Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Углеродная нейтрализация сталеплавильных, энергетических и цементных производств. Силуэты углерод-нейтральной промышленности.

Покупка
Новинка
Основная коллекция
Артикул: 814275.01.01
Доступ онлайн
от 464 ₽
В корзину
В монографии рассматривается РОЛ-технология, позволяющая решить климатическую проблему в сталеплавильном, энергетическом и цементном производствах. Речь идет не об исключении углерода из технологического процесса, а о нейтрализации образующегося диоксида углерода. В основу РОЛ-технологии положена идея производства нескольких продуктов с одного подогрева сырья, а основными инструментами являются универсальные РОЛ-камеры, сближающие союзные производства во времени и в пространстве. Это позволяет снизить энергоемкость совокупного продукта и направить сбереженную и произведенную энергию на нейтрализацию диоксида углерода. Предназначена для научных и инженерно-технических работников, преподавателей, аспирантов и студентов, интересующихся данной проблемой.
187
Ласанкин, С. В. Углеродная нейтрализация сталеплавильных, энергетических и цементных производств. Силуэты углерод-нейтральной промышленности : монография / С.В. Ласанкин. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 307 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/2122427. - ISBN 978-5-16-019459-2. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/2122427 (дата обращения: 28.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
Москва
ИНФРА-М
2024

УГЛЕРОДНАЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ 
СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ, 
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ 
И ЦЕМЕНТНЫХ ПРОИЗВОДСТВ 

СИЛУЭТЫ 
УГЛЕРОД-НЕЙТРАЛЬНОЙ 
ПРОМЫШЛЕННОСТИ

С.В. ЛАСАНКИН

МОНОГРАФИЯ
УДК 669.18+666.94(075.4)
ББК 34.327:35.455
 
Л26

Ласанкин С.В.
Л26  
Углеродная нейтрализация сталеплавильных, энергетических и цементных 
производств. Силуэты углерод-нейтральной промышленности : монография / 
С.В. Ласанкин. — Москва : ИНФРА-М, 2024. — 307 с. — (Научная мысль). — 
DOI 10.12737/2122427.

ISBN 978-5-16-019459-2 (print)
ISBN 978-5-16-112081-1 (online)
В монографии рассматривается РОЛ-технология, позволяющая решить климатическую 
проблему в сталеплавильном, энергетическом и цементном производствах. 
Речь идет не об исключении углерода из технологического процесса, а о нейтрализации 
образующегося диоксида углерода.
В основу РОЛ-технологии положена идея производства нескольких продуктов 
с одного подогрева сырья, а основными инструментами являются универсальные 
РОЛ-камеры, сближающие союзные производства во времени и в пространстве. Это 
позволяет снизить энергоемкость совокупного продукта и направить сбереженную 
и произведенную энергию на нейтрализацию диоксида углерода.
Предназначена для научных и инженерно-технических работников, преподавателей, 
аспирантов и студентов, интересующихся данной проблемой.

УДК 669.18+666.94(075.4)
ББК 34.327:35.455

Р е ц е н з е н т ы:
Усачёв А.Б., доктор технических наук, директор ООО «Институт тепловых 
металлургических агрегатов и технологий “Стальпроект”»;
Ковалёв В.Н., кандидат технических наук, генеральный директор НПП 
«Энерготерм-система»;
Шишанов М.В., кандидат технических наук, доцент, исполняющий обязанности 
заведующего кафедрой химической технологии природных энергоносителей 
и углеродных материалов Российского химико-технологического университета 
имени Д.И. Менделеева;
Шевелёв Л.Н., доктор экономических наук, профессор, академик Российской 
академии естественных наук, главный научный сотрудник Центрального научно-
исследовательского института черной металлургии имени И.П. Бардина;
Бродов А.А., кандидат экономических наук, советник генерального директора 
Центрального научно-исследовательского института черной металлургии 
имени И.П. Бардина

ISBN 978-5-16-019459-2 (print)
ISBN 978-5-16-112081-1 (online)
© Ласанкин С.В., 2024

Данная книга доступна в цветном исполнении 
в электронно-библиотечной системе Znanium
ОГЛАВЛЕНИЕ 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ……………………………………….6 

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………..8 

ГЛАВА 1  ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ………………………….12 

1.1 Производство стали………………………………………………………………………12 

1.1.1 Традиционные технологические схемы производства стали .................................. 12 

1.1.2 Производство стали с использованием жидкофазного восстановления  

железа ........................................................................................................................................... 14 

1.1.2.1 Доред-процесс ................................................................................................................. 15 

1.1.2.2 Процесс Ромелт .............................................................................................................. 17 

1.1.3 Снижение выбросов СО2 в черной металлургии ....................................................... 19 

1.2 Производство цемента……………………………………………………………………21 

1.2.1 Производство портландцемента .................................................................................... 21 

1.2.1.1 Производство клинкера с использованием металлургических шлаков ......... ...25 

1.2.1.2 Производство клинкера с использованием шлаковых расплавов ...................... 27 

1.2.1.3 Использование отходов угольной ТЭС при производстве цемента .................... 31 

1.2.2 Производство глиноземистого цемента ....................................................................... 33 

1.2.3 Очистка цементной смеси от металлических включений ....................................... 34 

1.2.4 Снижение выбросов СО2 в цементной промышленности ........................................ 36 

1.3 Углерод-возвращающие мероприятия…………………………………………………37 

1.4 Выводы……………………………………………………………………………………..45 

ГЛАВА 2 НАЧАЛО РОЛ-ТЕХНОЛОГИИ………………………………………………...48 

2.1 Союзные производства. Универсальная РОЛ-камера ................................................. 48 

2.2 Компоновочные схемы  РОЛ-камер ................................................................................ 51 

2.3 Основные технологические процессы в РОЛ-камере .................................................. 59 

2.3.1 Восстановительная плавка в РОЛ-камере .................................................................. 60 

2.3.2 Рафинирование стали в РОЛ-камере ........................................................................... 71 

2.3.3 Раскисление – легирование стали в РОЛ-камере ...................................................... 73 

2.3.4 Загущение шлака и выпуск металла из РОЛ-камеры .............................................. 76 

2.3.5 Создание благоприятных условий для работы футеровки РОЛ-камеры ............. 77 

2.3.6 Внесение металлолома в РОЛ-камеру ......................................................................... 79 

2.3.7 Удаление меди из металла в РОЛ-камере ................................................................... 80 
2.3.8 Производство ферросплавов в РОЛ-камере ............................................................... 81 

2.3.9 Получение портландцементного клинкера в РОЛ-камере ...................................... 83 

2.3.10 Переработка шлакового расплава в глиноземистый цемент ................................ 88 

ГЛАВА 3 УЛЕРОД-ПОЗИТИВНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 
КОМПЛЕКСЫ С РОЛ-КАМЕРАМИ………………………………………………………89 

3.1 Металлургические ЭТК РОЛ-ТЕХ .................................................................................. 90 

3.1.1 Обособленная работа малотоннажного ЭТК РОЛ-ТЕХ ........................................... 91 

3.1.2 Обособленная работа крупнотоннажного ЭТК РОЛ-ТЕХ ..................................... 120 

3.1.3 Работа ЭТК РОЛ-ТЕХ в составе электросталеплавильного цеха ........................ 126 

3.2 Энергетические ЭТК РОЛ-ТЕХ ...................................................................................... 131 

3.2.1 Производство электроэнергии, стали и портландцемента  

на ЭТК РОЛ-ТЕХ .................................................................................................................... 132 

3.2.2 Производство  электроэнергии, ферросилиция и глиноземистого цемента  

на ЭТК РОЛ-ТЕХ .................................................................................................................... 143 

3.3 Разработка техногенных месторождений с использованием ЭТК РОЛ-ТЕХ ....... 158 

3.3.1 Переработка сталеплавильных отвалов на ЭТК РОЛ-ТЕХ .................................. 159 

3.3.2 Переработка отвалов угольных ТЭС на ЭТК РОЛ-ТЕХ ........................................ 174 

ГЛАВА 4 УЛЕРОД-НЕЙТРАЛЬНЫЕ ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ 
КОМПЛЕКСЫ С РОЛ-КАМЕРАМИ……………………………………………………..187 

4.1 Углеродная нейтрализация производств методом сближения ................................. 187 

4.2 Углерод-возвращающее производство в ЭТК РОЛ-ТЕХ .......................................... 189 

4.3 Металлургические углерод-нейтральные ЭТК РОЛ-ТЕХ ........................................ 196 

4.3.1 Малотоннажный углерод-нейтральный ЭТК РОЛ-ТЕХ ....................................... 196 

4.3.2 Крупнотоннажный углерод-нейтральный ЭТК РОЛ-ТЕХ .................................... 206 

4.4 Энергетические углерод-нейтральные ЭТК РОЛ-ТЕХ ............................................. 216 

4.4.1 Производство электроэнергии, стали и портландцемента  

на углерод-нейтральном ЭТК РОЛ-ТЕХ ............................................................................ 216 

4.4.2 Производство электроэнергии, ферросилиция и глиноземистого цемента  

на углерод-нейтральном ЭТК РОЛ-ТЕХ ............................................................................ 225 

4.5 Разработка техногенных месторождений  

на углерод-нейтральных ЭТК РОЛ-ТЕХ ............................................................................ 234 

4.5.1 Переработка отвалов сталеплавильного производства  

на углерод-нейтральном ЭТК РОЛ-ТЕХ ............................................................................ 234 
4.5.2 Переработка отвалов угольных ТЭС на углерод-нейтральном  

ЭТК РОЛ-ТЕХ .......................................................................................................................... 243 

4.6 Энергоемкость углерод-возвращающего производства ЭТК РОЛ-ТЕХ ................ 252 

4.6.1 Оптимизация углерод-нейтрального ЭТК РОЛ-ТЕХ, перерабатывающего отвал 

угольной ТЭС ........................................................................................................................... 254 

4.6.2 Оптимизация углерод-нейтрального ЭТК РОЛ-ТЕХ, перерабатывающего 

сталеплавильный отвал ......................................................................................................... 257 

4.6.3 Оптимизация углерод-нейтральных металлургических  

ЭТК РОЛ-ТЕХ .......................................................................................................................... 257 

4.6.4 Анализ полученных результатов ................................................................................ 260 

ГЛАВА 5 ОСОБЕННОСТИ УГЛЕРОД-НЕЙТРАЛЬНОЙ  
ПРОМЫШЛЕННОСТИ…………………………………………………………………….262 

5.1 Цикл обращения антропогенного углерода ................................................................. 262 

5.2 Организационно-правовое оформление цикла обращения антропогенного 

углерода ..................................................................................................................................... 266 

5.3 Реверсия углерода ............................................................................................................. 268 

5.3.1 Варианты углерод-возвращающей кооперации ....................................................... 269 

5.4 Ставка налога на выброс СО2………………………………………………………….274 

5.5 Сценарий перехода сталеплавильной отрасли к углеродной нейтральности ...... 275 

ГЛАВА 6 РЕШЕНИЕ КЛИМАТИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ…………………………….279 

6.1 Основные результаты монографического исследования .......................................... 279 

6.1.1 Углеродная-нейтрализация союзных производств ................................................. 281 

6.1.2 Элементы углерод-нейтральной промышленности ................................................ 284 

6.2 Основные технические решения .................................................................................... 287 

6.2.1 Универсальная технологическая камера .................................................................. 287 

6.2.2 Производство нескольких продуктов с одного нагрева сырья ............................. 289 

6.2.3 Комплексный окислитель. Криогенная чистка дымовых газов .......................... 292 

6.2.4 Роботизированные углерод-нейтральные ЭТК РОЛ-ТЕХ ..................................... 294 

6.3 Место ЭТК РОЛ-ТЕХ в углерод-нейтральной промышленности ........................... 294 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………300 

ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………………...304 

 
 
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ 

АКП – Агрегат ковш-печь 

АМД – Активная минеральная добавка 

ВМР – Вторичные материальные ресурсы 

ВНЭ – Водородный накопитель энергии 

ВЭР – Вторичные энергоресурсы 

ГД – Гидравлическая добавка 

ГТ ТЭС – Газотурбинная тепловая электростанция 

ДСП – Дуговая сталеплавильная печь 

ЕЭС – Единая энергосистема страны 

ЗШО – Золошлаковые отходы 

КН – Камера насыщения 

КОУ – Коксовый остаток угольной частицы 

КП – Камера плавления 

КПН – Камера плавления-насыщения 

ЛПК – Литейно-прокатный комплекс 

МИСиС – Московский институт стали и сплавов 

МК – Металлургический комбинат 

МКП – Малая камера плавления 

МНЛЗ – Машина непрерывного литья заготовок 

НГТ – Наполнитель газового тела 

НЛМК – Новолипецкий металлургический комбинат 

ОПК – Оборонно-промышленный комплекс 

ОАО КТЗ – Открытое акционерное общество «Калужский турбинный завод» 

ППП – Потеря при прокаливании 

ПЭВН – Пароэжекторный вакуумный насос 

СПИНЭ – Сверхпроводниковый индукционный накопитель энергии 

СГО – Система газоочистки 

СКФ – Сверхкритический флюид 

ТРК – Топочный режим котла 

ТЭ – Топливный элемент 

ТЭК – Топливно-энергетический комплекс 

ТЭР – Топливно-энергетические ресурсы 

ТЭС – Тепловая электростанция 
ТЭЦ – Теплоэлектроцентраль 

УН – Углерод-нейтральный 

УНП – Углерод-нейтральное производство 

УПП – Углерод-позитивное производство  

Шл.Дом. – Шлак доменный 

Шл.ДСП – Шлак с дуговой сталеплавильной печи 

Шл.АКП – Шлак с агрегата ковш-печь 

ЭСПЦ – Электросталеплавильный цех 

ЭТК – Энерготехнологический комплекс 

ЭТК РОЛ-ТЕХ – Энерготехнологический комплекс с РОЛ-камерами 

ФС – Ферросплав 

А – %Al2O3 

С – %CaO 

CA – CaO.Al2O3 

C3А – 3CaO.Al2O3 

C4АF –4CaO.Al2O3.Fe2O3 

C2S – 2CaO.SiO2 

C3S – 3CaO.SiO2 

F – %Fe2O3 

S – %SiO2 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
ВВЕДЕНИЕ 

Современная промышленность сформировалась в индустриальный период развития 

общества, когда на производства не накладывалось серьезных экологических ограничений, 

и они развивались в основном под влиянием экономических и общественно-политических 

факторов. В результате была создана углерод-позитивная промышленность, которая извле-

кает из земных недр углерод и переводит его в атмосферу. 

Сегодня мы получаем все более веские доказательства того, что именно антропоген-

ный СО2 является ключевым фактором глобального потепления. Он задерживает в атмо-

сфере инфракрасное излучение, меняя тем самым климат нашей планеты.  За последние 50 

лет содержание СО2 в атмосфере увеличилось с 320ppm до 410 ppm. Климатологи утвер-

ждают, что такой беспрецедентный прирост отепляющего газа вызван деятельностью чело-

века. Во-первых, в атмосфере планеты увеличилось содержание изотопа углерода С12, об-

разующегося в процессе сжигания топлива, а содержание тяжелых изотопов - С13 и С14, об-

разующихся в атмосфере, в океанах и вулканах снизилось (эффект Зюсса). Во-вторых, точ-

ные климатические модели перестают работать, если из них убрать антропогенную состав-

ляющую СО2. И, наконец, в-третьих, исследования ледяных кернов с озера Восток в Ан-

тарктиде подтверждают выводы об антропогенном характере климатических изменений. 

Расчеты показывают, что если не изменить ситуацию, то средняя температура на Земле пре-

высит +17оС уже к 2050 году. Это может привести к необратимым климатическим и эколо-

гическим последствиям. 

Чтобы исправить положение, нужно создать углерод-нейтральную промышлен-

ность, которая прекратит эмиссию СО2 в атмосферу. Основными поставщиками диоксида 

углерода в атмосферу сегодня являются: тепловая энергетика, черная металлургия и це-

ментные производства.  

Существуют две концепции в решении климатической проблемы: декарбонизация 

производств (исключение углерода из технологических процессов) и углеродная нейтрали-

зация производств (нейтрализация образующегося СО2). 

В энергетике пошли по пути исключения углерода из производственного процесса. 

Сегодня здесь стараются активней использовать безуглеродные источники энергии: сол-

нечную энергию, энергию воды, ветра, ядерную энергию, а в перспективе и энергию тер-

моядерного синтеза. В настоящее время доля углерод-нейтральных генерирующих мощно-

стей в энергетике составляет (10-14) %.  

Исключить углерод из сталеплавильного и цементного производства значительно 

сложней. Углерод здесь не только источник энергии, он обязательный компонент сырья и 
продукта. Таким образом, путь на углеродную нейтрализацию этих производств выглядит 

более перспективно, чем декарбонизация. 

Суть углеродной нейтрализации заключается в проведение углерод-возвращающих 

мероприятий, цель которых – исключить попадание углерода в атмосферу и вернуть его в 

производственный оборот или недра земли. В самом общем случае, комплекс углерод-воз-

вращающих мероприятий может включать выделение диоксида углерода из газовых сме-

сей, его транспортировку и реве́рсию (от лат. reversio – возвращение) углерода. В резуль-

тате такой углеродной нейтрализации производство должно выпускать два продукта: целе-

вой продукт и углерод-возвращающий (связывающий СО2) продукт.  

Следует отметить, что производство углерод-возвращающего продукта не должно 

увеличивать объем обращения углерода. Иными словами, суммарные затраты энергии на 

производство целевого и углерод-возвращающего продуктов не должны быть выше энер-

гетических затрат, существующих сегодня в отрасли. Кроме этого, здесь нельзя использо-

вать углерод-позитивную электроэнергию из Единой энергетической системы (ЕЭС) 

страны. Таким образом, энергетическая база, углеродной нейтрализации производства 

должна включать сбереженную (сэкономленную) энергию и углерод-нейтральную энергию 

из обособленного источника. 

Сегодня значительная часть энергии и материалов в черной металлургии не попадает 

в целевой продукт, а образует, так называемые, вторичные энергетические и материальные 

ресурсы (ВЭР и ВМР). К таким ресурсам относят раскаленные печные газы, шлаковые рас-

плавы и т.д. Их вовлечение в товарное производство позволяет сберечь значительное коли-

чество энергии. Известно, что металлургический шлак используют в цементном производ-

стве, а раскаленные печные газы - в энергетике. Можно предположить, что эффективность 

использования вторичных ресурсов возрастет, если металлургическое, цементное и энерге-

тическое производства максимально сблизить во времени и в пространстве. В этом случае 

их углеродную нейтрализацию можно будет провести совместно, связав единым углерод-

возвращающим продуктом весь образующийся здесь СО2. При этом, что очень важно, ав-

томатически решается вопрос об источнике углерод-нейтральной энергии. Ее можно будет 

производить на собственной тепловой электростанции (ТЭС). 

Таким образом, углеродную нейтрализацию металлургического, энергетического и 

цементного производств можно провести методом сближения (конвергенции), реализовав 

их в рамках одного энерготехнологического комплекса (ЭТК). 
Для аппаратурного оформления такого совместного производства потребуются уни-

версальные технологические камеры, позволяющие сблизить указанные технологические 

процессы во времени и в пространстве. 

Промышленное использование метода сближения (конвергенции) производств тре-

бует ответа на целый ряд вопросов: Что из себя представляет универсальная технологиче-

ская камера? Как будут протекать в ней известные нам термохимические процессы? Как 

будут взаимодействовать в рамках ЭТК союзные производства? От чего будет зависеть 

энергетическая эффективность углерод-нейтрального ЭТК? Иными словами, для практиче-

ской реализации метода нужна технология, то есть совокупность знаний об инструментах, 

методах и способах производства.  

В монографии рассматривается технология совместного производства металлопро-

дукта, электроэнергии и цемента, которая позволяет создать энергетическую базу для угле-

родной нейтрализации этих производств: снизить энергоемкость совокупного целевого 

продукта и обеспечить энергией углерод-возвращающие мероприятия. Кроме этого, в мо-

нографии исследуются некоторые особенности углерод-нейтральной промышленности, яв-

ляющиеся следствием деятельности углерод-нейтральных ЭТК. 

В первой главе рассматриваются основные предпосылки появления новой техноло-

гии. Приводятся примеры из истории техники, подтверждающие техническую обоснован-

ность выбранной цели. Показаны преимущества и недостатки наиболее близких, по техни-

ческому содержанию способов получения чугуна, стали и цемента.  

Во второй главе вводятся основополагающие понятия новой технологии. Показана 

конструкционно-компоновочная схема универсальной технологической камеры. Приво-

дится методика расчета основных технологических параметров жидкофазного восстанов-

ления чугуна в универсальной технологической камере. Рассмотрены технологические про-

цессы получения в ней чугуна, стали, ферросплавов и портландцементного клинкера. 

В третьей главе рассматривается работа углерод-позитивных энерготехнологиче-

ских комплексов с универсальными камерами. Показаны источники снижения энергоемко-

сти совокупного целевого продукта в рамках ЭТК.  

В четвертой главе рассматривается работа углерод-нейтральных ЭТК, полученных в 

результате углеродной нейтрализации комплексов, представленных в главе 3. Особое вни-

мание уделено производству в рамках ЭТК углерод-возвращающего продукта – сухого 

льда. Показаны структурные параметры ЭТК, определяющие энергоемкость этого произ-

водства. Приводятся результаты энергетической оптимизации углерод-нейтральных ЭТК.  
В пятой главе рассматривается дальнейшая судьба угерод-возвращающего продукта, 

произведенного в рамках ЭТК. Показаны особенности и отличительные признаки углерод-

нейтральной промышленности. Рассматриваются примеры углерод-возвращающей коопе-

рации. Предлагается методика расчета минимальной ставки налога на выброс СО2 в атмо-

сферу. Показан сценарий перехода сталеплавильной отрасли к углеродной нейтральности. 

 В шестой главе подводятся итоги монографического исследования. Обобщаются 

полученные результаты. Рассматриваются задачи, которые будут решать ЭТК в рамках уг-

лерод-нейтральной промышленности. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
ГЛАВА 1  ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ 

1.1 Производство стали 

1.1.1 Традиционные технологические схемы производства стали 

Сталь – важнейший конструкционный материал нашего времени. Его доля в миро-

вом производстве металлов устойчиво находится на уровне 95%. Она обладает комплексом 

уникальных физико-технических, технологических и эксплуатационных свойств, важней-

шими из которых является высокая прочность, доступность сырья и относительная про-

стота производства. Основные технологические схемы производства здесь были разрабо-

таны еще в XXVIII-XIX веках. Это был период индустриального развития общества с не-

ограниченным спросом на металл и отсутствием, каких либо, экологических ограничений 

на его производство. Логика развития производства в этот период предписывала строитель-

ство крупных металлургических заводов, выпускающих большие объемы низколегирован-

ной стали. 

Во второй половине XX века мировая экономика начала выходить на новый постин-

дустриальный этап своего развития. Усилилась роль науки и знания во всех сферах деятель-

ности общества. Началась цифровая трансформация и роботизация промышленных произ-

водств. Предложение стали на мировом рынке превысило спрос, что привело к жесткой 

конкуренции. Вырос спрос на легированную и высоколегированную сталь. Изменилась ло-

гика развития производства. Появился спрос на мини и даже микро-заводы. Под угрозой 

изменения климата произошло ужесточение экологического законодательства. 

В этих условиях, старые индустриальные схемы производства уже не отвечают, в 

полной мере, новым требованиям. Рассмотрим наиболее распространенные схемы произ-

водства стали. 

Производство стали из рудного тела. Более 90% стали сегодня производят в рамках 

доменно-конвертерной схемы производства. Первичный металл (чугун) получают в домен-

ной печи. Окислительное рафинирование стали производят в кислородном конвертере, а 

раскисление и легирование - в агрегате ковш-печь (АКП). Современное доменное произ-

водство сегодня может работать с расходом энергии 15-16 ГДж/т (с учетом затрат энергии 

на подготовку сырья и энергоисточников) [1]. При этом удельный расход энергии на про-

изводство тонны проката может составлять 19.1 ГДж/т. На рисунке 1 показаны удельные 

расходы энергии на основных стадиях производства стального проката [2].  
Рисунок 1 - Удельные расходы энергии на интегрированном заводе 
с доменным производством 
 
Практика показывает, что доменно-конвертерная схема производства эффективна лишь при 

выпуске больших объемов металлопродукта. При этом она имеет следующие недостатки: 

Невозможно уменьшить объем выпуска стали, а тем более его остановить в случае 

неблагоприятной конъюнктуры рынка. 

Большой объем выплавляемой стали требует быстрой разливки. В связи с этим раз-

ливку производят в крупную заготовку, что приводит к дополнительным затратам 

энергии при прокатке (используют обжимные и заготовочные станы). 

Снижение качества железорудного сырья и рост цен на коксующийся уголь приво-

дят к удорожанию доменного передела. 

Сталеплавильный шлак отправляют в отвал, и его реализация слабо влияет на эко-

номическую эффективность производства. 

Высокая экологическая нагрузка на регион. 

Производство стали из металлолома. Важным преимуществом стали перед другими 

конструкционными материалами является ее высокая степень оборотного использования. 

При переработке ломов восстановительную плавку не проводят. Окислительное рафиниро-

вание осуществляют в дуговой сталеплавильной печи (ДСП), а раскисление и легирование 

- в АКП. При этом экономически обоснованно организационное объединение всего техно-

логического цикла от производства стали до проката в единый литейно-прокатный ком-

плекс (ЛПК). Данная схема производства может быть реализована на мини и даже на микро-

заводах с годовым объемом выпуска стали (20-2000) тыс. тонн в год. На рисунке 2 показаны 

удельные расходы энергии на основных стадиях производства стального проката на мини 

– заводе с неполным металлургическим циклом [2].  

 
Рисунок 2 - Удельные расходы энергии на мини-заводе с неполным металлургическим циклом 
Доступ онлайн
от 464 ₽
В корзину