Огнеупорный аспект при производстве и разливке стали
  Доклад №2

Черная металлургия Украины в XXI веке

Смирнов А.Н., Дюдкин Д.А., Донецкий национальный технический университет
Зражевский А.Д., Ассоциация сталеплавильщиков Украины

Развитие черной металлургии Украины в последние два десятилетия происходит в условиях заметного сокращения объемов производства (падение производства за двадцать лет составило более 20 млн. т годового производства).Основным способом производства стали в Украине является конвертерный. Это обусловлено наличием в Украине достаточных запасов железной руды и коксующегося угля, а также семи конвертерных цехов (19 конвертеров).Учитывая тот факт, что большая часть украинской металлопродукции экспортируется на мировой рынок, не следует ожидать серьезного наращивания объемов конвертерной стали.

Ключевые слова: металлургия, конвертерное производство, мартеновские печи, непрерывная разливка, сортовой прокат, листовой прокат.

Черная металлургия является ведущей базовой отраслью промыш-ленности Украины. Однако с момента распада Советского Союза объемы производства стали и металлопродукции неуклонно снижаются. Между тем в металлургии Украины происходят серьезные структурные и организационные трансформации, которые обеспечивают ее развитие.

Оглядываясь на несколько десятилетий назад, отметим, что еще в 1988-1989 г.г. объемы производства стали в Украине составляли примерно 55 млн. т в год. Украина уверенно занимала 5-ую позицию в рейтинге крупнейших стран-производителей мира после США, Японии, России и Германии. А вот 2012 г. Украина закончила с показателем 32,4 млн. т стали, что поставило ее на 10-е место в мировом рейтинге. Такой же объем стали в Украине был впервые произведен еще в 1963 г. Вот такие метаморфозы.

В приведенных данных наиболее примечательным фактом является то, что за 23 года украинская черная металлургия потеряла примерно 23 млн. т стали в годовом производстве. То есть в рассматриваемый период Украина теряла в среднем 1 млн. т стали в год. Безусловно, развитие украинской черной металлургии в этот период сопровождалось определенными трансформациями, которые кардинальным образом изменили форму собственности предприятий и технологическое обеспечение металлургических процессов.

В настоящее время крупнейшими компаниями, контролирующими металлургические заводы Украины, являются ООО «Метинвест холдинг», в состав которого входят металлургические комбинаты ПАО «Азовсталь», ПАО «Металлургический комбинат им. Ильича», ПАО «Запорожсталь» и ПАО «Енакиевский металлургический завод», а также корпорация «Индустриальный Союз Донбасса», в состав которой входят Алчевский и Днепровский металлургические комбинаты. Кроме того крупнейший в Украине производитель стали «Криворожсталь» в настоящее время входит в состав международной компании «Арселлор-Миттал». Развитие этих металлургических предприятий во многом определяется стратегией развития соответствующей управляющей компании. Сравнение годовых объемов производства стали вышеперечисленными заводами, производящими почти 90% всей украинской металлопродукции, представлено в таблице 1.

Таблица 1 – Производство стали ведущими металлургическими предприятиями Украины, млн. т

Наименование предприятия Год
2009 2010 2011 2012
1.ПАО «Азовсталь» 4,640 5,684 5,584 4,589
2.ПАО «МК им. Ильича» 4,285 5,655 6,135 5,150
3.ПАО «Енакиевский МЗ» 2,386 2,497 2,669 2,731
4.ПАО «Запорожсталь» 3,277 3,447 3,810 3,784
5.ПАО «Алчевский МК» 3,639 2,895 3,773 3,870
6.ПАО «Днепровский МК» 3,447 2,769 3,201 3,149
7.ПАО «Арселлор-Миттал Кривой Рог» 5,056 6,151 5,702 6,419
8.Евраз-ДМЗ им.Петровского 0,975 0,884 0,862 0,820
9.ПАО «Днепроспецсталь» 0,261 0,388 0,425 0,329
Всего в Украине 29,849 32,726 34,689 32,024

В 2012 году металлургические предприятия Украины работали в условиях продолжающегося мирового финансового кризиса и, как следствие, обострившейся конкуренции на внешних рынках и падении спроса на внутреннем. Снижение спроса на металлопродукцию и, соответственно, цен на неё негативно сказались на уровне производства и финансово-экономическом состоянии металлургической отрасли. По итогам работы металлургических предприятий в 2012 г. отмечено снижение производства по всем видам металлопродукции в сравнении с 2011 г. При этом использование имеющихся на металлургических предприятиях производственных мощностей в 2012 году составило: по агломерату – 94%, по чугуну – 85%, по стали – 79%, по готовому прокату – 66%.Из 26,5 млн.т готового проката было произведено 17,0 млн.т сортового и 9,4 млн.т листового проката. По сравнению с 2011 годом снижение объёмов производства сортового проката составило 480 тыс.т (-2,7%) и листового проката – 1090 тыс.т (-10,4%).

Доля экспорта в общем объёме произведенного металлопроката составила 78,6%. Соответственно, объём внутреннего потребления отечественного металлопроката в 2012 году составил 21,4% от общего производства (6,1 млн.т), против 22,9% (7,2 млн.т) в 2011 году.В структуре внутреннего потребления отечественного металлопроката доля сортового проката составила 52%, листового проката – 47%, полуфабрикатов – 1%.

Следует особо подчеркнуть, что за последние годы доля конвертерной стали в общем объеме выплавленной стали неуклонно возрастала и в 2012 г. достигла 72%. При этом абсолютные объемы конвертерной стали практически не уменьшались (примерно 23-24 млн. т в год), что лишний раз подчеркивает доминирующую важность этого способа выплавки для Украины, располагающей собственными запасами железной руды и коксующегося угля.

Наиболее масштабная реконструкция металлургического завода осуществлена на Алчевском металлургическом комбинате, где в конце 2007 г. запущен комплекс конвертерного производства стали в составе двух конвертеров с комбинированной продувкой по 300 т каждый, двух отделений десульфурации чугуна, комплекса газоочистного оборудования с использованием электрофильтров, отделения подготовки и погрузки металлолома, сыпучих материалов и ферросплавов, отделения водоподготовки, отделения футеровки, сушки и разогрева ковшей и т.п. Генеральный поставщик оборудования и технологии – компания Siemens-VAI. Номинальное производство – 5,5 млн. тонн стали в год. Весь комплекс конвертерного цеха с момента подготовки строительной площадки до пуска был построен в рекордно короткие сроки – 26 месяцев. Это позволило Алчевскому металлургическому комбинату в 2010 г. вывести из эксплуатации крупный мартеновский цех. Еще одним важным этапом модернизации Алчевского металлургического комбината стало введение в эксплуатацию установок по вдуванию пылеугольного топлива в доменную печь. Это дало возможность полностью отказаться от применения дорогостоящего природного газа при производстве чугуна и стали (после остановки мартеновского цеха).

В мае 2011 г. на комбинате «Азовсталь» был выведен из эксплуатации мартеновский цех, обеспечивающий слитком и заготовкой рельсобалочное производство предприятия. При этом производство стали и слитков для рельсобалочного стана было перенесено в конвертерный цех, который имеет в своем составе 2 конвертера с массой плавки 330 т. Закрытию мартеновского цеха предшествовала модернизация конвертерного цеха, в ходе которого в нем были установлены агрегаты для внепечной доводки стали: ковш-печь и вакууматор VD/VOD. Кроме того, были модернизированы две двухручьевые слябовые МНЛЗ и запущена в эксплуатацию новая слябовая МНЛЗ (производство фирмы “Danieli”). В ближайшем будущем предполагается строительство шестиручьевой блюмовой МНЛЗ.

В начале XXIвека была начата реконструкция конвертерного цеха Енакиевского металлургического завода, имеющего в своем составе 3 конвертера с массой плавки 160 т. В цеху были сооружены и пущены в эксплуатацию два агрегата ковш-печь и две шестиручьевые сортовые МНЛЗ. Номинальная производительность МНЛЗ составляла 1 млн. т заготовки в год для каждой машины. В последующие годы были приложены значительные усилия по гармонизации различных технологических операций. В сталеплавильном производстве особое внимание уделялось наращиванию производительности конвертерного цеха, что в условиях Енакиевского металлургического завода требовало совершенствования разливки на имеющихся двух сортовых МНЛЗ. Рост производительности МНЛЗ был достигнуть за счет увеличения скорости вытяжки заготовок и обеспечения разливки сверхдлинными сериями. В 2012 г. на заводе было разлито более 2,7 млн. т стали, что вывело это предприятие на лидирующие позиции среди производителей непрерывнолитой сортовой заготовки в Европе. При этом на МНЛЗ №2 разлито 1,4 млн. т стали. Среднемесячный показатель серийности разливки из одного промковша составил 34-37 плавок (рекордные показатели 78-85 плавок). Ожидается, что производительность МНЛЗ будет еще повышена в ближайшее время.

Серьезная модернизация выполнена в конвертерном цехе Днепровского металлургического комбината (г. Днепродзержинск), имеющем в своем составе два конвертера с массой плавки 230 т каждый. В период с 2007 г. по 2011 г. в цеху сооружены и пущены в эксплуатацию агрегат ковш-печь и две семиручьевые сортовые МНЛЗ (поставщик VAI-Pomini) с номинальным объемом производства 1,7 млн. т в год каждая. При этом была демонтирована одна из двух шестиручьевых блюмовых МНЛЗ (производство ЮУМЗ). Это позволило комбинату в 2012 г. всю выплавленную сталь (чуть более трех миллионов тонн) разлить непрерывным способом, в т.ч. более 2,2 млн. т на сортовую заготовку. Дальнейшее увеличение производства стали на Днепровском комбинате уже сегодня полностью обеспечено производительностью действующих МНЛЗ.

В 2012 г. успешно запущены в эксплуатацию агрегат ковш-печь и шестиручьевая сортовая МНЛЗ (поставщик VAI-Pomini) на металлургическом комбинате «Арселлор-Миттал Кривый Риг». Это позволило разлить в прошлом году 0,658 млн. т стали, что составило примерно 14% от всего объема стали, произведенной в конвертерном цехе, в составе которого имеется 6 конвертеров с массой плавки 160 т каждый. При этом основная масса стали на этом комбинате, по-прежнему, разливается в слитки, а затем перекатывается на заготовку на блюмингах. Видимо, следует ожидать, что сооружение новых сортовых МНЛЗ на этом комбинате будет продолжено.

Конвертерный цех мариупольского металлургического комбината им. Ильича располагает тремя конвертерами с массой плавки 160 т каждый и тремя одноручьевыми слябовыми МНЛЗ. Среди них одна современная МНЛЗ, запущенная в эксплуатацию в 2006 г. Отсутствие в этом цехе агрегатов ковш-печь и вакууматоров существенно ограничивает конкурентоспособность металлопродукции комбината, располагающего хорошим набором прокатных станов. Видимо, дальнейшее развитие этого конвертерного цеха во многом будет определяться управляющей компанией «Метинвест холдинг»,которая будет учитывать наличие в г. Мариуполе двух крупных комбинатов. В последние годы на комбинате им. Ильича большое внимание уделяется сооружению и использованию установок для вдувания пылеугольного топлива в доменные печи, что позволяет серьезно снизить удельные затраты на тонну чугуна и существенно уменьшить потребность предприятия в дорогостоящем импортном природном газе.

Вдувание пылеугольного топлива в доменные печи взамен природного газа весьма положительно зарекомендовала себя как энергосберегающая технология на металлургическом комбинате «Запорожсталь». Установки и технология вдувания пылеугольного топлива были приобретены в Германии и запущены в эксплуатацию в последние годы. Судя по промышленным результатам, замена природного газа на пылеугольное топливо (в совокупности с компенсирующими мероприятиями) обеспечивает снижение себестоимости тонны чугуна примерно на 50 долларов США. Видимо, это является одним из определяющих факторов, дающих возможность «Запорожстали» сохранять конкурентоспособность продукции, производя сталь в мартеновском цехе. По сути, этот цех является единственным в мире крупным мартеновским цехом. Однако дальнейшая перспектива развития этого производства пока не просматривается.

Упомянутые выше семь металлургических комбинатов и заводов производят почти 90% украинской стали. В части оснащения этих цехов машинами непрерывной разливки заготовок следует отметить, что реальный дефицит МНЛЗ имеется на комбинатах ПАО «Арселлор-Миттал Кривой Рог» и ПАО «Запорожсталь». Однако вопрос реконструкции (замены) мартеновского цеха комбината «Запорожсталь» в настоящее время не решен.

При этом только комбинаты корпорации «Индустриальный Союз Донбасса» не имеют своих рудников по добыче железной руды. Принимая во внимание условия развития мирового рынка металлопродукции, можно предположить, что украинские компании будут уделять максимальное внимание развитию конвертерных цехов. Тем более, что их производственный потенциал далеко не исчерпан.

В электросталеплавильном производстве также происходят существенные трансформации, которые позволяют оценивать дальнейшие перспективы его развития. Прежде всего, следует отметить, что электросталеплавильный сектор металлургии Украины не такой уж и большой. Он обеспечивает производство стали на уровне 2,0-2,2 млн. т в год. Его функционирование происходит в условиях ужесточающегося дефицита металлолома, что накладывает серьезный отпечаток на стратегии развития электрометаллургических заводов. Украинские электрометаллургические заводы преимущественно ориентированы на производство качественных сталей и специальных видов продукции.

Важнейшим событием в 2011-2012 г.г. был запуск электрометаллургического комплекса «Интерпайп Сталь» на новой промышленной площадке Нижнеднепровского металлургического завода. В конце 2012 г был выведен из эксплуатации мартеновский цех этого завода, являющегося крупным производителем железнодорожных колес и цельнокатаных труб. В состав комплекса входит дуговая сталеплавильная печь вместимостью 190 т, агрегат ковш-печь, вакууматор VD/VOD, а также две МНЛЗ для разливки круглой заготовки в широком диапазоне диаметров (от 150 мм до 450 мм). Комплекс рассчитан на производство 1,4 млн. т стали в год. Генеральный поставщик – итальянская фирма «Danieli». Ожидается, что номинальной мощности завод достигнет в 2014 г.

В течение семи лет выполняется реконструкция электросталеплавильного цеха краматорского завода «Энергомашспецсталь», который является крупнейшим в Украине производителем специальных литых и кованых изделий для атомной и традиционной энергетики. С 2010 года завод входит в машиностроительный дивизион “Атомэнергомаш” госкорпорации “Росатом” (Россия). В 2012 г. на заводе введена в эксплуатацию современная дуговая сталеплавильная печь для выплавки жидкого полупродукта, вместимостью 70 т, и агрегат ковш печь. Новый агрегат с современной газоочисткой может производить до 76 тонн стали в час. На заводе внедрена технология плавки под вспененными шлаками, что сократит выбросы загрязняющих веществ в атмосферу.В совокупности с ранее введенным в эксплуатацию комплексом внепечной обработки стали (ковш-печь и вакууматор) это позволяет повысить возможности цеха в части повышения объемов производства, а также расширить сортамент выпускаемой продукции за счет производства сверхкрупных слитков. Комплекс оборудован агрегатом внепечной обработки стали АКП-140 и позволяет выпускать крупнотоннажные слитки весом до 500 тонн. С запуском печи потребление природного газа уменьшается в 2,4 раза, а электроэнергии – в 2,7 раза. Также более чем вдвое сокращается расход газа на отков и термообработку одной тонны готового изделия. Следует подчеркнуть, что первые слитки массой 360 тонн для прокатных валков массой 225 т были произведены на этом заводе еще в 2010 г.

Несколько лет назад завершена реконструкция сталеплавильного цеха АО «Новокраматорский машиностроительный завод» (НКМЗ). В результате реконструкции вместо мартеновского цеха на заводе функционирует электросталеплавильный цех, имеющий в своем составе 50 т дуговую сталеплавильную печь, два агрегата ковш-печь и вакууматор. Все это оборудование было спроектировано и изготовлено на НКМЗ. В целом комплекс внепечной обработки стали позволил предприятию существенно улучшить качество и конкурентоспособность продукции при расширении ее сортамента и одновременном снижении затрат на изготовление.В настоящее время цех специализируется на производстве крупных кузнечных слитков массой до 150 т, большая часть которых используется для производства прокатных валков.

В течение 2012 г. осуществлялась реконструкция мини-завода «Азовэлектросталь», имеющем в своем составе 60 т дуговую сталеплавильную печь, ковш-печь, вакууматор (VD/VOD) двухручьевую блюмовую МНЛЗ. После реконструкции на заводе будет производиться сортовая заготовка, разливаемая на трехручьевой сортовой МНЛЗ.

В целом же электросталеплавильные заводы Украины все в большей степени концентрируются на стратегиях специализации в производстве видов продукции или фиксации определенного сегмента рынка. Более сложной представляется ситуация с мини металлургическими заводами, имеющими стратегию развития в виде минимизации издержек. Например, очень успешный еще несколько лет назад Донецкий электрометаллургический завод (старое название ММЗ «ИСТИЛ-Украина»), имеющий в своем составе 120-т дуговую сталеплавильную печь, агрегат ковш-печь, вакууматор VD/VOD, шестиручьевую сортовую МНЛЗ, простаивает уже более года. Видимо, новые владельцы пока не решили проблему обеспечения завода металлоломом и реализации продукции.

Более того, расположенный на той же промышленной площадке ПАО «Донецкий металлургический завод «Донецк-сталь», в мае 2012 г. полностью остановил производство стали в мартеновском цехе. В настоящее время на заводе ведется сооружение новой дуговой сталеплавильной печи (поставщик «Danieli»).

В 2012 году объём капитальных инвестиций в модернизацию и техперевооружение сохранился практически на уровне 2011 года и составил 6340 млн.грн. против 6368 млн.грн. Удельные инвестиции на 1 тонну выплавленной стали составили $24,5 против $22,5 в 2011 году. Рост удельных инвестиций объясняется снижением производства стали в 2012 году на 6,6%. При этом необходимо отметить, что объём инвестиций в чёрную металлургию Украины значительно уступает показателям других ведущих стран-металлопроизводителей. Так, в Российской Федерации средний показатель удельных инвестиций на 1 тонну стали находится на уровне $80, а у отдельных металлургических компаний в мире – достигает $180.

Таким образом, развитие черной металлургии Украины в последние два десятилетия происходит в условиях заметного сокращения объемов производства (падение производства за двадцать лет составило более 20 млн. т годового производства). Однако уже сегодня утраченные объемы выплавки стали следует отнести, прежде всего, к сокращению объемов производства мартеновской стали. По сути, в Украине остался лишь один крупный мартеновский цех (комбинат «Запорожсталь»). В тоже время из эксплуатации полностью были выведены крупные мартеновские цеха на комбинатах Днепровский, Макеевский, Алчевский, Азовсталь, а также сведено до 1-2 агрегатов производство на комбинатах «Арселлор-Миттал Кривой Рог» и им. Ильича. Кроме того, мартеновские цеха были остановлены и на других металлургических заводах.

Основным способом производства стали в Украине является конвертерный. Это обусловлено наличием в Украине достаточных запасов железной руды и коксующегося угля, а также семи конвертерных цехов (19 конвертеров). В последние 10-15 лет большинство из этих цехов модернизируется и оснащается агрегатами ковш-печь, вакууматорами и машинами непрерывной разливки стали. Наиболее современным конвертерным цехом в Украине является цех ПАО «Алчевский металлургический комбинат».

Между тем, учитывая тот факт, что большая часть украинской металлопродукции экспортируется на мировой рынок, не следует ожидать серьезного наращивания объемов конвертерной стали. Тем не менее, дальнейшее развитие металлургических комбинатов с конвертерными цехами будет направлено на гармонизацию отдельных технологических циклов (агломерация, доменное производство, сталеплавильные мощности) с целью достижения дополнительного энерго- и ресурсосберегающего эффекта.

Что же касается развития электросталеплавильного производства, то здесь все более четко просматривается тенденция создания мини металлургических заводов со стратегией специализации в производстве качественных видов продукции или фиксации определенного сегмента рынка. При этом функционирование мини-заводов будет происходить в условиях дефицита металлолома, который обозначился уже несколько лет назад.

Основные сталеплавильные цеха Украины в достаточной мере оснащены машинами непрерывной разливки стали (за исключением ПАО «Арселлор-Миттал Кривой Рог» и ПАО «Запорожсталь»). Тем не менее, в ряде цехов для повышения конкурентоспособности продукции требуется развитие технологий и оборудования для доводки стали в ковше (агрегаты ковш-печь и вакууматоры). Также вполне рациональной представляется модернизация ряда МНЛЗ, сооруженных еще в прошлом веке.

  Доклад №2
РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ