Перспективы производства нержавеющей стали с использованием в шихте некондиционного сырья Казахстана

В работе [1] показано, что при переплаве ме-таллизованных и железорудных окатышей в руднотермической печи получены хромоникелевые полупродукты.

Казахстан импортировал в 2012 году 1753 тыс. т нержавеющих, кислотостойких, жаропрочных, шарикоподшипниковых, рессорно-пружинных, инструментальных и метизных сталей [2, 3].

В связи с интенсивным строительством новой столицы г. Астаны и развитием нефтяной, горнодобывающей промышленности, сельскохозяйственного машиностроения, в перспективе требуется значительное количество качественной легированной стали [4]. Кроме того, отмечается [3], что электрометаллургия как наиболее прогрессивное направление современной черной металлургии в Казахстане отсутствует, сортовой и листовой прокат электростали не производится. Известно [5], что республика Казахстан обладает всеми видами минерального сырья (Cr, Ni, Ti и др.), которые необходимы для производства высококачественной стали. Следует отметить, что Западный Казахстан обладает 20 % мировых запасов хромовой руды, отличающейся высоким качеством. Балансовые запасы хромитовой руды Донского ГОКа по категориям А+В+С, составляет 324,8 млн с содержанием Cr2O3 50,3 %. Кроме этого имеется 3,5 млн т бедных разубоженных руд с содержанием Cr2O3 38,1 %, и 10,8 млн т некондиционной руды с содержанием Cr2O3 21,8 % [5].

Целью настоящего исследования является оценка перспектив рационального использования сырьевых ресурсов по всему производственному циклу – от добычи некондиционного сырья до выхода готовой продукции, т. е. использования отходов и побочных продуктов металлургического производства, которые не только увеличат источники сырья для двух ферросплавных заводов Казахстана, но и расширят сортамент производимой продукции. Так, например, автором [6, 7] был получен полупродукт (чугун), содержащий: C 5–6 %, Cr 10–25 %; Si до 2 % с использованием в качестве шихты собственного минерального некондиционного сырья.

В связи с этим на базе АО «ТНК «Казхром» можно осуществить альтернативный вариант технологического производства стали нержавеющих марок, который состоит из двух стадий:

• - первая стадия – получение хромсодержащего полупродукта (чугуна) в руднотермической печи с использованием в качестве шихты некондиционного сырья с содержанием Cr₂O₃ до 38 %;

• - вторая стадия – получение нержавеющей стали путем обезуглероживания чугуна в основном конвертере типа аргоно-кислородного или азото-кислородного агрегата. Дальнейшая (третья) стадия заключается в раскислении, десульфурации, доводке и разливке стали. В продукции первой стадии производства хромистого, хромомар-ганцевого полупродукта (чугуна) заинтересованы электросталеплавильные цеха стран СНГ, например: ОАО «Мечел» (Челябинский металлургический комбинат); ОАО «ЗМЗ» (Златоустовский металлургический завод); ОАО «НКМК» (Новокузнецкий металлургический комбинат); Днепроспец-сталь и другие.

Предлагаемая нами технология предусматривает получение

– хромистых сталей ферритного класса (08Х13, 12Х13, и т. д.) за счет использования некондиционной хромовой руды вместо дорогого феррохрома;

– хромомарганцевой стали типа Х20Г10 с применением марганцевой, хромовой руд вместо ферромарганца, феррохрома;

– хромоникелевой стали (Х18Н10, 05Х18Н10) взамен дорогого импортного электролитического никеля, ферроникеля и феррохрома.

Таким образом, целесообразным представляется альтернативное направление в организации производства стали нержавеющих марок с минимальными капитальными затратами на существующих металлургических агрегатах с использованием в шихте местного минерального некондиционного сырья, которое перерабатывается в две стадии:

– первая стадия – получение хромсодержащего полупродукта (чугуна) в руднотермической пе- чи с содержанием хрома от 10 до 20 %, углерода до 6 %, который может быть использован в качестве шихты для электросталеплавильных цехов СНГ;

– вторая стадия – выплавка стали хромистых нержавеющих марок в агрегате аргоно- или азотокислородного рафинирования.

Предлагаемая технология предусматривает получение не только хромистого, но и хромомар-ганцевого чугуна из некондиционного сырья в руднотермических печах с последующим переделом его на нержавеющую сталь в конвертере типа АКР, исключая применение таких ферросплавов, как низкоуглеродистый феррохром и ферромарганец, а также легированный нержавеющий лом, который практически отсутствует в Казахстане. В связи с этим, данное направление позволит впервые для Казахстана организовать производство стали высококачественных марок.