Реконструкция сталеплавильных комплексов украинских предприятий сего-дня возможна лишь при условии совмещения действующего производства с про-грессивными методами и технологиями внепечной доводки и непрерывной разлив-ки стали. Такой подход подтверждает актуальность инновационного пути развития отечественного ГМК

C:Jeanazovsteel-6-2004.htm

Инновации по совместительству

Металлургическая промышленность
является инновационной отраслью. Это
обусловлено целой совокупностью динамически
взаимодействующих факторов, к числу которых
следует отнести:

Для ГМК Украины путь инновационного развития
следует рассматривать как наиболее эффективный
с точки зрения поддержания его стабильного
функционирования. Это обусловлено, прежде всего,
тем фактором, что Украина является одним из
ведущих мировых нетто-экспортеров
металлопродукции и сильно зависит от
конъюнктуры мирового рынка стали.

При этом важнейшей составляющей стратегического
развития черной металлургии является повышение
конкурентоспособности металлургических
предприятий на мировом рынке путем
совершенствования основных технологических
систем в соответствии с требованиями
научно-технического прогресса.

На уровне несоответствия

В настоящее время решающим фактором для любого
металлургического предприятия является не
просто сбалансированная система технологий по
всем основным металлургическим переделам, но и
конкретно — уровень развития сталеплавильного
комплекса. А здесь, по сути, ни один
сталеплавильный цех Украины не соответствует
сложившимся в последнее десятилетие в мире
представлениям о современном
высокотехнологичном производстве.

Доля мартеновского способа выплавки в настоящее
время колеблется на уровне 50% от общего объема
производства стали. Для сравнения отметим, что
даже в России, где огромные запасы природного
газа обеспечивают совершенно уникальную
ситуацию для металлургов, доля мартеновского
производства составляет менее 30% и продолжает
уменьшаться. А в мировой практике от
мартеновского производства уже давно
отказались, и выплавка стали осуществляется либо
в конвертерах, либо в высокомощных дуговых печах.

Существенное технологическое отставание
наблюдается и в организации процесса разливки: в
Украине только 22-24% стали разливается
непрерывным способом, причем подавляющее
количество МНЛЗ установлено 10-15 лет назад и
более.

Несмотря на то, что объемы стали, разливаемой
непрерывным способом, в последние годы заметно
растут, этот показатель является угрожающе
низким, поскольку в большинстве стран мира он
составляет 90-92% и более. При этом более 60-70% всего
количества МНЛЗ в мире построено или
реконструировано в последние 10-15 лет.

Между тем именно технологическое построение
сталеплавильного цеха, базирующееся на
современной стратегии внепечной обработки и
непрерывной разливки стали, обеспечивает
максимальный энерго- и ресурсосберегающий
эффект в совокупности с минимальным
воздействием на окружающую среду. По усредненным
оценкам, комплексная технология внепечной
обработки стали («ковш-печь») в совокупности с
высокопроизводительными сортовыми МНЛЗ
позволяет:

При этом выход годной металлопродукции
увеличивается в среднем на 17-20%.

В условиях действующего производства

В целом для большинства существующих
сталеплавильных цехов Украины наиболее
целесообразным представляется реконструкция
действующих производств с целью создания энерго-
и ресурсосберегающих циклов, базирующихся на
современных технологиях внепечной обработки и
разливки стали.

Однако практически для любого металлургического
предприятия существуют специфические
особенности, которые необходимо рассматривать
при создании бизнес-плана реконструкции. В их
числе:

Важным условием является, как правило,
поддержание максимально высокого объема
производства стали непосредственно в ходе
реконструкции, что значительно затрудняет
условия процесса трансформации технологической
схемы сталеплавильного цеха. При этом необходимо
иметь в виду, что в ходе реконструкции создаются
достаточно сложные (критические) условия для
поддержания стабильности функционирования
основного производства как технологической
системы. И весьма важным при реконструкции
сталеплавильного цеха является определение
критических параметров возмущения, при которых
нарушается устойчивость системы в целом (или
система теряет равновесие).

Поэтому можно с уверенностью утверждать, что
эффективная трансформация технологической
системы в сталеплавильном производстве
представляется достаточно сложной задачей,
которая может быть решена только при условии
совмещения действующих агрегатов и технологий с
прогрессивными методами и технологиями
внепечной доводки и непрерывной разливки стали.
Такой подход требует оригинальных решений в
части создания новых образцов оборудования и
соответствующих технологий, что, по сути, и
предполагает именно инновационный путь
развития. В пользу инновационного подхода к
развитию сталеплавильного комплекса
свидетельствуют и основные мировые тенденции,
суть которых сводится к повышению удельной
производительности плавильных агрегатов и МНЛЗ
в совокупности с обеспечением высокого уровня
качества заготовки (рынок непрерывно-литой
заготовки достаточно быстро расширяется, а
требования к качеству постоянно растут).

Используя мировой опыт

Анализируя накопленный в мире опыт
реконструкции сталеплавильных цехов, следует
выделить едва ли не главную тенденцию,
заключающуюся в повышенном внимании к
эффективному совмещению процессов выплавки
стали, характеризующихся обязательной
дискретностью, с процессами ее непрерывной
разливки (квазинепрерывный процесс). Как
показывает практика, высокую гибкость и
устойчивость системе производства и непрерывной
разливки стали придает использование агрегатов
для комплексной внепечной доводки стали типа
«ковш-печь», которые выполняют функции доводки
стали по температуре и химическому составу, а
также ее рафинирования. Наличие функции
подогрева стали в ковше обеспечивает решение
важнейшей организационной проблемы — подачи
стали на МНЛЗ в заданное время с требуемыми
кондициями, что существенно повышает
устойчивость технологической системы
производства и разливки стали в целом.

Сегодня многие эксперты сходятся во мнении, что
производительность одного ручья блюмовой
сортовой МНЛЗ должна составлять 220-250 тыс.т, а для
одного ручья слябовой МНЛЗ — 1,5-1,7 млн.т заготовки
в год. В принципе такие показатели в 1,5-2,3 раза
превосходят рабочие параметры тех МНЛЗ, которые
были построены еще 15-18 лет назад. Соответственно,
новые высокие требования к производительности
МНЛЗ в целом вызывают дополнительные требования
к функционированию всей технологической системы
производства и разливки стали, что предполагает
корректировку некоторых положений в базовых
проектах агрегатов «ковш-печь» и МНЛЗ, а также
расширение области применения АСУ и повышение
роли сервисного обслуживания основных
технологических агрегатов.

Именно при использовании
высокопроизводительных МНЛЗ удается
реализовать концепцию модульного построения
сталеплавильных технологий, что предполагает
наличие одного агрегата для выплавки стали,
одного агрегата «ковш-печь» и одной МНЛЗ в единой
технологической цепочке. Такое построение
получило тотальное распространение в
современной концепции мини-металлургического
завода со стратегией развития «минимизация
издержек». По разным оценкам, на
мини-металлургических заводах мира производится
от 23% до 28% металлопродукции.

Высокую эффективность концепции современного
мини-металлургического завода доказывают,
например, показатели работы ЗАО «ММЗ «ИСТИЛ
(Украина)» (г. Донецк), которое было создано на
базе электросталеплавильного цеха ДМЗ. В
результате комплексной реконструкции в рамках
уже существующего с 1980г. цеха и его
инфраструктуры за последние годы были запущены в
эксплуатацию высокоэффективные технологические
агрегаты для выплавки (120-тонная ДСП), внепечной
обработки (установка «ковш-печь» и агрегат
вакуумирования в ковше) и непрерывной разливки
стали (высокоскоростная шестиручьевая сортовая
МНЛЗ). В 2003г. предприятием произведено 675 тыс.т
жидкой стали, из которой около 600 тыс.т разлито на
МНЛЗ. По мнению руководителей предприятия, в 2004г.
будет достигнут 30%-й рост объемов производства
при условии обеспечения бесперебойных поставок
сырья и энергоносителей. В целом же опыт
реконструкции и развития ЗАО «ММЗ «ИСТИЛ
(Украина)» представляется весьма ценным для ряда
металлургических заводов Украины и России, чье
производство составляет несколько сотен тысяч
тонн стали в год.

Достаточно впечатляющие результаты получены при
реконструкции конвертерного цеха Енакиевского
металлургического завода. Для определения
формата реструктуризации ЕМЗ был привлечен и
проанализирован большой объем отечественной и
зарубежной информации, что позволило выполнить
сравнительный анализ состава оборудования и
технологического уровня более чем 60
металлургических предприятий Европы и Азии,
производящих аналогичную продукцию (сортовая
заготовка и длинномерный прокат). При этом было
установлено, что количество заводов с полным
металлургическим циклом, производящих
квадратную заготовку и длинномерный прокат,
значительно меньше, чем количество мини-заводов,
большая часть которых ориентирована на
производство крупных профилей и трубной
заготовки.

Процесс реструктуризации Енакиевского
металлургического завода, начатый в 2000г.,
осуществлялся без остановки и сокращения
объемов основного производства, что следует
рассматривать как уникальное решение, не имеющее
прямых аналогов в мировой металлургической
практике. После выполнения соответствующих
пусконаладочных работ и отработки системы
промышленных технологий комплекс «ковш-печь» —
«МНЛЗ» начал функционировать в штатном режиме (с
июля 2003г.). Это позволило до конца 2003г. произвести
420 тыс.т квадратной непрерывно-литой заготовки,
себестоимость которой примерно на 75-80 грн./т ниже,
чем у аналогичной, прокатанной из слитка. В
настоящее время комплекс обеспечивает
производство 85-86 тыс.т непрерывнолитой заготовки
в месяц, что соответствует современному мировому
уровню.

С учетом того факта, что оборудование и
соответствующие технологические решения были
выполнены АО «Ново-Краматорский
машиностроительный завод», следует признать, что
в Украине созданы все необходимые предпосылки
для перевооружения сталеплавильных цехов
металлургических предприятий отечественным
оборудованием и технологиями, соответствующими
лучшим мировым образцам. Создание отечественной
базы для производства современного оборудования
для сталеплавильных цехов, которое
конкурентоспособно с образцами лучших
зарубежных фирм, представляется приоритетной
задачей украинских машиностроителей и ученых.

Опыт модернизации Енакиевского МЗ подтвердил
возможность реструктуризации мощного
конвертерного цеха консервативной концепции
(без наличия в базовом проекте цикла непрерывной
разливки стали) в современное предприятие. При
этом была проведена поэтапная реконструкция ККЦ
без падения объемов производства. Отметим также
обеспечение устойчивости работы предприятия при
совмещении в рамках одного цеха консервативного
слиткового передела и современной
высокопроизводительной МНЛЗ.

Обновленный сляб

Важной стратегической задачей для черной
металлургии Украины является реструктуризации
сталеплавильных цехов тех заводов, которые
ориентированы на производство плоского проката.
Сегодня уже достаточно очевидно, что для
обеспечения конкурентоспособности украинской
металлопродукции (слябы и плоский прокат)
необходимо коренным образом изменить подход к
концепции внепечной обработки и непрерывной
разливки на слябовых МНЛЗ. Это, в первую очередь,
относится к проблеме повышения качества
металлопродукции, а также освоению новых марок
высокопрочных сталей типа Х70 или высокочистых
сталей повышенной пластичности типа ULC или IF. В
этом плане представляется целесообразным
широкое применение внепечной обработки на
установках «ковш-печь» и агрегатах
вакуумирования стали в ковше типа VD/VOD.
Одновременно для повышения качества сляба
необходимо предусматривать определенную
систему технических и технологических решений
непосредственно в цикле разливки стали. Отметим,
что МНЛЗ для получения «классического» сляба
претерпевают в последнее время серьезные
конструкционные изменения. Эти изменения
заключаются в следующем:

Обобщая опыт реструктуризации ряда
сталеплавильных цехов в Украине, России, а также
в странах Европы и Северной Америки, можно
выделить следующие доминантные тенденции:

Александр Минаев, ректор ДонНТУ

Алексей Смирнов, профессор ДНТУ