Электросталеплавильное производство

Состояние технологических процессов производства стали в ДСП и мартеновских печах в Уккраине

Гигантская доля экспорта в общем объеме производства стали как в России, так и в Украине существенным образом влияет на развитие металлургического комплекса, что находит свое выражение в стремлении адаптировать имеющиеся мощности и технологии к требованиям мирового рынка относительно качества и стоимости продукции. По данным института IISI (Бельгия) Россия и Украина занимают четвертое и восьмое места в мире (первое и третье в Европе) по объемам производства стали (в 2006 г. было произведено 70,6 и 40,8 млн. т стали соответственно). При этом Россия и Украина входят в первую мировую тройку экспортеров металлопродукции после Японии (второе и третье место соответственно).

Рассматривая динамику изменения объемов производства стали в пятнадцатилетний период нельзя не отметить несколько достаточно важных особенностей, одинаково характерных для двух стран:

  • в середине 90-х годов прошлого века черная металлургия пережила жесточайший кризис, который характеризовался весьма сильным падением объемов производства и даже закрытием ЭСПЦ, например, на ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат»;
  • после кризиса объемы производства неуклонно возрастали, что свидетельствует о положительных тенденциях в развитии; при этом обоих государствах стратегия минимизации издержек предопределила стремление производителей ограничиться производством различного рода полупродуктов (слябов, длинномерных квадратных и круглых заготовок и пр.), на которые значительно легче получить торговые квоты и в меньшей степени распространяются требования международных правил сертификации;
  • в течение всего рассматриваемого периода пропорции в объемах производства стали конвертерным и электродуговым способом так и не достигли среднемировых (67 к 33%).

Вместе с тем, в последние годы развитие электрометаллургии в России характеризуется положительной динамикой (прирост около 3% в год). В Украине же где доля стали, произведенной в электродуговых печах, составляет чуть более 4% и этот показатель остается практически неизменным в течение последних полутора десятков лет, что в значительной степени противоречит мировой практике.

На наш взгляд, причинами такой низкой доли электростали в общем объеме производства в Украине следует связывать с несколькими причинами.

Во-первых, Украина является единственной страной в мире, которая практически не осуществляет реализацию стратегии замены мартеновских печей другими способами выплавки стали. Производство стали в мартеновских печах существует в настоящее время на металлургических комбинатах «Азовсталь», «Криворожсталь», «Запорожсталь», им. Ильича, а также на Донецком, Макеевском и Нижнеднепровском металлургических заводах. Реальное закрытие крупного мартеновского цеха было осуществлено только на Днепровском металлургическом комбинате несколько лет назад, а в настоящее время на «Алчевском металлургическом комбинате» происходит замена мартеновского производства конвертерным с наращиванием производства передельного чугуна. Собственно, такая структура производства обеспечивает потребление большого количества металлолома именно мартеновскими печами и не ставит перед производителями проблемы пуска новых мощностей для переработки металлолома (то есть электродуговых печей).

Во-вторых, Украина имеет крайне выгодное географическое расположение, имея разветвленную железнодорожную сеть и цепочку портов на Черном и Азовском морях, что обеспечивает трейдерам и заготовителями металлолома весьма благоприятные условия для торговли в Средиземноморском бассейне. Это практически полностью исключает возможность строительства металлургических мини-заводов для переработки металлолома по принципу консолидации работы металлозаготовителей в отдельном территориально замкнутом районе (как это наблюдается, например, в России).

В-третьих, недалеко от Украины расположены металлургические мини-заводы (Молдавский металлургический завод, заводы Турции и пр.), плавильные мощности которых ориентированы на металлолом из Украины.

Кроме того, стоит отметить, что основные металлургические компании в Украине сложились как вертикально-интегрированные структуры, которые охватывают горнорудные, угольные и коксохимические предприятия. Поэтому движение в сторону развития заводов полного цикла позволяет компании сплотить воедино имеющиеся ресурсы и реализовать их в виде мощного и эффективного металлургического комплекса.

Принимая во внимание вышеизложенные соображения можно утверждать, что для существующего положения металлургического комплекса Украины вероятность появления новых металлургических мини-заводов со стратегией минимизации издержек путем переплава металлолома в электродуговых печах в ближайшее время представляется маловероятным, поскольку они вряд ли будут иметь конкурентные преимущества перед функционирующими металлургическими гигантами. Безусловно, в дальнейшем при закрытии крупных мартеновских цехов возможно образование некоторого избытка металлолома, применение которого может быть ориентировано на новый электрометаллургический завод. Вместе с тем, следует иметь в виду, что по мере расширения разливки стали на МНЛЗ металлофонд Украины будет значительно уменьшаться, что в перспективе может привести к реальному дефициту металлолома.

В настоящее время электросталеплавильное производство Украины представлено, главным образом, четырьмя специализированными заводами: ЗАО «Мини металлургический завод «ИСТИЛ (Украина)» (г.Донецк), ОАО «Днепроспецсталь» (г.Запорожье), ОАО «Краматорский завод «Энергомашспецсталь» (г.Краматорск) и ДП «Завод утяжеленных бурильных и ведущих бурильных труб» (г.Сумы).

ЗАО «Мини металлургический завод «ИСТИЛ (Украина)» представляет собой современный металлургический мини-завод, оснащенный передовым оборудованием и технологиями. На рубеже столетий на заводе успешно выполнена крупная реконструкция, позволившая реализовать проект реконструкции мощного электросталеплавильного цеха по схеме мини-завода с объемом производства до 1,0 млн. т стали в год. В 2000 г. в эксплуатацию была введена 120-тонная печь производства компании «Danieli» (Италия), которая с 2005 г. оснащена трансформатором мощностью 87 МВА («АВВ» Швеция). На ней действует современная установка газоочистки и обеспыливания, соответствующая экологическим требованиям Европейского Сообщества. На начальной стадии реализации проекта предполагалось, что ДСП будет оснащена системой предварительного нагрева лома в загрузочных бадьях в газоходе. Однако в ходе реализации проекта от предлагаемой компанией «Danieli» системы предварительного нагрева лома отказались из экологических соображений.

В России техническое перевооружение плавильных мощностей путем реализации стратегии замены мартеновского производства электросталеплавильным и конвертерным в первую очередь коснулось крупных интегрированных предприятий.

Так, первая 125-тонная шахтная дуговая печь с удерживающими пальцами компании «Fuchs Systemtechnik» была введена в эксплуатацию в 1999г. при реконструкции ЭСПЦ металлургического комбината «Северсталь». Печь имеет на своде шахту для подогрева лома перед плавкой отходящими газами. В 2003г. на комбинате введена в строй вторая аналогичная ДСП. Первые современные ДСП существенно подняли уровень электросталеплавильного производства и впервые в России решили важную задачу энергосбережения за счет подогрева лома печными газами. Однако, проблемы, связанные с подготовкой большого количества стального лома для печей данной конструкции, привели к тому, что пришлось часть металлической шихты заменить жидким передельным чугуном.

В 2006г. реализован проект по замене мартеновского производства на электросталеплавильный комплекс годовой производительностью 4 млн. т жидкой стали на Магнитогорском металлургическом комбинате. В составе комплекса две высокопроизводительные 180-т ДСП. Электросталеплавильный комплекс входит в единую технологическую линию с двумя действующими МНЛЗ, что позволит значительно увеличить выпуск сортового проката на комбинате.

Процесс реструктуризации мартеновского производства коснулся и менее крупных российских заводов. В 2003г. электросталеплавильный комплекс оснащенный современной 70-т ДСП традиционной конструкции начал работать на заводе «Камасталь» (г. Пермь), а в 2005г. введена в эксплуатацию первая очередь электрометаллургического мини-завода с 100-т ДСП, построенного на базе Нижнесергинского метизно-металлургического завода (г. Ревда Свердловской обл.).

Таблица Современные ДСП в России

дсп, росссия, эелктрометаллургия

Параллельно с процессом замены мартеновского производства компании трейдеры металлолома создают компактные мини заводы органиченной мощности на базе оборудования «second hand».

Источником такого оборудования служат многочисленные выведенные из эксплуатации заводы. Причиной вывода таких заводов из эксплуатации является, как правило, моральное старение оборудования, а также низкая экономическая эффективность производства. Дополнительной причиной является политика ряда промышленно развитых стран, направленная на ограничения в области производства металлопродукции низкой кондиции.

В конце 90-х годов прошлого века компании, торгующие оборудованием «second hand» проявли высокую активность на рынке России и Украины. Ранее такое явление происходило в Турции и ряде стран юго-восточной Азии. Конкурентным преимуществом компаний, торгующих оборудованием «second hand», является низкая цена оборудования (в 5-7 раз ниже, чем на новое) и быстрый срок поставки.

Покупку «дешевых» мини-заводов небольшой мощности осуществили ряд российских компаний трейдеров металлолома. Размещение этих заводов осуществлено, на наш взгляд, весьма удачно: в неметаллургических регионах вблизи водных путей. При этом в этих регионах предполагаются большие источники металлолома, которые могут обеспечить работу заводов в течение многих лет. Известные мини металлургические заводы, построенные из оборудования, бывшего в эксплуатации, расположены в г.Красный Сулин (Ростовская область), г.Новороссийск (Краснодарский край), г.Фролово (Волгоградская область).

Характеристики этих заводов даны в табл.

Таблица. Технические показатели мини металлургических заводов, которые построены с применением оборудования «second hand»в течение последних пяти лет.

металлургические заводы, мини завод, second hand

На сегодняшний день ни один из перечисленных заводов не достиг планируемых эксплуатационных показателей. На наш взгляд, причина кроется именно в использовании устаревшего оборудования, которое еще и не гармонизировано между собой. Это объясняется тем, что фирмы, которые поставляют оборудование, имеют широкие возможности по компоновке оборудования с разных заводов в зависимости от требований клиента. Безусловно, в этом плане они существенно проигрывает новым заводам, поскольку для новых заводов концептуально закладывается сопряженность всех технологических единиц.

В целом использование концепции применения оборудования, бывшего в эксплуатации, по нашему мнению, имеет крайне негативных черт:

  • низкая технологичность оборудования, связанная с его моральным старением и обязательные первичные капитальные затраты на модернизацию оборудования;
  • отсутствие полной информации об оборудовании и его реальном состоянии (как это было в условиях завода г.Новороссийск), что в последствии (после ввода в эксплуатацию) потребовало полной замены технологического оборудования (реконструкция закончена в 2006 г. компанией STB, Италия)
  • нанесение прямого морального и материального ущерба экспортному потенциалу страны вследствие применения устаревших технологий и оборудования;
  • дискриминация отечественных производителей оборудования и лишение дополнительных рабочих мест на машиностроительных предприятиях.

Такой подход к решению проблемы оказался тупиковым, что подтверждается оснащение современным новым комплексом металлургического оборудования в единой концепции последующий мини заводов.

В целом же, оценивая тенденции развития металлургического комплекса России и Украины, следует отметить, что в ближайшие годы заметно уменьшится объем выплавки стали в мартеновских печах, что собственно будет способствовать появлению новых электросталеплавильных цехов взамен существующих мартеновских. По нашему мнению, эта тенденция в первую очередь будет наблюдаться на старых мини-заводах, оснащенных мартеновскими печами, работающими скрап-процессом. В этом случае баланс металлолома при выплавке стали будет поддерживаться примерно на том же уровне. Строительство мини-заводов с выплавкой стали в электродуговых печах будет также стимулировать развитие тенденции повышения цен на природный газ, а также наличие весьма высокого потенциала по производству электроэнергии внутри стран.

В России стратегической программой развития Трубной металлургической компании (ТМК) до 2010 г. предусмотрена замена действующих мартеновских печей мощными ДСП на Таганрогском металлургическом и Северском трубном заводах; сооружение новых ДСП в ОАО "Уральская Сталь", на металлургических заводах "Амурметалл", Ашинском, Омутнинском, Лысьвенском и др. Кроме того, многие ломоперерабатывающие компании также строят или планируют построить в ряд мини-заводов с современными электропечами. Предполагается ввод в строй новых ДСП на металлургическом заводе им. А. К. Серова (2006 г.). Рядом с Выксунским металлургическим заводом (ВМЗ) Объединенная металлургическая компания (ОМК) ведет строительство нового мини-завода, пуск которого намечен на 2007 г. На первой фазе строительства завод обеспечит выпуск 1,2 млн т в год стальных штрипса для загрузки трубосварочных цехов ВМЗ. Этот будет один из наиболее современных и конкурентоспособных мини заводов по производству плоского проката. Литейно-прокатный комплекс завода включает выплавку стали в дуговой печи, внепечную обработку и непрерывную разливку тонких слябов с их прямой прокаткой.

Комплекс поставляется компанией Danieli на условиях «под ключ» Первая очередь завода предусматривает одну дуговую сталеплавильную печь производительностью 200 т/ч жидкой стали, выплавляемой из скрапа с добавлением до 30 % горячебрикетированного железа прямого восстановления, Масса выпуска жидкой стали — 185 т.

Примером аналогичного подхода к развитию производства стали в электропечах в Украине может служить ОАО "Нижнеднепровский трубопрокатный завод". В настоящее время разработан проект, который продвигается к стадии заключения контракта на строительство, современного специализированного мини металлургического завода «Днепросталь» с годовым объемом производства 1,32 млн т непрерывнолитой трубной и колесной заготовки диаметром 150, 170, 210, 250, 290 и 385, 410, 450, 470 мм. Предполагается, что технологическая цепочка минизавода будет включать современную дуговую сталеплавильную печь ДСП 160 для выплавки полупродукта. В соответствии с графиком, первая плавка стали ожидается летом 2008 года. Выход мини завода в течение года на проектную мощность будет сопровождаться выводом из эксплуатации мартеновского цеха, что, в частности, позволит снизить удельный расход природного газа на производство стали в 8,5 раз. Ориентировочная стоимость проекта составляет около 410 млн. долларов США.

Другим характерным примером является металлургическое производство АО "Новокраматорский машиностроительный завод", в котором производят слитки массой от 2 до 150 тонн. Несколько лет назад для условий сталелитейного цеха спроектированы, сооружены и пущены в эксплуатацию первые отечественные установки «ковш-печь» и вакууматоры (VD-VOD). В настоящее время ведутся работы по реализации второго этапа реконструкции - создания современной высокопроизводительной электродуговой печи ДСП-50, которая заменит мартеновские печи цеха. Завершив реконструкцию собственного производства АО «НКМЗ», являясь крупнейшим производителем металлургической техники, замкнет цепочку в создании комплекса сталеплавильного технологического оборудования, как на инжиниринговом уровне, так и в действующих агрегатах, и будет в состоянии осуществить создание современных отечественных металлургических мини-заводов, а также комплексную реконструкцию действующих сталеплавильных цехов.

Наиболее вероятным сценарием развития металлургии Украины представляется тот, что в Украине в ближайшие 5-10 лет может появиться несколько мини металлургических производств, ориентированных на выплавку стали в электродуговых печах из имеющегося в стране металлолома. При этом достаточно реальным может оказаться строительство нового мини-завода в непосредственной близости от Киева, что приблизит производителя длинномерного проката (арматура и пр.) к его потребителям. Это может быть тем более актуальным вследствие перехода в руки иностранного владельца основного производителя строительной арматуры металлургического комбината «Криворожсталь».

Например, в последнее время достаточно реальными становятся перспективы строительства мини-завода «на зеленой лужайке» для металлоломных групп, которые заявили о намерениях инвестировать $300 млн. в создание к 2008 году в Белой Церкви металлургических и прокатных мощностей с годовым объемом производства электростали в 1 млн. т. По мнению владельцев компании, основное конкурентное преимущество нового мини-завода перед аналогичными предприятиями стран Средиземноморья будет заключаться в выгодно отличающейся логистике, обеспечивающей выигрыш примерно $100 на тонну металлолома. Начато строительство мини-завода, в состав которого войдет дуговая сталеплавильная печь, вместимостью 50-т, строительная площадка которого выбрана в непосредственной близости от крупной Кураховской ТЭС, что обеспечит конкурентное преимущество в стоимости снабжения и доставки электроэнергии и шихтовых материалов. Предполагаемая производственная мощность завода составляет 300 – 350 тыс. т готовой продукции.

Также весьма вероятным представляется строительство мини-завода в прибрежной зоне Азовского или Черного морей, что обеспечит такому предприятию преимущества в транспортном аспекте.

Можно предположить, что в настоящее время основным технологическим построением предприятий с выплавкой стали в электродуговых печах в Украине является концепция «мини металлургического завода» со стратегий специализации в производстве или фиксации определенного сегмента рынка. Планируемое в ближайшие годы уменьшение доли мартеновской стали, обусловливает появление в структуре действующих металлургических заводов новых электросталеплавильных цехов со стратегией минимизации издержек, как с ДСП традиционной конструкции, так и адаптированных к применению жидкого чугуна в шихте (типа Conarc). По оценкам специалистов, в ближайшие 5-6 лет доля электростали в Украине может увеличиться до 10-12%.

По оценкам специалистов наиболее востребованными на российском рынке могут быть новые специализированные мини заводы, выпускающие продукцию с высокой добавленной стоимостью, что позволит компенсировать увеличение затрат при относительно небольшом объеме производства. Если рассматривать возможность строительства мини заводов, не принадлежащих крупным металлургическим комбинатам, в Центре и на Юге Европейской части Российской Федерации, на Урале, в Сибири, следует учитывать, что это может оказаться экономически целесообразным, прежде всего в районах, обладающих ресурсами доступных и дешевых металлолома и электроэнергии, а также предприятиями-потребителями продукции мини заводов при благоприятных транспортных условиях. Таким образом, появление и развитие мини-заводов как альтернативы интегрированным предприятиям представляется закономерным и в современных условиях, и в перспективе. Планируется, что к концу 2010 г. доля электросталеплавильного производства в России может возрасти до 27 - 30%.

Таким образом, настоящее время происходит динамичное развитие электрометаллургических комплексов, как в России, так и в Украине. При этом переход к новой системе сталеплавильной технологии касается реструктуризации наиболее сильной отрасли экономики обоих стран, которая непосредственно влияет на развитие промышленности в целом. Поэтому крайне необходимо, чтобы процесс врастания новых технических и технологических решений имел общую концептуальную направленность и позволил рационально проводить строительство и реконструкцию заводов без снижения темпов развития в долгосрочной перспективе с учетом того факта, что рост производства каждой из стран происходит на основе внутренней сырьевой базы.

РЕКЛАМА НА САЙТЕ

КНИГИ ПО МЕТАЛЛУРГИИ