9•2010

3 2
МЕТА ЛЛУРГ • № 9 • 2010
НАУК А ТЕХНИК А ПРОИЗВОДС ТВО
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮщИЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 669.187.2:621.311
АНАЛИЗ ЭНЕРГОБАЛАНСА И ВЫБОР РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДСП
ОАО «МАГНИТОГОРСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ»
© Копцев Леонид Алексеевич, канд. техн. наук
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат». Россия, Магнитогорск. E-mail: lak_energo@mmk.ru
Статья поступила 26.08.2010 г.
Рассмотрены энергоемкость выплавки стали в ДСП, влияние работы ДСП на энергоемкость продукции комбината, возможности
оптимизации энергобаланса ДСП по критерию минимума энергозатрат при условии обеспечения необходимых затрат энергоресурсов
для выполнения технологического процесса, а также влияние различных факторов на технические и экономические показатели
работы ДСП. Установлено, что для повышения экономической эффективности необходима многопараметрическая оптимизация режима
работы печи в пределах каждой плавки и цеха в целом – в пределах недели, месяца.
Ключевые слова: энергоресурсы; энергозатраты; энергобаланс; оптимизация.
Затраты на обеспечение энергоресурсами составляют
значительную долю себестоимости производства металлургических
предприятий. При этом повышение качества
и потребительских свойств продукции, снижение
ее себестоимости относятся к важнейшим приоритетам
их деятельности. В то же время повышение качества
продукции может быть обеспечено только за счет дополнительного
потребления энергоресурсов новыми современными
агрегатами, часто без увеличения объемов
продукции, что ведет к повышению ее энергоемкости.
В апреле 2006 г. в ОАО «ММК» введена в эксплуатацию
дуговая сталеплавильная печь (ДСП) емкостью 185 т
и создан электросталеплавильный цех (ЭСПЦ). В сентябре
того же года заработала вторая ДСП. В настоящее
время в составе цеха имеются две ДСП, двухванный сталеплавильный
агрегат (ДСА), пять агрегатов внепечной
обработки и три машины непрерывной разливки стали.
Динамика удельных затрат энергоресурсов на выплавку
1 т стали в ЭСПЦ с учетом затрат предыдущих переделов
(известково-доломитовое, горно-обогатительное,
коксохимическое и доменное производства) в 2006 г.
(с момента ввода в работу первой ДСП) приведена на
рис. 1. Из диаграммы видно, что энергоемкость выплавки
стали в ДСП (в ноябре–декабре составляла 4,4–4,7
ГДж/т) в 1,5 раза выше, чем в ДСА с кислородной продувкой
(апрель — 3,0 ГДж/т), но при этом затраты энер-
Удельные энергозатраты, ГДж/т, стали ЭСПЦ
20 Всего 19,2
18 3,00
16
14
12
10
8 16,18
6
4
2
0
апрель
(пуск ДСП)
16,5
3,60
12,93
12,5 12,8 12,5
4,15 4,23 3,96
8,40 8,62 8,48
Затраты энергоресурсов предыдущих переделов
Затраты энергоресурсов ЭСПЦ
4,04
7,65
4,47
4,70
5,51 5,61
май июнь июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь
Рис. 1. Структура удельных затрат энергоресурсов на
производство стали ЭСПЦ в 2006 г.
11,7
10,0
10,3
11,2
4,38
6,79
горесурсов на весь цикл получения 1 т стали в ЭСПЦ
с учетом предыдущих переделов снижаются в 1,8 раза
— на 8,4 ГДж/т. Объясняется это значительно меньшей
долей чугуна в шихте ДСП по сравнению с долей чугуна
в шихте ДСА, а именно затраты энергоресурсов на производство
извести, кокса, агломерата и в конечном итоге
чугуна составляют около 60% энергоемкости стали ОАО
«ММК» в целом.
Наращивание объемов выплавки стали в ЭСПЦ
по мере освоения оборудования определило снижение
энергоемкости продукции комбината с 6,52 Гкал/т стали
в 2005 г. до 5,98 Гкал/т стали в 2006 г. Наиболее значимыми
факторами в этом процессе являются, конечно, собственно
наращивание объемов выплавки стали и среднее
снижение доли чугуна при выплавке стали. В качестве
косвенной количественной характеристики последнего
фактора может быть принято соотношение выплавки
чугуна и стали на комбинате в целом: в 2005 г. этот показатель
составил 848 кг/т, а в 2006 г. снизился до 781,4
кг/т в среднем по году.
Общее снижение энергоемкости продукции комбината
за счет повышения загрузки ДСП целесообразно
дополнить снижением удельных затрат энергоресурсов
непосредственно в ЭСПЦ, повышая эффективность работы
оборудования и совершенствуя энергобаланс цеха,
не забывая при этом о необходимости снижения энергозатрат,
т.е. финансовых затрат на обеспечение основного
производства энергоресурсами.
Динамика изменения структуры удельного энергобаланса
ЭСПЦ за тот же период приведена в табл. 1. В
удельных затратах энергоресурсов, а более точно, энергоемкости
технологического процесса ЭСПЦ (на примере
ноября), электроэнергия составляет наиболее крупную
долю — 60,3%, природный газ — 16,4%, кислород — 9,1%.
Доля физического тепла жидкого чугуна в структуре
удельных затрат энергоресурсов ЭСПЦ с 24,8% в апреле
снизилась до 6,6% в ноябре. Необходимо отметить, что в
данных, использованных для построения диаграммы, показанной
на рис. 1, физическое тепло жидкого чугуна во
избежание двойного счета не учитывается, поскольку оно