Оглавление

Документ с изложением позиции по попутной продукции — worldsteel.org

За последние 20 лет использование попутной продукции сталелитейной промышленности значительно увеличилось. Инновационные технологические разработки и синергия с другими отраслями еще больше приблизили сталелитейную промышленность к ее цели – безотходному захоронению.

Основными твердыми побочными продуктами, образующимися при производстве чугуна и стали, являются шлаки (90 % по массе), пыль и шлам.

В среднем при производстве одной тонны стали образуется около 200 кг побочных продуктов для электродуговой печи (ЭДП) и 400 кг для доменной печи – кислородно-конвертерного конвертера (ДП-КК).

Наряду с твердыми побочными продуктами важными побочными продуктами сталеплавильного производства являются технологические газы из коксовых печей, доменных печей или конвертеров.

Определение сопутствующих продуктов: сопутствующие продукты относятся к материалам, которые производятся параллельно с производством основного продукта или как его следствие и которые имеют потенциальную ценность.

Использование побочной продукции сталелитейной промышленности

Побочная продукция сталелитейной промышленности находит широкое применение в самой отрасли, в других отраслях и в обществе в целом. В некоторых случаях именно физические свойства определяют использование, например, сталеплавильный шлак, используемый в качестве заполнителей в дорожном строительстве; а иногда это химический состав, например.

Некоторые примеры общего использования побочных продуктов сталелитейной промышленности:

• Доменный шлак – заменитель клинкера при производстве цемента
• Сталеплавильный шлак – заполнители для дорожного строительства, улучшения почвы
• Технологические газы – производство тепла и электроэнергии
• Пыль и шлам – внутреннее и внешнее применение оксидов железа и легирующих элементов
• Нефтехимические продукты коксохимического производства – смола, аммиак, фенол, серная кислота и нафталин для химической промышленности
• Эмульсии мельниц и отработанного масла – восстановитель в доменных печах или на коксовых заводах.
• Во всех случаях использование побочного продукта сталелитейной промышленности в качестве заменителя эквивалентного продукта повысит эффективность использования ресурсов и будет способствовать экономике замкнутого цикла.

Текущее технологическое развитие

Технологическое развитие на этапах производства и обработки с целью производства сопутствующих продуктов с однородными и улучшенными свойствами – это непрерывная работа. Новые технологии будут способствовать дальнейшему увеличению объемов использования побочных продуктов и, что более важно, расширению их использования за счет повышения качества регенерируемых материалов.

Последние разработки включают управление спросом и переориентацию производственного процесса для лучшего контроля свойств побочных продуктов.

Общественное и политическое восприятие

На сегодняшний день не существует единого юридического определения сопутствующих товаров; он варьируется от страны к стране, а иногда даже между различными законодательными актами. Когда побочные продукты четко не отличаются от отходов, это создает ненужные препятствия для их использования и транспортировки, а также проблемы, связанные с общественным и политическим восприятием.

• Необходимо четко отличать побочные продукты от отходов  в законодательстве, чтобы улучшить восприятие побочных продуктов и поощрять их использование.

Нормативно-правовая база

Эффективное использование побочных продуктов сталеплавильного производства снизит потребление энергии и выбросы, необходимые для производства эквивалентной продукции. Поэтому их использованию следует уделять особое внимание или, по крайней мере, поощрять.

Worldsteel полагает, что должна быть возможна замена сопутствующих продуктов эквивалентными продуктами в рамках одной и той же правовой базы. Это должно включать применение одинаковых требований к качеству и испытаниям на воздействие окружающей среды, а также ограничений для первичных и вторичных материалов. Например, уровни фильтрата для шлаков, используемых в дорожном строительстве, также должны быть применимы к природным заполнителям различного геологического происхождения.

Кроме того, разработка международных/региональных стандартов качества для применения побочных продуктов улучшит их общественное и политическое восприятие.

• Законодательство должно, в лучшем случае, отдавать приоритет использованию сопутствующих товаров или, по крайней мере, избегать более строгих требований к их использованию.

Экономика замкнутого цикла, эффективность использования ресурсов и отсутствие отходов

Использование побочных продуктов способствовало повышению эффективности использования материалов в сталелитейной промышленности на уровне 96,3 % по всему миру (средний показатель эффективности всех сталелитейных предприятий). Наша цель — 100% эффективное использование сырья и отсутствие отходов.

Попутные продукты могут использоваться в процессе производства стали или продаваться для использования в других отраслях промышленности. Это повышает эффективность использования ресурсов, предотвращает захоронение отходов на свалках и снижает выбросы CO2. Продажа этих побочных продуктов также экономически устойчива. Он приносит доходы производителям стали и формирует основу жизнеспособной отрасли во всем мире.

Минимизация отходов и обеспечение того, чтобы ресурсы использовались как можно дольше, являются ключом к достижению устойчивой экономики замкнутого цикла.

Например, замена портландцемента шлакоцементом в бетоне может сократить до 59% выбросов CO2 и до 42% энергии, необходимой для производства бетона и составляющих его материалов.

• При использовании побочных продуктов необходим целостный подход, учитывающий все экологические, энергетические и ресурсные аспекты.
• Следует поощрять использование побочных продуктов, тем самым экономя природные ресурсы и энергию.

Research

Чтобы использовать больше побочных продуктов сталелитейной промышленности и получить максимальную выгоду от этого использования, постоянно проводятся исследования процессов, обработки и приложений.

Например, ведутся исследования в области улавливания и использования углерода (CCU), которые направлены на преобразование технологических газов и их последующее использование, например, в химической промышленности.

Однако для дальнейшего прогресса сталелитейная промышленность могла бы извлечь большую выгоду из партнерских отношений с другими отраслями промышленности, а также государственной поддержки.

Это также расширит знания политиков и, возможно, послужит началом обсуждения необходимых правовых рамок.

• Исследования в области новых применений побочных продуктов значительно выиграли бы от увеличения государственной поддержки.
• Должна быть решительная поддержка использования сопутствующих продуктов в законодательстве и должна поощряться разработка новых приложений.

Ценность для общества › использование технологических газов

Технологические газы (из коксовых печей, доменных и конвертерных печей) после очистки используются внутри для производства пара и в качестве топлива для нагревательных печей или могут использоваться в качестве восстановителей в доменных печах. Они также используются в качестве топлива на электростанциях для производства электроэнергии как на месте, так и за его пределами. Как правило, часть этой электроэнергии затем возвращается на сталелитейный завод, а часть используется местными сообществами или соседними предприятиями.

Когда газы полностью используются, они могут обеспечить от 60 до 100 % потребности электростанции3 в зависимости от конфигурации станции.

• Законодательная база, способствующая использованию технологических газов, позволит сэкономить ископаемое топливо и сократить выбросы CO 2  от газов, которые все еще сжигаются в факелах.
• Следует поощрять партнерские отношения с местными сообществами, поскольку сталелитейная промышленность может быть надежным партнером, обеспечивая местное население технологическими газами, паром или избыточным теплом.

Побочная продукция сталелитейной промышленности и ее применение

Черная металлургия | Энциклопедия.

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. Железо и сталь, хотя и тесно связаны, не одно и то же. Железо начинается с железной руды, которую плавят в доменной печи и продувают воздухом. Затем им манипулируют, чтобы ограничить содержание углерода и других примесей. Сталь — это особый вид железа, который содержит примерно один процент углерода, при этом содержание углерода равномерно распределено по всему металлу. Сталь тверже железа и не так легко ржавеет. Однако на протяжении большей части истории сталь было труднее производить, чем железо. Вот почему до конца девятнадцатого века производство чугуна было гораздо более крупной отраслью в Америке.

Первый металлургический завод в Америке под названием Хаммерсмит начал работу в 1647 году в Согусе, штат Массачусетс, но просуществовал всего пять лет. Последующие предприятия по производству чугуна будут небольшими предприятиями, которые, как правило, располагались недалеко от местных запасов руды, источников воды и основных транспортных путей. Некоторые из наиболее важных регионов страны по производству чугуна в колониальной Америке находились в восточной Пенсильвании у реки Делавэр, в западной Пенсильвании вокруг рек Аллегейни и Мононгахела, а также в долине реки Гудзон в Нью-Йорке и Нью-Джерси. Большинство этих фирм оставались небольшими из-за высокой стоимости и низкой эффективности доступного топлива для работы их печей. Когда в начале девятнадцатого века американцы перешли в качестве топлива с древесного угля или древесины на уголь, стали возможны более масштабные операции. Открытие огромных месторождений железной руды в северной части района Великих озер в 1840-х годах дало дополнительный импульс производству.

Расширение производства железа в девятнадцатом веке

Широкое распространение лужения в качестве метода производства железа также способствовало росту производства. На заре американского производства железа мастера использовали метод, называемый оклейкой, для производства железа. Это означало, что смесь железа и шлака, выгнанная из доменной печи, отделялась путем ковки. Пудлинг включал добавление оксида железа в шихту доменной печи, потому что химическая реакция облегчала отделение примесей от железа. Пуддлеры разделяли, перемешивая расплавленный продукт длинным железным стержнем. Поднявшийся шлак сливали сверху, а железо на дне формовали в шарики. Шарики вдавливались в железные стержни, из которых другие рабочие превращали конечный продукт мельницы (например, рельсы или стержни). Пудлинг требовал многих суждений, основанных на опыте. Таким образом, чтобы стать опытным пуддлером, может потребоваться до двух лет обучения. Многие пуддлеры в середине девятнадцатого века добились достаточного успеха, чтобы позже перейти в ряды владельцев.

И оклейка, и пуддинг были впервые применены в Великобритании и приняты американскими производителями в последующие десятилетия. По мере накопления опыта американские мастера по железу разработали свои собственные варианты этих английских методов, в зависимости от местных ресурсов, таких как качество их железа и эффективность их топлива. Средства автоматизации производства железа не были разработаны до 1930-х годов.

В девятнадцатом веке на американском рынке железа производился широкий ассортимент продукции. Печи, детали оружия, пушки и машины были одними из основных первых применений железа. Железо также сыграло решающую роль в развитии железных дорог. И снова англичане стали пионерами в изготовлении высококачественных железных рельсов. Фактически, американские железные дороги импортировали все свои рельсы с британских заводов до 1844 года. В 1857 году Камбрийский металлургический завод Джона Фрица в Джонстауне, штат Пенсильвания, создал метод частичной автоматизации производства железных рельсов. В результате рост производительности сделал возможным железнодорожный бум следующих двух десятилетий.

Производство стали: Генри Бессемер и Эндрю Карнеги

До Гражданской войны американские производители стали производили лишь небольшое количество стали. Поскольку они не могли справиться с жесткими требованиями к производству стали путем пудинга, импорт с английских заводов в Шеффилде доминировал на американском рынке. Все изменилось с применением бессемеровского процесса. Генри Бессемер был британским изобретателем, который в 1855 году изобрел способ переработки железа в сталь с использованием только воздуха. Его машина, конвертер Бессемера, обдувала расплавленное железо из доменной печи воздухом, чтобы удалить примеси и создать вещество однородной консистенции. . Американский инженер Александр Холли принес бессемеровскую технологию в Америку в 1864 году, но не усовершенствовал бессемеровскую конструкцию, пока не создал свой первый завод с нуля, а не адаптировал существующее предприятие. Это был завод Эдгара Томсона в Брэддоке, штат Пенсильвания. Мельница, открывшаяся в 1875 году, стала образцом для всех последующих бессемеровских производств.

Холли построил завод Эдгара Томсона для Эндрю Карнеги, который использовал его в основном для производства стальных рельсов для Пенсильванской железной дороги. Первый опыт Карнеги в промышленности пришел, когда он инвестировал в металлургический бизнес в 1860-х годах. Его гениальность заключалась в том, чтобы отстаивать технологические инновации, такие как конвертер Бессемера и смеситель Джонса, которые ускоряли доставку железа из доменной печи в конвертер, чтобы сократить производственные затраты и продать его дешевле своих конкурентов. Карнеги также умел находить хороших партнеров. Например, Уильям Р. Джонс, изобретатель миксера Джонса, был управляющим завода Эдгара Томсона и был лишь одним из многих людей, разделивших успех Карнеги в бизнесе.

Другой протеже Карнеги, Чарльз Шваб, впоследствии основал Bethlehem Steel в 1904 году.

Преданность Карнеги вертикальной интеграции также способствовала его успеху. Его фирма в конце концов контролировала поставки всего необходимого для производства стали: железной руды и месторождений угля; железные дороги для перевозки всего; и маркетинговые сети для готовой продукции. К 1890-м годам Carnegie Steel произвела больше стали, чем вся Великобритания. В 1900 году его годовая прибыль составляла 40 миллионов долларов.

В период между серединой 1870-х и началом 1890-х годов сталь заменяла железо на все большем количестве рынков, где когда-то доминировало железо, таких как рельсы и гвозди. Основной причиной этого стало увеличение производства стали. Благодаря инновациям на заводах Карнеги бессемеровское производство стали позволило фирмам производить на тысячи тонн металла в год больше, чем когда железо доминировало на рынке. А поскольку для бессемеровского метода требовалось меньше навыков, чем для производства чугуна, стоимость рабочей силы также снизилась. Поскольку цены на сталь резко упали, потребители все чаще выбирали более дешевый, твердый и долговечный металл.

По мере того, как эта тенденция усиливалась, лужильщики начали понимать, что их навыки больше не нужны. Сталелитейщики стали зависеть от рабочей силы иммигрантов, особенно рабочих из Южной и Восточной Европы. Во время локаута в Хомстеде в 1892 году единственный крупный профсоюз в черной металлургии, Объединенная ассоциация рабочих черной металлургии, предпринял последнюю жестокую попытку помешать менеджерам вытеснить профсоюз из отрасли на заводе Carnegie Steel’s Homestead Works. Его усилия не увенчались успехом. Из 189С 2 по 1937 год американские производители стали работали практически без профсоюзов.

The U.S. Steel Corporation

Как и в других отраслях промышленности, многие производители стали объединили усилия в начале двадцатого века. Тем не менее, эффект большого движения за слияния в американской сталелитейной промышленности заслуживает особого внимания. United States Steel Corporation образовалась в 1901 году, когда группа фирм, в которой доминировал Дж. П. Морган, решила выкупить акции Эндрю Карнеги, чтобы последний больше не снижал их продажную цену. Выручка Карнеги от сделки сделала его самым богатым человеком в мире.

U.S. Steel была первой компанией в истории, которая была оценена фондовым рынком более чем в один миллиард долларов (если быть точным, в 1,4 миллиарда долларов). Эта цифра представляла одну шестьдесят седьмую всего богатства Соединенных Штатов того времени. U.S. Steel контролировала 72 процента производства бессемеровской стали в Соединенных Штатах и ​​60 процентов рынка мартеновской стали, нового процесса производства стали, при котором сталь производилась в печи, которая достигала высокой температуры за счет рециркуляции выхлопных газов. Десять подразделений US Steel отражали разнообразие стальной продукции, производимой в то время, включая стальную проволоку, стальные трубы, конструкционную сталь (для мостов, зданий и кораблей), листовую сталь (которая в последующие десятилетия будет использоваться в основном для кузовов автомобилей) и жестяная пластина (когда-то использовавшаяся для кровельной черепицы, она все чаще будет использоваться для изготовления жестяных банок). Как и Carnegie Steel, U.S. Steel Corporation также была вертикально интегрированной, со значительными интересами в железной руде, угле, судоходстве и железных дорогах.

Несмотря на то, что U.S. Steel владела одной из крупнейших монополий в эпоху монополий, в первые несколько десятилетий своего существования U.S. Steel намеренно допустила снижение своей доли рынка, чтобы избежать роспуска в результате антимонопольного преследования со стороны федерального правительства. Несмотря на то, что Министерство юстиции подало иск против US Steel в 1911 году, эта политика помогла ему выжить, когда Верховный суд разрешил дело в 1920 году. Крупнейшие конкуренты U.S. Steel воспользовались этой политикой и возможностями, предоставленными им Первой мировой войной, для роста в США. Расход стали. Bethlehem Steel, например, разрослась во время войны, продавая вооружение в Европу и корабли ВМС США. Тем не менее, другие фирмы брали пример с U.S. Steel во всем, от цен на продукцию до заработной платы и трудовой политики. Американский институт чугуна и стали, отраслевая торговая организация, созданная в 1911 и возглавляемый председателем US Steel Элбертом Гэри, способствовали распространению многих политик и практик U.S. Steel.

Важным следствием господства корпорации стало введение ею системы ценообразования «Питтсбург плюс» для всей отрасли. Эта система требовала, чтобы все цены на сталь основывались на затратах на производство и транспортировку из Питтсбурга, независимо от того, где изначально была произведена сталь. Это позволило производителям из Питтсбурга конкурировать с местными производителями по всей стране, поскольку эти производители не могли продавать сталь, произведенную на рынках, где доминировала U. S. Steel. Хотя его происхождение неясно, «Питтсбург Плюс» прочно утвердился на своем месте к 1901 и US Steel выступали за его дальнейшее существование. Несмотря на проигрыш иска Федеральной торговой комиссии в 1924 году, U.S. Steel боролась за сохранение системы Pittsburgh Plus в модифицированном виде, пока не проиграла решение Верховного суда США по этому вопросу в 1948 году.

В начале двадцатого века сталь руководители были полны решимости предотвратить возвращение организованной рабочей силы в свою отрасль. Менеджеры боролись с национальными организационными кампаниями в 1901, 1919 и 1933 годах, используя комбинацию кнута и пряника. Они использовали жесткую тактику, такую ​​как шпионаж, черные списки и разжигание расовой розни, а также более мягкую политику, такую ​​как повышение безопасности и планы владения акциями сотрудников. Однако, когда Комитет по промышленным организациям (позже Конгресс промышленных организаций, или CIO) учредил Организационный комитет металлургов (SWOC) в 1936, она воспользовалась Законом о национальных трудовых отношениях (1935 г. ), чтобы закрепиться в U.S. Steel. Вместо того, чтобы рисковать дорогостоящей забастовкой в ​​то время, когда производство только начинало восстанавливаться после депрессии, U.S. Steel признала SWOC без забастовки в марте 1937 года.

Хотя многие другие производители стали последовали примеру сталелитейной корпорации, ее крупнейшие конкуренты не . Такие фирмы, как Bethlehem Steel, Youngstown Sheet and Tube и Republic Steel, входили в группу, известную как Little Steel, не потому, что они были маленькими, а потому, что они были меньше, чем U.S. Steel. Вместо того, чтобы признать профсоюз на условиях, аналогичных тем, на которые согласился их более крупный конкурент, эти фирмы начали Маленькую стальную забастовку 1919 года.37. Несмотря на насилие, особенно на так называемую резню в День поминовения в Чикаго, фирмы Little Steel относительно легко выиграли забастовку. Однако давление правительства во время Второй мировой войны с целью сохранить производство вынудило каждую из этих фирм признать организацию-преемницу SWOC, Объединенные сталелитейщики Америки (USWA), в ходе этого конфликта.

Во время Второй мировой войны промышленное производство резко увеличилось из-за важности стали для военной мобилизации. Частично это увеличение было результатом выхода производства на полную мощность после депрессии, но также были запущены новые заводы. Например, правительство ссудило кораблестроителю Генри Дж. Кайзеру достаточно денег, чтобы построить первый сталелитейный завод на Западном побережье, чтобы на его верфях было достаточно продукции для выполнения его многочисленных контрактов с военно-морским флотом. US Steel использовала как свои деньги, так и деньги федерального правительства для расширения своих производственных мощностей во время войны, особенно в районе Питтсбурга. К 1947, Соединенные Штаты контролировали 60 процентов мирового сталелитейного потенциала.

Когда война закончилась, сталелитейщики хотели свести на нет успехи профсоюзов, которые администрация Франклина Д. Рузвельта вынудила промышленность принять, но USWA стало слишком большим, чтобы его уничтожить. В период с 1946 по 1959 год USWA пять раз бастовало, пытаясь добиться повышения заработной платы и большего контроля над условиями труда для своих членов. Каждая из этих забастовок приводила к закрытию отрасли. Забастовка 1952 года привела к историческому решению президента Гарри Трумэна захватить всю сталелитейную промышленность. Верховный суд признал это действие неконституционным в Youngstown Sheet and Tube Company против Сойера (1952). Спор 1959 года длился 116 дней и стал крупнейшей забастовкой в ​​истории Америки. В результате этих споров сталелитейщики Америки стали одними из самых высокооплачиваемых производственных рабочих в стране. Стоимость этого повышения заработной платы способствовала краху отрасли в последующие десятилетия.

Иностранная конкуренция также способствовала упадку отрасли. Такие страны, как Япония и Германия, впервые стали крупными игроками на международном рынке стали в XIX веке.60-е годы. Позже такие страны, как Бразилия и Южная Корея, ворвутся на американский рынок в ущерб отечественным производителям. Хотя друзья американской сталелитейной промышленности часто жаловались на недобросовестную конкуренцию из-за рубежа, использование иностранными производителями новых технологий и неспособность американских производителей стали внедрять инновации также объясняют эти события. Например, в 1952 году две австрийские фирмы разработали кислородную печь (конвертер). Этот процесс, в котором в качестве единственного топлива в печи использовался чистый кислород, был намного эффективнее традиционного мартеновского метода. Ни один крупный американский производитель стали не использовал эту технологию до 19 века.57. U.S. Steel, по-прежнему крупнейшая фирма в отрасли, не вводила в эксплуатацию свою первую кислородно-конвертерную установку до 1964 года. Непосредственная близость к более дешевому сырью была еще одним преимуществом, которое иностранные производители стали имели перед своими американскими коллегами.

Крах сталелитейной промышленности начался в конце 1960-х и с тех пор только усугубился. Старые фирмы, такие как Wisconsin Steel и Republic Steel, обанкротились и прекратили свою деятельность. Даже выжившие, такие как U.S. Steel, закрыли старые заводы, чтобы сократить мощности. Решение U.S. Steel о покупке двух нефтяных компаний в 1980-х, а затем смена названия на USX символизировала разрыв компании со своими корнями. Ликвидация большей части сталелитейных мощностей Америки опустошила общины, которые зависели от этих заводов, включая Питтсбург, Пенсильвания, и Янгстаун, Огайо. Долина реки Мононгахела вокруг Питтсбурга потеряла около тридцати тысяч рабочих мест в течение 1980-х годов. Многие из этих работников испытали значительный психологический стресс, когда они перешли от высокооплачиваемой работы к пополнению рядов длительно безработных. Злоупотребление алкоголем и наркотиками, депрессия и самоубийства резко возросли по мере развития деиндустриализации.

Единственным сектором американской сталелитейной промышленности, который расширился с 1960-х годов, были мини-заводы. На этих предприятиях используются большие электрические печи для плавки стального лома и изменения его формы, а не для производства новой стали с нуля. К числу преимуществ мини-заводов по сравнению с традиционными предприятиями относятся более низкие начальные затраты, большая свобода размещения и более гибкая организация труда. Поскольку эти предприятия, как правило, строятся в сельской местности, а рабочим требуется меньше навыков, чем на более крупных фабриках, мини-заводы, как правило, не состоят в профсоюзах. Корпорация Nucor из Северной Каролины, работающая в десяти штатах (в основном на юге), добилась больших успехов в этой нише на международном рынке стали. По мере совершенствования этой технологии в последние годы мини-заводы смогли выйти на все больше и больше рынков, на которых когда-то доминировали крупные производители. Из-за глобальной и внутренней конкуренции становится все более маловероятным, что американская сталелитейная промышленность когда-либо вернется к тому состоянию, в котором она была в период своего расцвета.