КАЧЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В РАБОТЕ ДОМЕННЫХ ЦЕХОВ УКРАИНЫ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ
СТРАТЕГИЯ ОЗДОРОВЛЕНИЯ
СТРАТЕГИЯ ОЗДОРОВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В
РАБОТЕ ДОМЕННЫХ ЦЕХОВ УКРАИНЫ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ
ПОСЛЕДСТВИЯ
После спада производства в
черной металлургии Украины в 1991-1996 гг. в
последние годы наблюдается его рост. Выплавка
передельного чугуна в 2000 г. увеличена до 25,3 млн. т
против 17,5 млн. т в 1996 г. Удельный расход скипового
кокса снизился с 615,6 до 558,3 кг/т, железорудной
части шихты с 1832,6 до 1803,0 кг/т.
Экономическая эффективность
материало- и энергосберегающих мероприятий
выражается не только в снижении затрат, но и в
определенных изменениях себестоимости чугуна и,
следовательно, рентабельности. В ценах,
приведенных к 2000 г., снижение расхода топлива и
сырья равнозначно повышению эффективности
доменного производства – снижению
себестоимости 1 т передельного чугуна на 22,74 грн.,
или на 4,65% (кокса – 19,58 грн., сырья – 3,16 грн.). В
абсолютном выражении среднегодовой эффект по
этой статье составляет около 0,6 млрд. грн.
Эти достижения получены путем
улучшения технологических, организационных и
качественных условий работы доменных цехов.
Рассмотрим последние.
Качество чугуна
Наиболее подвержено изменениям
содержание кремния, на восстановление которого
затрачивается дополнительное тепло. Повышение
содержания кремния в чугуне на 0,1% сопровождается
увеличением удельного расхода кокса на 1,2%.
Снижение его с 1,03 до 0,92% за рассматриваемый
период сэкономило отрасли 8,1 кг скипового кокса
на каждой тонне передельного чугуна на сумму 2,77
грн. Кроме заданных изменений химического
состава чугуна, большую роль в снижении
содержания кремния сыграло улучшение
ритмичности поставок сырья и топлива и
уменьшение текущих простоев с 5,79 до 3,45% и времени
тихого хода печей с 3,47 до 1,53%; результат –
снижение запаса тепла в горне (табл. 1).
При этом экономия кокса на
предприятиях за счет снижения содержания
кремния в чугуне составила 5,1-24,2 кг/т.
Содержание железа в шихте
Минимальное содержание железа в
железорудной части шихты (ЖРЧ) достигло в 1994 г.
53,78%. Повышение его в 2000 г. до 54,54% обеспечило
снижение расхода скипового кокса на 5,7 кг/т и
соответственно по предприятиям, кг/т (% железа):
Макеевский МК – 13,1 (+2,05), Енакиевский МЗ – 5,3 (+0,85),
Донецкий МЗ – 17,6 (+2,06), МК им. Ильича – 10,3 (+1,41),
Алчевский МК – 10,7 (+1,44), МК им. Дзержинского – 20,7
(+2,37), "Запорожсталь" – 11,9 (+1,60). Экономия 5,7 кг
кокса эквивалентна 1,95 грн.
Другим показателем качества
шихты является доля окатышей, характеризующая ее
структуру. Ввиду более высокого содержания
железа использование окатышей приводит к росту
содержания железа в ЖРЧ в среднем по отрасли на
1,44% при доле окатышей в шихте 18%. Эффект от этого
снижается дополнительным расходом сырого
известняка, компенсирующего снижение основности
шихты. Цены на окатыши и агломерат почти равны
(107-109 грн./т) и практически не влияют на
себестоимость чугуна. Температура дутья и расход
природного газа являются также качественными
факторами.
Температура дутья
Сжигая в воздухонагревателях
малоценное и недефицитное топливо, получаем
дополнительное тепло для высокотемпературных
восстановительных процессов в доменной печи, что
имеет свои преимущества перед обогащением дутья
кислородом, интенсифицирующим плавку, но не
обеспечивающим полного сгорания углерода у фурм
и, следовательно, приводящего к пережогу кокса
(0,2% на каждый % концентрации кислорода в дутье).
Поэтому нет оснований для отказа от нагрева
дутья до более высоких температур. В 1995 г.
температура дутья упала до 888°С, но в последние 5
лет поднята до 999°С (в 1990 г. составляла 1059° С).
Ремонты и реконструкции воздухонагревателей с
повышением температуры на 111°С позволили
сэкономить кокс в количестве 28 кг/т передельного
чугуна на сумму 9,57 грн. Предприятия в 2000 г. по
отношению к худшим годам показали результаты,
представленные в табл. 2.
Расход природного газа
К сожалению, приходится
констатировать факт, что расходуя природный газ,
отрасль "топит доменные печи ассигнациями".
В 70-х годах Н.Е. Сидоров (НИИЭИ Госплана УССР),
исследуя эффективность использования
природного газа в народном хозяйстве, пришел к
выводу о приоритетности и рентабельности его
применения в химической промышленности. В
доменном производстве Украины в свое время был
опыт вдувания в горн угольной пыли (Донецкий МЗ) и
коксового газа (Макеевский МК), однако в
настоящее время этот способ экономии кокса не
применяется, чего не скажешь о доменных печах
дальнего зарубежья.
Рассмотрим применение
природного газа в доменной плавке Украины.
Разграничим экономическую и энергетическую
ценность топлива, структурные составляющие
которого на разных предприятиях различны. Как
известно, 1 м3 природного газа по цене 242,7 грн./1000
м3, удельный расход которого в 2000 г. на всех
предприятиях, кроме Енакиевского МЗ, был ниже 100
м3/т, заменяет 0,8 кг кокса (по Енакиевскому МЗ – 0,7
кг) стоимостью 2,73 коп. Нетрудно подсчитать, что
вдувание природного газа в 2000 г. в количестве 85,9
м3/т передельного чугуна на сумму 20,85 грн. дает
экономию кокса в количестве 68,7 кг/т на сумму 23,49
грн., что снижает среднеотраслевую себестоимость
1 т чугуна на 2,64 грн. Следует заметить, что на
предприятиях, где цена 1 м3 природного газа выше
цены 0,8 кг кокса, рентабельность снижается
(Алчевский МК, "Криворожсталь", Донецкий МЗ).
Замена части кокса (калорийный
коэффициент 0,985) природным газом (1,150), с другой
стороны, приводит к повышению энергоемкости 1 т
чугуна на 31,85 кг условного топлива при отраслевом
расходе газа 85,9 м3/т. Таким образом, использование
природного газа в доменной плавке имеет два
противоположных следствия: экономию кокса и
повышение энергоемкости чугуна. Здесь должны
вступать в действие приоритеты, диктуемые
ценами, дефицитом видов топлива, запасами
коксующихся углей. С изменением одного из них
могут измениться и приоритеты, что показано в
табл. 3.
Как видим, наибольший эффект
получен в связи с повышением температуры дутья
на 12°С и снижением содержания кремния в чугуне на
0,04%. Совместно с положительным действием
повышения расхода природного газа на 2,8 м3/т и
содержания железа в ЖРЧ на 0,11% сэкономлено 8,5 кг
кокса на каждой тонне чугуна (из общей экономии
18,9 кг/т) и снижена себестоимость на 2,9 грн./т. С
учетом дополнительного расхода природного газа
снижение себестоимости ограничивается 2,2 грн./т.
По отрасли вклад в повышение
эффективности производства чугуна внесли
следующие предприятия:
Макеевский МК – за счет
снижения содержания кремния в передельном
чугуне на 0,27%, повышения температуры дутья на 129°С
при улучшении качества сырья и снижении расхода
природного газа;
Алчевский МК – в основном за
счет повышения содержания железа в шихте на 2,18%;
МК им. Ильича – повышением
расхода природного газа на 8,2 м3/т при снижении
температура дутья на 14°С, в связи с чем способ
экономии кокса следует отнести к экстенсивному;
Енакиевский МЗ – комплексным
положительным действием повышения температуры
дутья на 9°С, расхода природного газа на 8,2 м3/т,
повышения богатства шихты на 1,57% и снижения
содержания кремния в чугуне на 0,04%;
МЗ им. Петровского – снижением
содержания кремния на 0,26%, повышением
температуры дутья на 28°С и содержания железа в
шихте на 1,54%.
Несмотря на отрицательный
результат по анализируемой группе показателей,
следует признать эффективной работу доменного
цеха МК "Азовсталь", повысившего
температуру дутья на 66°С и снизившего содержание
кремния в чугуне на 0,03%; но экономии кокса
препятствовало самое большое в отрасли снижение
расхода природного газа – на 26,6 м3/т.
Остальные предприятия, хоть и в
меньшей степени, также внесли свой вклад в
повышение эффективности доменного производства.
В целом работа доменного
передела за счет улучшения качественных
показателей в 2000 г. повысила его рентабельность и
может быть признана эффективной.
Таблица 1. Влияние изменения
содержания кремния на снижение запасов тепла в
горне
| Снижение | Енакиевский МЗ | Донецкий МЗ | МК “Азовсталь” | МК им. Ильича | Алчевский МК | “Запорожсталь” |
| % Si в чугуне | 0,21 | 0,30 | 0,07 | 0,09 | 0,17 | 0,14 |
| % простоев | 15,64 | 10,63 | 1,87 | – | 10,80 | – |
| % тихого хода | 1,15 | 1,37 | 1,25 | – | – | – |
Таблица 2. Влияние
температуры дутья на снижение расхода кокса
| Показатели в 2000 г. | Енакиевский МЗ к 1995 г. |
МК “Азовсталь”
к |
Донецкий МЗ
к 1994 г. |
Алчевский МК к 1994 г. | “Криворожсталь” к 1996 г. |
МК им. Дзержинского к 1995 г. |
“Запорожсталь” к 1995 г. |
| Повышение температуры дутья, ° С |
134 | 212 | 155 | 134 | 165 | 196 | 166 |
| Снижение расхода кокса, кг/т |
46,4 | 63,0 | 66,3 | 33,1 | 40,8 | 66,5 | 46,5 |
Таблица 3. Изменение факторов
по сравнению с 1999 г.
| Факторы 1) | ЧМ Украины | Макеевский МК | Енакиевский МЗ | МК “Азовсталь” | Донецкий МЗ | МК им. Ильича | Алчевский МК | “Криворожсталь” | МК им. Дзержинского” | “Запорожсталь” | МЗ им. Петровского” |
| Содержание железа в ЖРЧ шихты |
+0,11 | +1,02 | +1,57 | +0,13 | – | +0,56 | +2,18 | -0,89 | -0,23 | -0,35 | +1,54 |
| -0,7 | -6,9 | -9,2 | -1,0 | – | -3,9 | -14,6 | +6,0 | +1,6 | +1,9 | -9,8 | |
| -23,9 | -268,4 | -342,2 | -39,5 | – | -157,2 | -429,2 | +177,1 | +65,1 | +58,0 | -310,7 | |
| Содержание кремния в чугуне |
-0,04 | -0,27 | -0,04 | -0,03 | -0,13 | -0,01 | -0,03 | -0,03 | +0,05 | -0,07 | -0,26 |
| -2,8 | -22,1 | -2,8 | -2,2 | -8,8 | -0,7 | -2,0 | -2,0 | +3,5 | -4,5 | -19,9 | |
| -95,7 | -859,7 | -104,2 | -86,9 | -257,0 | -28,2 | -58,8 | -59,0 | +142,5 | -137,3 | -630,8 | |
| Температура дутья |
+12 | +129 | +9 | +66 | -3 | -14 | +1 | +9 | -9 | -6 | +28 |
| -2,8 | -43,9 | -2,1 | -14,1 | +0,7 | +2,4 | -0,2 | -1,5 | +2,1 | +1,0 | -3,2 | |
| -95,7 | -1707,7 | -78,1 | -557,0 | +20,4 | +96,7 | -5,9 | -44,3 | +85,5 | +30,5 | -101,4 | |
| Расход природного газа |
+2,8 | -10,7 | +8,2 | -26,6 | -5,0 | +8,2 | -0,1 | +6,7 | +14,0 | +1,9 | -2,3 |
| -2,2 | +8,6 | -5,7 | +20,0 | +4,0 | -6,6 | +0,1 | -5,4 | -11,2 | -1,5 | +1,8 | |
| -75,2 | +334,5 | -212,0 | +690,0 | +116,8 | -266,0 | +3,0 | -159,3 | -455,8 | -45,8 | +57,1 | |
| Суммарное изменение: |
|||||||||||
| расхода кокса | -8,5 | -64,3 | -19,8 | +2,7 | -4,1 | -8,8 | -16,7 | -2,9 | -4,0 | -3,1 | -31,1 |
| себестоимости за счет кокса, коп. 2) |
-290,5 | -2501,3 | -736,6 | +93,2 | -119,7 | -354,6 | -491,0 | -85,6 | -162,8 | -94,6 | -985,9 |
1) Изменения (+,-): первая строка – фактор,
вторая – расход кокса за счет фактора, кг/т,
третья – себестоимость 1 т передельного чугуна,
коп.
2) За вычетом стоимости природного газа.