Znižovanie emisií oxidu uhličitého (CO2) je jednou z priorít oceliarskeho priemyslu vo svete. Jednou z najrýchlejších možností dekarbonizácie je prechod výroby ocele z konvenčných konvertorov na elektrické oblúkové pece. To bude zahŕňať zvýšenie dopytu po šrote a potenciálny nedostatok takejto cennej suroviny.
Železiarne Podbrezová (ZP) už dlhé desaťročia prevádzkujú oceliarsky cyklus založený na recyklácii šrotu prostredníctvom elektrických oblúkových pecí. Aby bola spoločnosť pripravená čeliť najrôznejším scenárom v budúcnosti, začala testovať alternatívu k šrotu a surovému železu: horúce briketované železo (HBI), zhutnenú formu priamo redukovaného železa (DRI).
DRI možno získať prostredníctvom špecifických technológií zahŕňajúcich redukciu železnej rudy pomocou zemného plynu alebo vodíka. Výsledkom je podstatné zníženie emisií CO2 v porovnaní s výrobou surového železa vo vysokých peciach.
„Brikety HBI majú chemické zloženie podobné surovému železu. Zároveň neobsahujú žiadne stopové prvky, najmä meď a cín. Použitie HBI tak znižuje obsah nežiadúcich prvkov v oceli,“ vysvetlil Ing. Stanislav Turňa, technológ oceliarne. „Brikety obsahujú viac ako 80 % železa, a môžu čiastočne nahradiť oceľový šrot.“
Ako prebieha tavenie? „Do oceľového šrotu sa pridáva materiál HBI, ktorý sa taví v elektrickej oblúkovej peci. So zvyšujúcim sa podielom HBI sa predlžuje čas tavenia. To spotrebuje viac elektriny, kyslíka a iných surovín. Výrobné charakteristiky pece EAF s vysokým obsahom HBI sú odlišné od procesu využívajúceho oceľový šrot v dôsledku vyššieho obsahu oxidov a uhlíka. Ak by sa do pece privádzalo väčšie množstvo HBI, vyžadovalo by si to vytvorenie nových taviacich programov, prípadne inštaláciu nových typov horákov a modifikovaných prísad, ako je vápno alebo dolomitové vápno (dolomit).
HBI ako alternatíva železného šrotu
Vo februári sme na oceliarni ŽP použili HBI. Zatiaľ je to len pokus: „HBI bol testovaný v našej oceliarni v roku 2005. Vtedy sme vyrábali špeciálnu oceľ pre automobilový priemysel,“ spomenul pán Turňa s tým, že HBI sa od roku 2011 nepoužívalo. Teraz, po viac ako desiatich rokoch, oceliareň dokončila nové kolo testov s HBI.
„Predpokladáme, že v budúcnosti by mohol nastať problém s nedostatkom oceľového šrotu. Ako už bolo spomenuté, musíme hľadať alternatívne riešenia. Navyše kvôli emisiám mnohé oceliarne vyraďujú z prevádzky aj vysoké pece, čím sa zníži dostupnosť surového železa. Táto surovina je súčasťou vsádzky elektrickej oblúkovej pece. Preto naše spoločnosť spustili skúšobnú výrobu ocele s HBI,“ dodal.
Komplexná optimalizácia procesov
Dynamika oceliarskeho priemyslu v nasledujúcich rokoch je neistá, ale ZP sa touto experimentálnou kampaňou a ďalšími prebiehajúcimi výskumnými aktivitami snaží byť pripravený čeliť akýmkoľvek okolnostiam, byť v popredí technického rozvoja, aby zostal efektívny a konkurencieschopný za každých okolností.
Železiarne Podbrezová disponujú elektrickou oblúkovou pecou, v ktorej je možné použiť HBI materiál. Pracovníci oceliarne upravili technologické podmienky pre bezproblémovú výrobu. Prvé výsledky inovatívnych tavieb už máme za sebou a postupne ich vyhodnocujeme. „Realizovali sme 60 tavieb. Išli sme systematicky od menších dávok po vyššie. Postupne sme odhaľovali nedostatky, optimalizovali sme výrobný proces a hľadali cestu, ako tavenie zefektívniť. Sledovali sme tiež náklady. Na skúšku sme do dnešného dňa použili takmer 400 ton materiálu HBI,“ ozrejmil S. Turňa.
Na otázku či by v budúcnosti dokázal HBI úplne nahradiť kovový šrot, vedúci technológie odpovedal: „Už dnes sú oceliarne, ktoré skúšajú do jednotlivých vsádzok dať viac HBI ako samotného šrotu. Musíme si ale uvedomiť, že takáto tavba nie je najlacnejšia a v súčasnosti sa neuvažuje o úplnej náhrade kovového šrotu HBI materiálom.“
Zaradenie HBI do výroby znamená zmenu aj pre samotných zamestnancov. „Okrem štandardných parametrov tavenia sledujú, či je HBI roztavené, či nevznikajú nálepy na stenách, prípadne na pôdni elektrickej oblúkovej pece. Celý proces predstavuje novinku. Väčšina sa s ňou stretla prvýkrát,“ povedal technológ, pričom vyzdvihol kolegov, ktorí počas jednotlivých zmien a vývojových skúšok monitorovali priebeh tavieb.
Skúšobné tavby s využitím piatich, siedmich a desiatich ton HBI materiálu na jednu vsádzku majú naše železiarne za sebou. Technológovia a pracovníci oceliarne ich postupne vyhodnocujú, zaznamenávajú nedostatky a snažia sa nájsť najefektívnejší variant, aby bol čo najvýhodnejší pre celú našu spoločnosť.
Článok napísal:
Luca Orefici
Emviromentálny manažér @Pipex Italia
lorefici@pipex.it
Ak potrebujete ďalšie informácie, podrobnosti alebo požiadavky, neváhajte kontaktovať autorov tohto článku.
