086 71,4
Март ФХП 174 44,2 98,7 4021 861 6863 72,2
Апре ль ФХП 148 37,6 97,4 4021 857 6838 72,2
Май ФХП 115 29,2 94,5 4005 861 6632 73
Июнь ФХП 141 35,8 93,3 3988 855 6941 73,3
Июль ФХП 185 46,95 93,2 4038 854 7000 72,4
Авгу ст ФХП 135 34,3 94,5 4049 859 7031 72,2
Выводы
1. Использование ФХП приводит к улучшению технико-экономических показателей по электроэнергии, расходу хромового сырья, восстановителя и производительности печи за счет меньшего содержания шлака (оксиды кремния, магния, хрома, алюминия и т.д.).
2. Рассчитана оптимальная навеска ФХП при выплавке ВУФХ в условиях цеха №1, которая составляет 49,7 кг на колошу (на 1000 кг руды) или 196 кг/т хрома.
3. При проведении опытных испытаний на печи №16 цеха №1 по использованию ФХП в феврале с увеличением навески на 10 кг каждую неделю оптимальная навеска составила 50 кг или 197 кг/т хрома.
4. Анализ работы более длительных периодов цеха №1 в промышленном режиме с использованием ФХП показывает ухудшение ТЭП относительно результатов ОПИ печи №16. Причина ухудшения — отсутствие расширения плавильного корпуса и СГП.
5. При анализе более длительных периодов работы всего цеха №1 наилучшие
Приложение 1
Изменение себестоимости за счет замены МФХ40 на ФХП
Удельный расход при работе с МФХ40 Удельный расход при работе с ФХП Отклонение Цена за единицу, тн, МВт*час Отклонение в тенге
Эл.энергия, КВт*час/тн.хрома 7293 6632 -661 6476 -4281
Хром. сырье, кг/тн.хрома 4049 4005 -44 34120 -1501
Сорт. востановитель, кг/тн.хрома 876 861 -15 86742 -1301
МФХ40, кг/тн.хрома 250 0 -250 105 -26
ФХП, кг/тн.хрома 0 196 196 38933 7631
Итого за счет изменения структуры 522
Производительность, тн.хрома/сутки 94 94,5 0,5 266000 133000
Прирост производительности на 1 тонну, тн.хрома/тн.хрома 1 1,005 0,005 266000 1415
Итого изменение с учетом роста производительности на 1 тн. -893
показатели по удельному расходу электроэнергии достигнуты при среднемесячной
навеске 30 кг на колошу или 118 кг/тн хрома. Вероятно, основная причина заключается в равномерной, бесперебойной подаче ФХП на печи цеха в течение всего месяца.
6. Лучший показатель производительности достигнут при работе печи на навеске 44 кг на колошу или 173 кг/тн хрома, при этом наблюдается ухудшение ТЭП по нормируемым материалам относительно работы на навеске 30 кг.
7. На всех этапах использования ФХП выпуска незаказанной продукции не было.
323-330
На основании полученных результатов считаем, что использование ФХП фракции 0-40 мм возможно, но необходимо отметить рост себестоимости на 522 тг/т хрома за счет повышенной цены ФХП относительно МФХ40.
Но если учесть увеличение производительности печи, за счет прибыли от реализации ВУФХ компания имеет экономическую прибыль 809 тг на 1 т произведенного хрома с использованием ФХП (расчет см. в Приложении 1).
Цена за единицу, тн, МВт • час — средняя цена за 9 месяцев по ПЦ№1 (январь-сентябрь).
Удельный расход при работе с МФХ40 — показатели работы за январь 2019 года.
Удельный расход при работе с ФХП — показатели работы за май 2019 года.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
EL1brary.ru
