Смирнов А.Н., Сафонов В.М. и др. Металлургические мини-заводы

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 1. Общие тенденции развития современных … 71

Таблица 1.13. Типы предприятий в структуре мировой

металлургии

№

Тип предпри-

ятия

Капитальные

затраты,

долл./т

Амортиза-

ционные

отчисле-

ния,

долл./т

Энерго-

затраты,

ГДж/т

Традиционные

заводы с полным

циклом

1000 150 24-30

Мини-заводы,

перерабатываю-

щие сырье пря-

мого восстанов-

ления (или в со-

четании с ломом)

450 70 14-17

Мини-заводы,

перерабатываю-

щие металлолом

300 45 11-14

Очевидно, что благодаря большому количеству внедрен-

ных инноваций в технологические, структурные и организацион-

ные процессы мини металлургические заводы имеют инвестици-

онную привлекательность и эффективно конкурируют на рынке.

При принятии решений о направлении инвестиций в пер-

вую очередь учитываются интересы производства. Происходит

пересмотр инвестиционных программ, отказ от дорогостоящих

проектов в поиске

решения проблем предприятий с учетом

имеющихся средств [57]. Поэтому растет количество предпри-

ятий переходного типа с полным циклом, имеющих в составе ми-

ни-заводы (модули).

72 Металлургические мини - заводы

Основные инновационные особенности мини металлурги-

ческих заводов относительно металлургических заводов и ком-

бинатов полного цикла представлены в табл.1.14.

Таблица 1.14. Инновационные особенности мини-заводов

Технологические Структурные Организационные

1 2 3

Применение технологии

непрерывной разливки

стали, что в сравнении с

традиционными комбина-

тами исключает потреб-

ность громоздкого по-

строения системы об-

жимных прокатных ста-

нов.

Небольшие площа-

ди, требуемые для

размещения обору-

дования, величина

которых примерно в

8-15 раз ниже, чем

для традиционных

металлургических

комбинатов.

Возможность рас-

ширения в зависи-

мости от

рыночно-

го спроса

Возможность согласова-

ния работы основных

технологических агрега-

тов «электродуговая

печь» - «внепечная обра-

ботка» - «машина непре-

рывной разливки» в дос-

таточно широком диапа-

зоне годовой мощности

(0,1-1,5 млн. т готовой

стали в год)

Небольшое количе-

ство персонала, ко-

торый находится в

безопасной пульто-

вой зоне. Сущест-

венное снижение

трудозатрат по срав-

нению

с заводами

полного цикла. При-

влечение штатного

персонала только в

основном производ-

стве.

Затраты, не свя-

занные непосред-

ственно с произ-

водством и прода-

жей продукции,

сведены к мини-

муму, объем про-

даж на одного ра-

ботающего макси-

мален

Глава 1. Общие тенденции развития современных … 73

Продолжение табл. 1. 14

1 2 3

Достижение мини-

мальной длительности

цикла "шихта-прокат"

Наличие системы газо-

очистки с улавливани-

ем токсичных выбро-

сов

Отсутствие больших

складов и террито-

рий для хранения

полупродуктов

Увеличение доли пер-

вородных материалов в

шихте за счет продол-

жения передела «руда -

металлизированное же-

лезо/чугун»

Небольшие сроки про-

ектирования и строи-

тельства, ориентация

капитальных вложений

на минимальные сроки

окупаемости.

Гибкость мини ме-

таллургических за-

водов, возможность

быстро реагировать

на изменение конъ-

юнктуры рынка

Технологические опе-

рации различных пере-

делов максимально при-

ближены друг к другу и

синхронизированы

Отсутствие больших

доменных, мартенов-

ских цехов, разветв-

ленной общественной

инфраструктуры.

Уменьшение объема

транспортных пере-

возок внутри завода

Глубокое рафинирова-

ние стали, в том числе

деазотация, устраняю-

щая результаты насы-

щения стали азотом в

зоне высокомощных

дуг

Высокая отдача от

внедрения персональ-

ных компьютеров и

АСУ, что обеспечивает

повышение произво-

дительности труда и

улучшение качества

продукции

Таким образом, развитие и модернизация отечественных

металлургических предприятий должны преимущественно осу-

ществляться на базе современных технологий и оборудования,

что обеспечит повышение экспортного потенциала и привлечет

крупные иностранные инвестиции в долгосрочном аспекте. Это

сегодня подтверждено примером ЗАО «ММЗ «Istееl (Украина)» и

74 Металлургические мини - заводы

ОАО «Енакиевский металлургический завод». Практика модерни-

зации этих заводов и быстрый выход на уровень мировых стан-

дартов подтвердила широкие возможности в достижении конку-

рентоспособных показателей при условии индивидуального и

взвешенного подхода к реконструкции.

1.5. ПЕРСПЕКТИВЫ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МИНИ-ЗАВОДАХ

Доля потребления энергии мировой металлургической

отраслью достигает

20 % [58]. В частности, черной металлургией

потребляется 18-19 ЕДж при производстве 902 млн.т стали в год

(2003 год) [59]. Согласно прогнозам, в 2020 году потребление

энергии отраслью превысит 20 ЕДж при годовом производстве

стали 1280 млн.т.

В современных условиях оценку прогрессивности техноло-

гий металлургического производства, следует проводить, в пер-

вую очередь, по энерго-экологическим показателям. В связи

этим можно говорить о новом для производства понятии – его

энерго-экологическом качестве, определяемом количеством ис-

пользованного основного природного ресурса - энергии и эколо-

гической чистотой её получения [60]. Следовательно, энергоем-

кость продукции в настоящем и ближайшем будущем необходи-

мо рассматривать как основной стратегический показатель, опре-

деляющий положение производителя стали на мировом

рынке.

Уровень потребления энергии в значительной степени за-

висит от производственного процесса получения стали, при этом

лучшие показатели достигаются при производстве стали из лома

Глава 1. Общие тенденции развития современных … 75

на мини металлургических заводах и составляют 4,5-8,5 ГДж/т

против 19-29 ГДж/т для заводов полного цикла.

Следует отметить, что представленные данные относятся к

современным металлургическим предприятиям, а в странах СНГ

данные показатели значительно выше, что объясняется наличием

устаревших технологий и оборудования. Так, в рамках програм-

мы «TAСIS» проводили сравнение расхода энергии

на производ-

ство металлопродукции в странах СНГ, при этом было отмечено

превышение удельного потребления энергии на 20-30% по срав-

нению с соответствующими отраслями Западной Европы [61].

Интегрированные заводы, производительность которых

достигает нескольких миллионов тонн готовой продукции, рабо-

тающие в цикле «руда - прокат», вышли по объёмам в область

насыщения. Законы техноэволюции утверждают, что

техническое

новое ведет к большей электрооснащенности, более утонченному

использованию энергии, росту информационной составляющей,

определяющей решения по энергосбережению. Этот факт являет-

ся подтверждением наличия преимуществ мини-заводов произ-

водительностью 0,04-2,0 млн. т/год в сравнении с традиционной

технологией полного цикла.

Вместе с тем, стоит отметить, что энергоемкость электро-

плавки зависит от типа применяемой

шихты. Так, оценка техно-

логических параметров производства стали на базе рудного сы-

рья и на базе металлолома, на основе энергозатрат на 1 тонну го-

товой продукции, учитывающая все переделы, начиная с добычи

руды и переработки металлолома и заканчивая выплавкой стали,

представлена в табл.1.15, [62, 63]. Видно, что удельный расход

условного топлива при переработке

стального лома в ДСП со-

ставляет 127,54 в сравнении с 591,09 кг. у.т./т для случая произ-

водства стали на интегрированном заводе.

76 Металлургические мини - заводы

Таблица 1.15. Удельный расход энергии, кг условного топлива

на 1 т готового продукта различных произ-

водств

Процесс

Производство

стали из руд-

ного сырья,

кг. у.т./т

Производство

стали на базе

металлолома,

кг. у.т./т

Добыча и обогащение 18,5

Окомкование / переработка

лома

33,7 4,28

Производство кокса 57,4

Получение чугуна 443,7

Сталеплавильное

производство

37,79 123,26

Итого

591,09 127,54

Кроме того, стоит отметить, что при электроплавке шихты,

содержащей 30 % жидкого чугуна и 70 % лома, энергоемкость

стали примерно в полтора раза ниже, чем при доменно-

конвертерном способе её производства (20% лома). При этом

экономия энергии существенно зависит от энергоемкости спосо-

ба получения чугуна. Применение в шихте электроплавки метал-

лизированных окатышей также существенно сказывается

на за-

тратах энергии (табл.1.16)

На энергоемкость производства металлопродукции влияет

и уровень загрузки технологических агрегатов. Так, энергоем-

кость продукции черной металлургии стран СНГ в последние го-

ды возросла на 34 %, что было связано с недозагруженностью

производственных мощностей, увеличением продолжительности

холостого хода, что сказалось на себестоимости стали [64].

Глава 1. Общие тенденции развития современных … 77

Таблица 1.16. Затраты электроэнергии

Затраты энергии

Показатель

ГДж

кВт×ч

Производство с полным цик-

лом

19-29 5282-8062

Мини-завод:

100 % окатышей 16,2-20,3 4543-5643

50% лома+50% окаты-

шей

10,8-14,8 2995-4107

100% лома 4,5-8,5 1250-2363

Прямое восстановление 11-12 3058-3363

По мнению экспертов, наиболее дешевым технологичным

и экологически чистым способом, как в настоящем, так и в буду-

щем будет оставаться выплавка стали из лома в электродуговых

агрегатах. В первой половине ХХI века прогнозируется быстрый

рост производства электростали, которая уже сейчас составляет

более 40 % [65]. Действительно, к началу третьего тысячелетия в

мире накоплен

огромный металлофонд, а стоимость производства

электричества неуклонно снижается благодаря совершенству

электрогенерирующих станций, постепенно приближаясь к цене

первичных источников энергии.

При использовании технологий, отвечающих современных

требованиям, прогнозируется на период до 2020 года снижение

удельного расхода энергии до 12,5 ГДж/т жидкой стали при про-

изводстве её из железной руды и 3,5 ГДж/т - при производстве

на

мини металлургических заводах [66].

Таким образом, перспективы развития мини металлургиче-

ских заводов и их конкурентоспособность определяются и в

значительной степени зависят от количества, состава и стоимости

78 Металлургические мини - заводы

шихтовых материалов, тенденций развития электроэнергетики, а

также величины тарифов на электроэнергию.

1.6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МИНИ-ЗАВОДОВ

В 2003 г. в мире было произведено около 945 млн.т стали и

примерно 340 млн. т сопутствующих промышленных отходов,

или почти 400 кг на одну тонну стали. Большая часть отходов (70

-80%) приходится на шлак, который утилизируется

в секторе

строительных материалов для производства цемента, а также в

дорожном и гражданском строительстве. Однако до настоящего

времени значительная часть отходов сталеплавильного производ-

ства идет в отвалы. Это соответствует примерно 100 млн.т в год,

в числе которых 50-60 млн.т пыли и шлама из системы газоочи-

стки, а также остатки шлака, не

переданного в утилизацию [67].

В табл. 1.17 приведены сравнительные экологические по-

казатели производства металлургической продукции стран ЕС и

СНГ [68, 69].

Данные, приведенные в табл. 1.17 показывают, что наибо-

лее грязным в экологическом плане является мартеновское про-

изводство, а электросталеплавильное является достойной альтер-

нативой конвертерному. Выбросы пыли в окружающую среду на

всех этапах металлургического передела

в странах СНГ значи-

тельно выше, чем странах ЕС. Это связано с тем, что предприятия

СНГ используют низкоэффективные системы газоочистки.

Удельные выбросы пыли в 50-х годах составляли около 10 кг/т

выплавленной стали, а в настоящее время снизились до 0,5 кг/т

[25, 71].

Глава 1. Общие тенденции развития современных … 79

Таблица 1.17. Экологические показатели металлургического

производства (на 1 т продукции) в странах ЕС и

СНГ [70]

Показатель

Коксовое

Агломе-

ра-

ционное

Доменное

Марте-

нов-

ское

Конвер-

терное

Электро-

стале-

плавиль-

ное

Металлургические предприятия стран ЕС

Расход энер-

гии, ГДж

3,20-3,90 1,54-1,65 11,2-19,8 0,19-0,30 1,25-1,80

Расход воды, м

0,80-10,0 0,01-0,03 0,01-50,0 0,40-0,15

Выбросы:

пыль, кг

0,02-0,08 0,17-0,28 0,08-0,05 0,08-0,15 0,001-0,78

СО, кг

0,13-1,50 0,01-0,04 0,70-1,75 1,50-7,96 0,74-3,90

, кг

0,03-0,98 0,90-1,80 0,02-0,23 0,02-0,13

NО

, кг

0,23-0,60 0,44-1,50 0,03-0,12 0,01-0,02 0,12-0,24

отходы, кг

63,2-75,5 0-0,32 232,5-382 100-173 122-180

стоки, м

0,30-0,40 0-0,06 0,10-3,30 0-7,00 0

Металлургические предприятия стран СНГ

Расход энер-

гии, ГДж

3,40-4,00 2,00-2,10 21-26 4,2-5,1 1,48-0,93 1,80-2,00

Расход воды, м

1,17-2,00 2,2-5,93 23,5-43,8 8,6-35,5 1,10-13,00 0,90

Выбросы:

пыль, кг

0,63-1,10 1,50-2,00 0,80-1,18 0,8-35,5 0,87-1,03 2,90-7,10

СО, кг

2,36-6,70 30-41 2,39-30,0 0,6-4,1 0,70-5,75 2,39-7,10

, кг

0,76-1,00 0,66-3,18 0,10-0,20 0,3-0,6 0,01-0,06 0,15-0,16

NО

, кг

0,25-0,60 0,45-0,62 0,08-0,14 1,3-4,3 0,03-0,06 0,90-1,80

отходы, кг

2,60 0-0,07 471-535 200-211 150-180

стоки, м

0 1-5,1 10-41 0,9-12,0 0,90

Сталелитейные компании мира инвестируют значительные

средства в охрану окружающей среды. Так, в Германии вклады-

вают в экологические мероприятия от 20 до 27, а в США – от 12

80 Металлургические мини - заводы

до 15 долл./т стали. Основная доля полученных средств направ-

ляется на системы газо- и водоочистки, остальные используют

для подготовки твердых отходов к утилизации [69].

Крайне низкая рентабельность металлургического произ-

водства Украины, затянувшийся процесс приватизации не спо-

собствует перевооружению промышленности. На сегодняшний

день 50 % стали производится в мартеновским способом (табл.

1.18), большая часть производственных

мощностей изношена, а

спрос на чистые технологии крайне низок.

Финансирование экологических программ осуществляется

в рамках проводимого в Украине эксперимента, согласно кото-

рому 90% экологических платежей возвращается предприятию

для проведения природоохранных мероприятий. Однако, размер

платежей редко превышает 0,5 млн. долл. В условиях кризиса пе-

репроизводства металла металлургическим предприятиям, преж-

де всего, необходимо решать экологические

проблемы в ком-

плексе с экономическими.

Согласно решению Европейской экономической комиссии

ООН, принятому на семинаре «Экологические аспекты примене-

ния чистых технологий, рационального использования энергоре-

сурсов и утилизации отходов в черной металлургии», внешние

кредиты на реконструкцию будут предоставляться при наличии

экологической программы как составной части бизнес-плана ре-

конструкции предприятий в

целом. Такой подход предоставления

кредитов должен служить залогом того, что выделяемые средства

не будут израсходованы, например, на ремонт устаревшего обо-

рудования. Таким образом, лишь те предприятия стран СНГ, ко-

торые концентрируют свои усилия и инвестиции на создание

конкурентоспособной продукции, производимой без ущерба для