На импорт тратим денег больше, чем необходимо для создания собственного производства прецизионных труб из цветных металлов
Юрий СТАСОВСКИЙ, кандидат технических наук
ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА ПРЕЦИЗИОННЫХ ТРУБ ИЗ ЦВЕТНЫХ МТАЛЛОВ В УКРАИНЕ
Нет, пожалуй, необходимости тратить много слов на то, чтобы доказать: технический прогресс в машиностроении, электротехнике, автомобилестроении, радиоэлектронике, авиационной, ракетной, атомной и космической
технике, приборостроении непосредственно связан с применением прецизионных труб из цветных металлов и их сплавов. На сколько широко развиты эти промышленные направления в Украине – тоже доказывать не надо. Тем более нелогичным выглядит на этом фоне тот факт, что наша страна до сих пор свои потребности в прецизионных трубах
из цветных металлов удовлетворяет, в основном, за счет импорта из Российской Федерации. И это при том, что в Украине имеются месторождения полезных ископаемых, которые практически не разрабатывались, есть и отходы промышленных предприятий, содержащие цветные металлы, но они практически не перерабатываются…
Не будем говорить об объективных и субъективных причинах такой ситуации. Автор ставит перед собой задачу показать, что выход из такой ситуации — есть. Достаточно эффективный и требующий относительно небольших
капиталовложений. Изучение конъюнктуры украинского рынка показывает, что трубы из многих цветных металлов и сплавов на их основе по-прежнему закупаются в значительных объемах за рубежом – преимущественно, как уже
подчеркивалось, из России (это трубы из алюминиевых сплавов, меди, латуни, бронз, драгоценных металлов, бескислородной меди и других цветных металлов и сплавов на их основе). Неудовлетворенный спрос на эту продукцию
достигает примерно 60 тыс. тонн в год. Потребность в полуфабрикатах (включая трубы) из меди не удовлетворяется на 30%, латуни — 40%, медноникелевых сплавов — 65%, титана — 80%, бескислородной меди — 100%, алюминия и его сплавов — 100%.
Наиболее мощной производственной базой в Украине по производству труб широкого сортамента специального назначения из различных сталей и сплавов является ОАО “Никопольский Южнотрубный завод”. Единственный в Украине ОАО “Артемовский завод по обработке цветных металлов” (концерн “АЗОМ”) специализируется на производстве полуфабрикатов (труб, прутков, проволоки, листа, полосы, ленты, фольги и др.) из тяжелых металлов (меди и сплавов на ее основе). На других трубных заводах Украины также имеется необходимое оборудование и ведутся работы по
освоению новых видов полуфабрикатов, в том числе труб специального назначения из некоторых цветных металлов и сплавов на их основе.
Структуру сквозной технологии производства прецизионных изделий, и в том числе труб можно представить в виде пяти крупных технологических завершенных блоков: выплавка исходного металла; изготовление исходной заготовки (слитки полого и сплошного сечения); получение передельной заготовки определенных размеров; деформационные циклы с применением дополнительных технологических операций определяющих качество продукции; применение уникальных процессов для выполнения необходимых специальных требований к продукции. Первый блок обеспечивает необходимое качество металла. В зависимости от требований, предъявляемых к трубам, определяются способы выплавки исходного металла, требования к исходной шихте и используемым для ее подготовки компонентам. Надо
сказать, что многие крупнейшие предприятия Украины оснащены современными агрегатами для обеспечения требуемого качества металла.
Второй блок определяет геометрические размеры и качество исходной заготовки, которая в последующем подвергается различным способам обработки давлением. В зависимости от требований к трубам по материалу, геометрическим размерам, физико-механическим и другим свойствам — определяется способ изготовления исходной заготовки. Некоторые из действующих предприятий Украины имеют для этого соответствующие технические возможности.
Третий блок предусматривает переработку исходной заготовки в передельную, максимально приближающуюся по
геометрическим размерам к готовой продукции, или получение собственно товарной продукции.
Действующие предприятия Украины оснащены прессовым, кузнечным, прокатным и другим вспомогательным оборудованием, обеспечивающим получение требуемой передельной заготовки.
Четвертый блок предусматривает изготовление готовых товарных труб широкого сортамента из различных цветных металлов и сплавов на их основе в соответствии с требованиями потребителей. Если сопоставить с прогрессивными тенденциями в мировой практике, то можно утверждать, что для достижения необходимого качества продукции действующие предприятия Украины в полной мере не готовы, поскольку недостаточно оснащены современными
оборудованием и сквозными технологиями, отвечающими мировым требованиям. В первую очередь, следует отметить, что практически не развиваются в промышленных масштабах бухтовое и длиннооправочное волочение, а также другие
перспективные способы деформации. Между тем, потенциальные возможности предприятий машиностроительного комплекса Украины позволяют наладить изготовление специализированного современного оборудования для дооснащения уже действующих и оснащения вновь создаваемых отечественных предприятий. Это относится к оборудованию для деформации (станы различных конструкций), термической и химической обработки, комплексной отделки и др. Некоторые виды современного импортного оборудования целесообразно было бы закупить для
промышленного опробования и освоения в наших условиях, в качестве пилотных образцов.
Пятый блок позволяет обеспечить трубы специальным комплексом свойств, выдвигаемых потребителем. Среди них, например, — безокислительная поверхность изделий, супермелкозернистая структура металла труб, повышенная прочность и т.д. В этих направлениях проводились многолетние исследования отечественных ученых и специалистов, имеются разработки на уровне изобретений, многие из них уже внедрены в производство и подтвердили свою
высокую эффективность.
Самым крупным и базовым в Украине заводом по обработке цветных металлов (из меди и ее сплавов) является ОАО “Артемовский завод ОЦМ”. Он оснащен специализированным оборудованием для плавки металла, разливки слитков, прессования труб и прутков, прокатки труб, волочения труб, прутков, проволоки, производства медной катанки. То есть,
практически реализована идея сквозной технологии, описанной ранее. Однако, из-за отсутствия необходимого оборудования и технологий здесь пока невозможно изготавливать прецизионные трубы из меди и латуни ( в частности
– тонкостенные, капиллярные и плоскоовальные).
Производство полуфабрикатов (в основном прецизионных труб широкого сортамента) из сплавов на основе тугоплавких металлов традиционно развивалось в Украине, начиная с 60-х годов, на Опытном заводе Государственного трубного института (ОЗ ГТИ), который является уникальным предприятием, созданным целенаправленно для изготовления труб
специального назначения из прецизионных сплавов на основе тугоплавких металлов для космической техники, авиации, судостроения и других приоритетных отраслей. Оно оснащено необходимым технологическим оборудованием и долгие годы являлось монополистом в этой области. Применительно к условиям ОЗ ГТИ разработаны, апробированы и промышленно освоены (мне довелось принимать в этом самое активное участие) новые технологии изготовления труб широкого сортамента из большого спектра сплавов на основе ниобия, тантала, ванадия, гафния, титана, молибдена, вольфрама, хрома, циркония и других металлов. С начала 1993 года там же начато изготовление медных и латунных труб (преимущественно тонкоcтенных и капиллярных).
Кроме того, для отработки параметров технологии и освоения новых видов труб и другой металлопродукции из цветных металлов, с 1994 года перепрофилирован экспериментально-производственный участок этого института, оснащенный прессами (усилием 5000 и 16000 кН), обширным парком станов холодной прокатки труб, линейными и барабанными
волочильными станами (усилием 140, 80 и10 кН); термосредствами и другим необходимым оборудованием.
В последние годы “Никопольский Южнотрубный завод” начал производство холоднодеформированных бесшовных труб широкого сортамента из меди и латуни в соответствии с разработанными техническими условиями (ТУ) и, в том числе, — с использованием нетрадиционной трубной заготовки (латунных гильз артиллерийских выстрелов).
Там же наладили производство труб широкого сортамента из алюминиевых сплавов типа АД1 по нетрадиционной технологии со значительным расходным коэффициентом металла. Кроме того, освоены или осваиваются промышленные технологии производства прецизионных труб из сплавов на основе титана и циркония.
Производство труб из цветных металлов и сплавов на их основе (медь, латунь, алюминий, серебро, платина и другие) в незначительных объемах налажено и другими предприятиями — в Днепропетровске, Евпатории, Киеве, Донецке,
Харькове. Долгие годы единственным производителем профилей и некоторых типоразмеров труб из деформируемого
алюминиевого сплава АД31 (номенклатура представлена более чем 500 типоразмерами) являлся Броварской алюминиевый завод строительных конструкций.Надо сказать, что в настоящее время создан промышленный участок по производству алюминиевых профилей мелкого сортамента на ОАО “Харьковский велосипедный завод”. Причем это
оборудование позволяет изготавливать прессованные трубы в диапазоне размеров: наружный диаметр – 10-100 мм; толщина стенки — 1,0-12 мм; длиной — до 6 м. При оснащении существующей производственной линии моталкой можно
изготавливать прессованные трубы в бунтах. Это очень важно в рамках внутриотраслевой кооперации обеспечения передельной заготовкой, поскольку в условиях ОАО “Артемовский завод ОЦМ” начали производство алюминиевых труб из первичного алюминия марки А6. Это предприятие оснащено барабанными волочильными станами, на
которых можно изготавливать тонкостенные трубы широкого сортамента, используя прессованную трубную заготовку в бунтах.
Одним словом, автор хочет подчеркнуть, что мы обладаем немалым потенциалом, и что у нас есть в рассматриваемой проблеме определенные подвижки. Однако и незакрытых “брешей” — тоже немало.
В настоящее время в Украине отсутствует производство труб из редких, редкоземельных и радиоактивных металлов. Трубы из благородных металлов в промышленных объемах также не производятся. На некоторых предприятиях только
началось освоение выпуска полуфабрикатов (труб, прутков, проволоки, листа, полосы и др.) из платины, золота, серебра и их сплавов в незначительных объемах, с использованием в качестве сырья лома и отходов, содержащих соответствующие металлы. Однако принимаемые меры не полностью решают возникшие проблемы с потреблением и производством полуфабрикатов из цветных металлов.
Имеющаяся в стране неудовлетворенная потребность в некоторых видах прецизионных труб по-прежнему покрывается за счет импорта. Выпускаемая украинскими малыми, средними и крупными предприятиями продукция, в большинстве
случаев, неконкурентоспособна по качеству и цене, определяемой стоимостью сырья, энергоресурсов, транспортных перевозок и внутрицеховых затрат при технологической переработке (на устаревшем оборудовании, по несовершенным энерго- и трудоемким локальным технологиям). Имеющиеся сырьевые ресурсы и производственные мощности по-прежнему не используются в полной мере.Таким образом, можно сделать вывод, что решение затронутых проблем
возможно при условии обеспечения сырьем существующих и новых производств (с максимальным использованием отечественного минерально-сырьевого потенциала), более рациональное использование действующих
мощностей и незадействованных производственных площадей предприятий; освоение современных
сквозных ресурсосберегающих экологически безопасных технологий, обеспечивающих выпуск продукции конкурентоспособной по качественным и экономическим показателям.
Один из путей реализации этих условий, автор видит в создании мобильных мини-заводов, оснащенных современными высокопроизводительным оборудованием и ресурсосберегающими технологиями. На таких предприятиях управление
технологическим процессом осуществляется на прогрессивном уровне, с применением вычислительной техники на основе использования комплексного математического аппарата, предусматривающего влияние всех основных
технологических параметров и позволяющего оперативно реагировать на возможные рассогласования.
Блочное построение технологического процесса очень важно при производстве прецизионных изделий (в том числе труб), что в значительной мере способствует достижению необходимого комплекса качественных показателей готовой продукции за счет возможности контроля качества на всех определяющих участках технологического процесса и оперативной корректировки параметров, ответственных за это.
Особенности современного мини-завода заключаются в прямом объединении отдельных блоков-модулей единой сквозной технологией, что позволяет существенно сократить потребление энергии и обеспечить некоторую экономию на
транспортировке металлопродукции по всей технологической цепочке. Далее, — высокая мобильность производства конкурентоспособной продукции в строгом соответствии с требованиями рынка; гибкость управления всем технологическим процессом (в целях обеспечения экономии энергии и снижения капитальных затрат), поточное
расположение технологического оборудования для штучной обработки изделий; своевременное исключение из производственного потока некондиционных видов продукции, с одновременной корректировкой необходимых параметров технологического процесса. При создании современных производств с соблюдением приведенных принципов первостепенную роль играет научное сопровождение по обеспечению стабильности технологических процессов по всей цепочке.
В Украине идея мини-заводов частично реализована при переработке лома и отходов из алюминиевых сплавов во вторичные алюминиевые сплавы в виде чушек (украинско-испанское СП “Интерсплав”, Свердловск Луганской области) и
при изготовлении прессованных полуфабрикатов (профилей, труб, прутков) из деформируемого алюминиевого сплава АД31 (завод горношахтного оборудования при участии фирмы “Югчермет”, Днепропетровск). В результате, все экономические преимущества мини-завода были подтверждены.
Актуальным и перспективным является предложение об организации на одном из трубных заводов Приднепровского региона мини-завода по переработке цветных металлов ВПК в прецизионные трубы широкого сортамента (тонкостенные, капиллярные и плосковальные). Перспективная потребность Украины в таких трубах составит
около 15 млн. метров или более 700 тонн в год. Сегодня практически в полном объеме они закупаются по импорту.
Разработаны и поэлементно апробированы в промышленных условиях несколько технологических схем, предусматривающих использование в качестве исходной заготовки при производстве полуфабрикатов как собственно
металла гильз артиллерийских выстрелов (без переплава), так и литых заготовок (цилиндрических полых и сплошных, плоских), полученные в результате переплава металла ВПК и отливки их непрерывным способом.
При этом следует отметить, что используемый Никопольским Южнотрубным заводом вариант технологии переработки нетрадиционной трубной заготовки (латунных гильз артиллерийских выстрелов) имеет довольно низкие технико-экономические показатели (расходный коэффициент металла — около 2,0; стоимость переработки в трубы размером 16х1 мм в 3,2-5,4 раза превышает стоимость исходной нетрадиционной трубной заготовки).
С целью рационального использования исходного высококачественного металла ВПК, обеспечения минимальных затрат энергоресурсов, повышения качества изготавливаемых труб, снижения себестоимости выпускаемой продукции за счет применения высокопроизводительных процессов, а также улучшения экологической обстановки на предприятиях Украины предложен способ изготовления труб из нетрадиционной трубной заготовки, представляющий первую схему
переработки металла ВПК. При реализации этого способа значительно улучшаются технико-экономические показатели процесса (расходный коэффициент металла — 1,09, то есть, потери металла составляют около 8,3%). Важным
моментом при реализации первой и второй схем переработки металла ВПК является получение унифицированной передельной трубной заготовки для ее последующей холодной деформации в трубы широкого сортамента.
При организации промышленного производства по варианту мини-завода с реализацией сквозной ресурсосберегающей экологически безопасной технологии необходимые производственные мощности делятся на две группы.
Первая группа — две независимые производственные поточные линии:
— холодной переработки нетрадиционной трубной заготовки (причем, темп переработки одной единицы гильзы артиллерийского выстрела в унифицированную трубную заготовку по всей технологической цепочке составляет в среднем 6 секунд;
— переплава отходов и разливки заготовки непрерывным способом.
Издержки производства при переработке некондиционных латунных гильз в полую трубную непрерывнолитую заготовку унифицированного размера 57х12 мм составляют: сырье и основные материалы — 61%; топливо и электроэнергия — 3%; зарплата — 1,8%; амортизационные отчисления — 4,7%; транспортные расходы — 1.4%;
Вторая группа — существующее (станы холодной прокатки труб и др.) и новое (волочильные станы для волочения труб на подвижной и закрепленной оправках, без оправки, термосредства и др.) технологическое оборудование.
На оборудовании второй группы предусматривается дальнейшее деформирование унифицированной трубной заготовки, полученной на оборудовании первой группы, в прецизионные трубы широкого сортамента (тонкостенные, капиллярные, плоскоовальные и др.). В условиях мини-завода трудозатраты при реализации нового производства не превышают 2,4 человеко-часа в расчете на 1 тонну продукции (на крупных предприятиях — более 4). Планируемая рентабельность — до 45%. Ориентировочная стоимость 1 тонну продукции на 30-40% ниже по сравнению с импортируемой. Это еще раз говорит о том, что на импорте денег теряем больше, чем их надо для создания новых технологий.
Таким образом, в Украине можно создать мобильный мини-завод по переработке латунных гильз артиллерийских выстрелов и других технологических отходов в трубы широкого сортамента с высокой рыночной конкурентоспособностью. Ориентировочная стоимость капитальных вложений при освоении первой группы оборудования мини-завода (на
проектирование, изготовление оборудования, монтаж и освоение) не превышает 2,2 млн. USD. Срок окупаемости — до 2 лет, а планируемый срок эксплуатации мини-завода с использованием отечественных сырьевых ресурсов — не менее 30 лет. Основные концептуальные принципы приемлемы при организации других производств прецизионной продукции на предприятиях Украины.