Проблема зниження відходності господарських комплексів гірничо-металургійного регіону та шляхи її вирішення

Одним із головних питань перебудови чорної металургії України є оптимізація структури сталеплавильного виробництва.

За кордоном вже на протязі кількох років основними способами виробництва сталі є киснево-конвертерний та електросталеплавильний. Сьогодні співвідношення цих видів плавки таке: 60-70% виплавки киснево-конвертерним способом, 30-40% - електродуговим. Подібні співвідношення рекомендовані і для чорної металургії України. Якщо звернутись до світової практики, то кризові ситуації у чорній металургії сприяють структурним перебудовам і, в першу чергу, виводу з експлуатації мартенівських печей.

Перехід на більш прогресивні технології, заміна застарілого зношеного обладнання на металургійних заводах, впровадження нових технологій по очищенню газів, що відходять, і рідких промислових стоків дозволить значно поліпшити екологічні показники роботи металургійних виробництв. Відсутність же близької перспективи реалізації стратегічних планів оновлення сталеплавильного виробництва змушує, спеціалістів шукати тимчасові шляхи підвищення ефективності безпеки мартенівського виробництва. Це, перш за все, пов'язано з удосконаленням теплової роботи печей, оснащенням їх засобами контролю температурного режиму, підвищенням повноти згорання палива, забезпечення газощільності кладки. Існують пропозиції для підвищення ефективності виробництва у діючих мартенівських цехах вводити безперервне розливання сталі та агрегати позапічної її обробки, а потім поступово замінювати агрегати виплавки сталі. У діючих конвертерних цехах необхідно продовжувати заміну верхньої продувки на комбіновану, зниження окисленості металу та шлаку, підвищення виходу придатного (наприклад, у Японії з комбінованою продувкою працює 85% конвертерів).

Впровадження позадоменної десиліконізації та дефосфорації чавуну дає можливість розробляти різні варіанти малошлакової технології. Це забезпечує збільшення виробництва, підвищення виходу придатного та відкриває перспективи для прямого легування сталі марганцевою рудою або концентратом.

Одним із пріоритетних енергозберігаючих заходів є використання газу, як палива, за прийнятою у світовій практиці газгольдерною схемою. У залежності від технологічного процесу конверторної плавки, реальна утилізація конвертерного газу становить 12-15 тис.т умовного палива на 1 млн. т сталі, що еквівалентно економії 10, 5-12, 5 млн м³ природного газу.

Процес електродугової плавки характеризується постійними темпами зростання. Сьогодні у світі працює більш ніж 1200 електродугових печей, у середньому кожен тиждень стає до ладу нова піч. Є прогнози, що передбачають доведення до 50% електродугової виплавки сталі до 2010 року. Високі темпи приросту електроплавки зумовлені постійними технологічними вдосконаленнями: так, за останні 30 років при електроплавці час від випуску до випуску металу скоротився у 4 рази, в стільки ж разів зменшились витрати електродів.

Масштаби розвитку електросталеплавильного виробництва у великій мірі залежать від наявності та чистоти брухту, що з кожним роком перетворюється на все більш гостру проблему. В цьому плані, маючи резерви потужностей у доменному виробництві, слід надати перевагу удосконаленій схемі: "доменна піч - конвертер", замість схем "брухт - електропіч".

Велику зацікавленість у металургів викликали нові розробки, пов'язані з підігрівом брухту для електропечей засобами регулювання викидів у навколишнє середовище. З'явилась можливість значно підвищити ефективність роботи електропечей за рахунок використання перемішування ванни та спінювання шлаку. Подальшого вивчення потребує питання ефективності роботи та переваг електропечей, що працюють на постійному струмі.

Іншим важливим питанням для нашої металургії є перенос рафінуючих процесів сталеплавильної переробки в окремі агрегати. Необхідно розширити використання агрегатів типу ківш-піч, вакууматорів, розширити їх функції (не тільки дегазація, а й окислення вуглецю, розкислення та інші). Прикладом ефективного використання агрегату ківш-піч може бути модернізація цеху на заводі німецької фірми "Stahlwerke" (Гамбург Штальверке), де у цеху замінили три електропечі по 85 т однією модернізованою і агрегатом ківш-піч з обладнанням для швидкої корекції хімічного складу та легування сталі. Піч дає за добу 24-25 плавок масою 115 т, Одним із найважливіших заходів щодо перебудови сталеплавильного виробництва повинно стати подальше введення установок безперервного розливання сталі (УБРС). Сьогодні технічний рівень металургії будь-якої країни визначається мірою використання безперервного розливання сталі. Воно забезпечує збільшення виходу придатного металу на 10-15%, зниження витрат сталі на виробництво прокату на 200-280 кг/т, зменшення на 20-30% витрат електроенергії і на стільки ж іншого палива, скорочення металургійного циклу, покращення якості металопродукції та умов праці, а також зменшення шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Частка безперервного розливання сталі в Україні становить всього 12%, в порівнянні з іншими країнами: США - 91, 0%, Японія - 95, 8%, Німеччина - 94, 4%.

Треба зауважити, що дослідницький і практичний досвід у розробці технологічних параметрів процесу, у конструюванні та виготовленні установок безперервного розливання сталі у нас в країні великий, були б тільки можливості для його реалізації.

В світі великого значення для подальшого розвитку металургійного процесу набуло промислове впровадження безперервного лиття тонких слябів.

Ведуться активні роботи у напрямі безперервного лиття заготовок з розмірами, близькими до кінцевих. Ця технологія передбачає лиття в умовах, що більш за все наближених до отримання готового продукту, при цьому більш простішим стає процес прокатки. Вже є діючі промислові УБРС для лиття балочних та порожнистих заготовок, а установки для лиття тонкої листової заготовки знаходяться у стадії розробки в ряді країн світу.

У прокатному і трубному виробництвах головним напрямом сталого розвитку повинні стати реконструкція та технічне їх переобладнання. Виробництво прокату і труб на наших підприємствах пов'язане з великими витратами. Це 10 % палива та 16 % електроенергії, спожитих у чорній металургії, що в 1, 5-2, 0 рази більше аналогічних показників технічно розвинених країн. Причиною великих витрат паливно-енергетичних ресурсів є низький технічний і технологічний рівень виробництва. Необхідно також удосконалити структуру прокатного виробництва, повинна бути збільшена частка листа, у тому числі тонкого холоднокатаного листа, фасонних та спеціальних профілів тощо.

Світова тенденція розвитку техніки та технології у виробництві прокату і труб у найближчій перспективі передбачає широке впровадження безперервних процесів за рахунок утворення комплексів безперервної дії. Вони об'єднують ряд суміжних технологічних процесів, включаючи створення єдиного технічного агрегату для виробництва конкретного виду металопродукції.

Слід зауважити, що високоефективні технологічні процеси самі по собі ще не гарантують конкурентоспроможність металопродукції, якщо ці процеси не "інтегровані", не вписані гармонійно в оптимальну структуру підприємства. Техніко-економічний аналіз, вивчення досвіду металургійних виробництв передових західних країн показали, що головне питання "виживання" чорної металургії з орієнтацією її на високотехнологічну конкурентоспроможну металопродукцію можливе тільки за умов оптимізації технологічної та організаційної структури виробництва у рамках окремого підприємства і галузі в цілому. Технологічна схема "оптимально" інтегрованого заводу - це: доменна піч - конвертер - безперервне розливання - широкополосний прокатний стан. Продукція такого інтегрованого заводу зорієнтована головним чином на стабільний ринок високоякісної листової продукції (конструкційний лист, автомобільний лист, судновий метал, трубний штрипс, метал для харчової тари та інше).

Оптимізація існуючих заводів можлива при суміщенні старих та нових технологій, що супроводжуються реструктуризацією, а також розукрупненням комбінатів-гігантів. Впровадження нової техніки та технології повинно охоплювати найбільш "вузькі" ділянки технологічного процесу. До таких технологічних рішень можна віднести об'єднання кількох операцій в одну технологічну лінію (наприклад, гарячий посад та пряма прокатка слябів після УБРС, суміщення травлення, холодної прокатки та термічної обробки), заміна дискретних режимів на безперервні, впровадження багаторівневої комп'ютеризації всіх технологічних процесів. Так, одне тільки впровадження комп'ютеризації на порівняно старих (без істотної реконструкції) прокатних станах дозволило отримувати в США високоякісний автолист, що відповідає жорстким японським стандартам з відбраковкою менш ніж 0, 3%. Об'єднання старих технологій з новими умовами інтегрованих заводів (вдування пиловугільного палива, збільшення терміну служби вогнетривів, удосконалення конвертерного та електросталеплавильного виробництв, зменшення дорогих ремонтів, переміщення центру тяжіння капіталовкладень у фінішні операції - прокату, нанесення покриття та ін.) дозволило інтегрованим заводам США наприкінці XX сторіччя скоротити собівартість продукції майже на 50 дол./т [4]. Цей досвід може бути повчальним і для металургів України. У світовій практиці сьогодні використовується дві принципові схеми металургійного виробництва:

- традиційні інтегровані заводи з повним металургійним циклом, з високою потужністю та високою якістю продукції;

- міні-заводи, що працюють на твердій шихті, відрізняються низькими капіталовкладеннями і мають обмежений сортамент виплавленої сталі.

Потужність оптимального міні-заводу (технологічна схема: електропіч - УБРС - прокатний стан) - 0, 2-2, 0 млн т на рік. Собівартість продукції становить не більше 70-75% від собівартості подібної продукції інтегрованих заводів, трудові витрати - 1-2 чол. рік/т. В Україні всі металургійні заводи - інтегровані, міні-заводи відсутні.

На Заході поширено також утворення сервісних центрів, що виконують "доводку" металопродукції з урахуванням особистих вимог замовника. У США сервісні центри у 90-ті роки купували більш ніж 40% загального обсягу виробництва гарячекатаного, близько 25-30 % холоднокатаного та оцинкованого листа. Можливо функції таких сервіс-центрів будуть виконувати у нас новоутворені виробництва на базі збанкрутілих металургійних заводів.

Проаналізований шлях - від нових технологій до оптимізованого підприємства і оптимізованої галузі - неминучий для "виживання" чорної металургії, якщо основною її метою визначено оновлення та конкурентоспроможність на світовому ринку з одночасним досягненням орієнтирів сталого розвитку.

Зазначимо, що наведені можливості технологічної та структурної перебудови в металургії складають стратегічні завдання її розвитку. Реалізація цих завдань має враховувати такий ланцюг впровадження, який би охоплював системну взаємодію чотирьох ланок, назву якої умовно можна запропонувати як "чотири І": Інтелект - Інновації - Інвестиції - Інституції. Хоча можливо ще доповнити цю систему п'ятою складовою - Інтерес, - в якості економічно-ринкового взаємозв'язку, але ця складова більше відноситься до мотиваційної сфери, а в розрахунковому вигляді характеризується цілком точною економічною категорією - Прибуток (Збиток).

Подальші міркування з приводу системи "Чотири І" можуть бути розвинені в окремому дослідженні, що виходить за межі цьогорічного етапу.

Враховуючи проаналізовані шляхи, які передбачаються у Національній програмі розвитку гірничо-металургійного комплексу України, необхідно підкреслити окремо впровадження і дотримання пріоритетів сталого розвитку за умов соціально-економічного та екологічного імперативів. Це дозволить спрямувати структурні (1), технічні (2) та технологічні (3) нововведення в металургійній галузі на досягнення орієнтирів сталого розвитку за рахунок таких факторів:

1) підвищення ефективності виробництва на основі: а) підвищення виходу придатного, б) зниження відходності, в) зниження енерго- та матеріалоємності;

2) підвищення безпеки для здоров'я населення;

3) зниження небезпечного впливу на довкілля.

Для розв'язання перерахованих вище проблем на металургійних підприємствах необхідно вирішити ряд маловитратних організаційних питань:

- проведення енергетичного аудиту;

- складання енергетичного паспорту підприємства;

- впровадження на підприємстві енергетичного менеджменту із призначенням енергетичного менеджера і т.д.

Крім того, варто розробити нормативну базу по питомій витраті енергоресурсів, механізм контролю, штрафів і заохочень, а також приступити до впровадження на металургійних підприємствах технічних високовитратних заходів.

Висновки

- світовий досвід свідчить, що країни з економікою, орієнтованою на розвиток середніх технологій

- (металообробка, транспортне і важке машинобудування, енергетика та ін.), забезпечують вищий рівень життя населення чим орієнтовані тільки на високі або сировинні технології. В Україні необхідно розвивати внутрішній ринок металопродукції середніх технологій;

- модернізацію гірничо-металургійного комплексу необхідно здійснювати шляхом підвищення її екологічної безпеки, зниження відходності і ресурсоємності, досягнення вищого рівня переробки сировини;

- зниження відходності гірничо-металургійного комплексу може бути досягнуте тільки шляхом впровадження новітніх технологій переробки на стадії кожного переділу продукції і повноти вилучення корисних компонентів, що дозволить зменшити загальний об'єм вилучених з надр залізних руд.

Перелік посилань

відходи гірничий видобувний металургійний

1. Яременко Ю.В. Экономические беседы / Ю.В. Яременко. - М.: Центр исследований и статистики наук, 1998. - 343 с.

2. Экономика чёрной металлургии СССР. - М.: Изд-во "Металлургия", 1984. - 743 с.

3. Банный Н.П. Технико-экономические расчёты в чёрной металлургии / Н.П. Банный, Д.Н. Банный. - М.: Изд-во "Металлургия", 1988. - 471 с.

4. Сайт "Більш екологічний світ", http://02-USR.org.

5. Сайт "Центра чистой продукции и чистых технологий", http://eerc.ra.utk.edu/clean.

6. Сайт "Нулевые отходы", http://www.zerowaste.ca.

7. Буторина И.В. О показателях устойчивого развития украинской металлургии в связи с программами ресурсосбережения / И.В. Буторина, П.С. Харлашин и др. // Металлургическая и горнорудная промышленность, 2006. - №7. - С. 13-21.

8. Основні завдання розвитку мінерально-сировинної бази до 2001 р., визначені урядом України // Мінеральні ресурси України, 2002. - №10. - С. 3-8.

Размещено на Allbest.ru