WIELKI PIEC ORAZ PROCES WIELKOPIECOWY

Huta Katowice - historia

We wrześniu 1971 roku Prezydium Rządu podjęło decyzję w sprawie rozpoczęcia prac przygotowawczych do budowy surowcowego zakładu hutniczego, a już 15 kwietnia 1972 roku na terenie istniejącego kompleksu leśnego - głównego placu budowy - rozpoczęto prace ziemne i budowlane.

W maju 1976 roku powstało przedsiębiorstwo państwowe Kombinat Metalurgiczny Huta Katowice w Dąbrowie Górniczej, w skład którego włączono nowobudowany zakład hutniczy, Hutę im. F. Dzierżyńskiego (dawniej i obecnie Huta Bankowa) oraz Zakłady Koksownicze
im. Powstańców Śląskich w Zdzieszowicach .

Po czterech latach prac budowlanych i montażowych nastąpił rozruch walcowni półwyrobów (30 września 1976 r.); 3 grudnia 1976 roku miał miejsce pierwszy spust surówki z wielkiego pieca, a w kilka dni później - pierwszy wytop stali z konwertora tlenowego. Od tego czasu trwa ciągły proces rozbudowy i modernizacji. Obecnie w Hucie Katowice istnieją trzy jednostki wielkopiecowe i trzy konwertory, a także pracują dwie linie ciągłego odlewania stali i dwie walcownie finalne.

Zastosowanie wlewków z pierwszej maszyny ciągłego odlewania do produkcji szyn kolejowych pozwoliło na spełnienie wymagań EURONORM-y, która nie przewiduje walcowania szyn ze wsadu uzyskiwanego inną metodą. Produkowane obecnie szyny kolejowe spełniają wszystkie wymagania klientów i mogą być stosowane w torowiskach przystosowanych do prędkości jazdy pociągów powyżej 200 km/h.

Wlewki ciągłe z drugiej maszyny przeznaczone są jako materiał wsadowy dla własnej Walcowni Średniej oraz dla walcowni w kraju i za granicą.

Pozostałe kształtowniki o wysokości powyżej 450 mm są produkowane z wlewków odlewanych klasycznie.

Stosowana w cyklu technologicznym pozapiecowa obróbka stali, polegająca na obróbce kadziowej, argonowaniu, modyfikacji drutami rdzeniowymi wapniowo - krzemowymi, wdmuchiwaniu reagentów proszkowych, a także próżniowym odgazowaniu stali i pełnej ochronie strumienia stali podczas odlewania, gwarantują wysoką jakość metalurgiczną stali.

W 1987 roku w Hucie KATOWICE powstało Biuro Handlu Zagranicznego. Potrzebny był czas na okrzepnięcie i nawiązanie niezbędnych kontaktów dla prowadzenia właściwych działań na trudnym terenie wyrobów hutniczych, w warunkach mocnej konkurencji. Obecny Pion Handlowy HK SA to jeden z największych krajowych eksporterów.

Budowa zintegrowanej jednostki odlewania i walcowania blach zamknie cykl produkcyjny, a także ograniczy nisko opłacalną sprzedaż półwyrobów hutniczych.

Realizowane działania zmierzają do przekształcenia Spółki w strukturę koncernową. Trzon koncernu stanowić mają linia stali
i linia koksu, a pozostałe jednostki organizacyjne znalazły się na ścieżce restrukturyzacyjnej.

Tabela 1. Ważniejsze daty w historii Huty Katowice.

kwiecień 1972	Rozpoczęcie budowy Zakładu Hutniczego pod roboczą nazwą Huta CENTRUM
Maj 1976	Utworzenie Kombinatu Metalurgicznego Huta KATOWICE
30 września 1976	Rozruch walcowni półwyrobów.
3 grudnia 1976	Pierwszy spust surówki w Hucie KATOWICE z wielkiego pieca Nr 1.
11 grudnia 1976	Rozruch stalowni - pierwszy wytop stali z konwertora Nr 1.
6 kwietnia 1977	Rozruch walcowni ciągłej kęsów.
26 września 1977	Gorący rozruch walcowni średniej - rusza produkcja wyrobów gotowych.
30 grudnia 1977	Uruchomienie wielkiego pieca nr 2.
24 czerwca 1978	Przekazanie do eksploatacji walcowni dużej - pierwszy etap budowy Huty KATOWICE został zakończony
23 grudnia 1986	Rozruch wielkiego pieca nr 3.
24 lipca 1991	Kombinat Metalurgiczny Huta KATOWICE zostaje przekształcony w jednoosobową spółkę Skarbu Państwa HUTA KATOWICE SA.
2 lipca 1995	Rozruch pierwszej maszyny ciągłego odlewania stali.
16 sierpnia 1995	Wręczenie certyfikatu na zgodność systemu zapewnienia jakości z wymaganiami normy ISO 9002
8 września 1995	Zakłady Koksownicze w Zdzieszowicach uzyskują certyfikat ISA 9002 na swoje produkty
1 września 1996	Powstaje Huta BANKOWA Spółka z o.o.
4 listopada 1996	Utworzenie spółki HK-GKI (Grupa Kapitałowo-Inwestycyjna) SA - pierwszy krok w docelowym procesie uwłaszczenia
6 luty 1998	Uruchomienie drugiej maszyny ciągłego odlewania stali - 90% wyprodukowanej stali jest rozlewana w sposób ciągły
14 października 1999	Wykonano pierwsze wytopy z wykorzystaniem instalacji odzysku gazu konwertorowego.
2 kwietnia 2001	Oficjalnie oddano do eksploatacji drugą część instalacji odzysku gazu konwertorowego.
15 października 2001	Huta Katowice otrzymała certyfikat stwierdzający, że w firmie działa system zarządzania środowiskowego, zgodny z normą ISO 14001. Zgodność z normą potwierdziły audity przeprowadzone przez niemiecką firmę TÜV Rheinland.
28 września 2001	Centralny Instytut Ochrony Pracy potwierdził certyfikatem, że w Hucie Katowice funkcjonuje System Zarządzania Bezpieczeństwem i Higieną Pracy zgodny z wymogami normy PN-N-18001.

Źródło: Strona internegowa: www.hutakatowice.com.pl/datyz.htm

W grudniu 2001r. Huta Katowice obchodziła jubileusz 25 lecia działalności.

Wielki piec oraz proces wielkopiecowy

Wielki piec to piec szybowy służący do wytapiania surówki z rud żelaza.

Obecne wielkie piece mają wysokość do 30 m, pojemność do 3000 m³ i wydajność do 6000 t surówki na dobę.

Rysunek 1. Wielki piec.

Opis: Wielki piec: 1 - wylot gazów, 2 - zsyp, 3 - gardziel, 4 - obudowa z urządzeniem do chłodzenia, 5 - doprowadzenie gorącego powietrza, 6 - dysze, 7 - spust surówki, 8 - gar, 9 - kadź na żużel, 10 - spust żużla, 11 - okrężnica, 12 - szyb, 13 - podajnik wsadu.

Źródło: Strona internetowa: wiem.onet.pl/wiem/009376.html

Wielki piec składa się z gardzieli, szybu, przestroni, spadki i garu.

Gar - miejsce, gdzie zbiera się warstwowo od góry żużel i surówka (płynna stal).

Materiał wsadowy - ruda żelaza, zasadowe topniki, paliwo (koks), złom - ładuje się od góry do wielkiego pieca. Gorące powietrze wprowadza się przez dysze znajdujące się w górnej części garu. Zbierającą się surówkę i żużel odprowadza się kilka razy na dobę uzupełniając jednocześnie wsad.

Paliwem w wielkim piecu jest koks spalany z nadmiarem powietrza. W wyniku spalania a także wysokiej temperatury powstaje gaz o składzie Co, H₂, N₂. Gaz ten przepływając z dołu ku górze wielkiego pieca, nagrzewa wsad i redukuje tlenki żelaza. W wyniku spalania koksu i działania sił ciężkości następuje obsuwanie się w dół kolejnych partii wsadu. W ten sposób materiał wsadowy obsuwając się przez gardziel potem szyb, jest jeszcze w stanie stałym. Następnie wsad przesuwa się do przestroni i tutaj ruda jest miękka i przechodzi w tzw. stan ciastowaty. Po redukcji tlenków do żelaza nasz wsad w postaci płynnej znajduje się w garze.

Gar - miejsce gdzie zbiera się warstwowo od góry żużel i surówka (płynna stal).

Topniki (np. dolomit) występujące we wsadzie, powodują obniżenie temperatury topnienia zanieczyszczeń głównie SiO₂ i wiążą się z nim, tworząc żużel. Żużel, który przyjmuje większość zanieczyszczeń, pochodzi z rudy żelaza i koksu, jest produktem ubocznym. Wielki piec pracuje w tzw. przeciwprądzie. Oznacza to, że wsad przesówa się z góry w dół, a powstający w tym procesie gaz wielkopiecowy przemieszcza się w górę pieca.

U góry pieca panuje temperatura 400^oC. Zachodzi tu redukcja pośrednia z udziałem tlenku węgla:

Fe₂O₃
Fe₃O₄
FeO
Fe

Natomiast w dolnej części pieca, przy temperaturze 1600^oC zachodzi redukcja bezpośrednia:

FeO + CO
Fe + CO₂

Beczkowata budowa pieca spowodowana jest tym, że poszczególne warstwy wsadu pod wpływem podwyższonej temperatury zwiększają swoją objętość, przez co zajmują więcej miejsca, dlatego piec poszerza się ku dołowi.

Produktami ubocznymi procesu wielkopiecowego są żużel i gaz wielkopiecowy.

Gaz wielkopiecowy, produkt uboczny w procesie wielkopiecowym. Skład zależy od wsadu wielkopiecowego i zawarty jest granicach: 9-16% dwutlenku węgla, 23-30% tlenku węgla (Czad), 0,5-4% wodoru, 52-64% azotu.

Na 1 tonę surówki wydziela się do 4000 m³ gazu wielkopiecowego. Gaz wielkopiecowy nie oczyszczony zawiera znaczą ilość pyłu. Wartość opałowa 3400-4200 kJ/m³. Stosowany do opalania nagrzewnic wielkopiecowych oraz baterii koksowniczych.

Żużel wielkopiecowy (wapno wielkopiecowe), powstający przy wytopie rud żelaza w wielkim piecu (wykorzystywany jako nawóz wapniowy), spieniony (pumeks hutniczy), otrzymywany przez odpowiednie chłodzenie stopionego żużla wielkopiecowego z dodatkiem wody (stosowany do izolacji cieplnej oraz jako dodatek do lekkich betonów).

Proces wielkopiecowy w Hucie Katowice

Zakład Wielkopiecowy zajmuje się przetwórstwem rudy i topników na surówkę wielkopiecową. Koks dostarczany jest w 70 %
z Zakładów Koksowniczych w Zdzieszowicach, a w 30 % z Koksowni “Przyjaźń”. Zakład wyposażony jest w trzy wielkie piece. Średnia wydajność jednego pieca wynosi 6400 Mg surówki na dobę. Każdy z pieców posiada przypiecową granulację żużla. Wsad do wielkiego pieca podawany jest taśmociągiem i jest zasypywany do pieca bezstożkowym urządzeniem typu Wurth z obrotową rynną zasypową. Układ zasypowy jest hermetyzowany, a odzyskiwany gaz po oczyszczeniu kierowany jest do wewnętrznej sieci Zakładu. Proces wielkopiecowy jest zautomatyzowany i zdalnie sterowany. Technologia stosowana na wielkich piecach zapewnia produkcję surówki o obniżonej zawartości siarki, fosforu, manganu i krzemu, a stała kontrola dostaw, kontrola międzyoperacyjna, kontrola ostateczna składu chemicznego realizowane w punktach kontrolnych wg Planu Jakości, zapewniają produkcję surówki o wymaganych parametrach. Produkowana surówka płynna w całości przeznaczona jest do przerobu

---