Азот – дешево и качественно
Учитывая увеличивающийся дефицит наиболее важных легирующих элементов (никеля, хрома, кобальта, вольфрама, молибдена и др.), ведущие производители стали считают, что основным направлением повышения механических и физических свойств продукта и снижение массы конструкций будет переход к сверхчистым углеродистым и низколегированным сталям или сталям, легированным недефицитными элементами при их более эффективном использовании управления структурой и свойствами посредством микродобавок, температурной и деформационной обработки.
Так, ижевские ученые из Научно-исследовательского института металлургической технологии (НИИМТ) предлагают заменить традиционную легирующую добавку в нержавеющих сплавах – никель – на азот. В настоящее время взрывной рост цен на никель искажает структуру себестоимости нержавеющей стали. Как указали специалисты металлургического предприятия журналисту Equipnet.ru, азот повышает прочность стали, увеличивает ее эластичность, коррозионную и жаростойкость в агрессивных средах. Такую сталь можно использовать в авиации судостроении, в морском хозяйстве, нефтяной отрасли, электроэнергетике, ж/д, пищевой, медицинской, химической промышленности. В 80−х годах производство высокоазотистой стали было налажено на «Ижсталь» (содержание азота достигало 0,85%, чуть позже разработали пять марок нового класса нержавеющих аустенитных сталей с содержанием азота от 0,2 до 0,9%). Затем специалисты московского Института металлургии и материаловедения РАН совместно с ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей» (г.Санкт-Петербург)получили сталь с содержанием азота 0,25 — 0,45%.
Влияние концентрации азота (%) на показатели твердости и ударной вязкости изделия
| Показатели | 0,015 | 0,025 | 0,035 | 0,045 | 0,055 |
| Твердость, НВ | 280 | 260 | 245 | 250 | 255 |
| Ударная вязкость, КСU, (Дж/см2) | 198 | 285 | 370 | 323 | 248 |
Технические веяния в стальном секторе: проекты российских компаний
Отечественные производители стали по сравнению с аналогичными зарубежными предприятиями характеризуются низкой производительностью труда (в 2,5-3 раза), завышенными трудо-, энерго– и материалозатратами (на 20-30%), высокой степенью загрязнения окружающей среды.
Трудо- и материалозатраты на выплавку тонны стали российскими производителями
| Страна | ||
| Китай | ||
| Россия | ||
| США | ||
| Германия | ||
| Япония |
Источник: журнал «Эксперт»
Впрочем, рост цен на сталь в предыдущие годы дал возможность российским металлургическим предприятиям провести масштабные реконструктивные мероприятия. Так, в ОАО «Мечел» в 2005 г. в рамках стратегической инвестиционной программы, направленной на сокращение производства на устаревшем оборудовании в пользу более эффективных технологий была остановлена работа устаревшей доменной печи на своем ведущем сталелитейном предприятии – Челябинском металлургическом комбинате.
Повышение эффективности производства через снижение материалоемкости и энергоемкости является важным направлением экономической стратегии ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат». Признанный флагман российской металлургической промышленности одним из первых в России приступил к масштабному внедрению технологических инноваций. В 2000 г. начал реализовываться первый этап Программы технического перевооружения и развития, которая является ключевым элементом стратегии компании и предусматривала реконструкцию и внедрение современных технологий в следующих направлениях:
- повышение эффективности наших производственных мощностей путем снижения издержек на единицу продукции;
- увеличение объемов производства;
- повышение качества нашей продукции и увеличение сортамента продукции;
- увеличение производства продукции с высокой добавленной стоимостью;
- снижение потребления энергии и увеличения наших собственных энергогенерирующих мощностей; и
- уменьшение влияния нашей деятельности на окружающую среду.
В итоге удалось достичь снижение себестоимости производства одной тонны слябов на консолидированной, увеличить на 10%, объемы производства стали, снизить объем выбросов в атмосферу на 13,5%.
На ОАО «Металлургический завод им.А.К.Серова» (базовое предприятие дивизиона черной металлургии Уральской горно-металлургической компании ООО «УГМК-Сталь») особое внимание уделяется вопросам экономии материальных и топливно-энергетических ресурсов, в частности, экономии железорудного сырья на аглофабрике, кокса, чугуна, огнеупоров, ферросплавов и т.д.
– На сегодняшний день завод полностью перешел от мартеновского к электросталеплавильному способу выплавки стали, — говорит начальник технического управления металлургического завода им. А.К.Серова Владимир Гребцов. – Комплексная внепечная обработка (агрегат «печь-ковш») была внедрена на первом этапе реконструкции. Она позволила значительно ускорить процесс производства марочной стали за счет принципиально другого подхода к технологии, вместе с тем произошло снижение удельных расходов топлива (мазут и природный газ), а также огнеупоров, ферросплавов и части используемых материалов. На втором этапе реконструкции была установлена дуговая электропечь, которая заменила 4 мартеновских, и комплекс вспомогательного оборудования. Запущенная ДСП-80 с эркерным выпуском металла позволяет предотвратить попадание в ковш шлака с большим содержанием вредных примесей, таких как сера и кислород, и образованных с их участием неметаллических включений. Тем самым повышается качество самого металла. Кроме этого, снижается угар ферросплавов при последующей обработке на агрегате «печь-ковш». Эффективное и рациональное использование легирующих добавок достигается за счёт более полного и прогнозируемого их усвоения при внепечной обработке стали. Одним из важнейших факторов в снижении себестоимости стали является использование отходов производства (скрапа, шлака и т.д.). В дальнейшем планируется расширить перечень и увеличить долю материалов вторичного использования в производстве, таких как бой огнеупоров, доменного присада, отвального скрапа, шлака с агрегата «печь-ковш».
Разработанная и внедренная специалистами ОАО «Западно-Сибирский металлургический комбината» («Евраз Груп») принципиально новая малоотходная и ресурсосберегающея (малошлаковая) технология передела низкокремнистого чугуна в кислородном конвертере заслужила 2006 г. национальную экологическую премию за в номинации «Экоэффективность». В настоящее время на предприятии реализуется проект перевода сталелитейного производства на технологию непрерывной разливки стали. В рамках проекта будут введены в строй новые объекты: опорная подстанция №25 однопозиционный и двухпозиционный агрегаты «печь-ковш» емкостью 140 т, слябовая машина непрерывного литья заготовки в ККЦ №2. Данные мероприятия позволят, по оценкам экспертов, ЗСМК увеличить производство дополнительного металла за счёт снижения отходов, диверсифицировать продуктовый и сортаментный ряды, обеспечить экономию затрат. В доменном цехе планируется введение в строй установки по вдуванию пылеугольного топлива с целью от использования природного газа и части кокса к более дешевым энергетические углям без ухудшения показателей работы.
В машиностроительном холдинге ОАО «Мотовилихинские заводы» (Пермь), созданном на базе одного из старейших оборонных предприятий Урала,с 2006 г. реализуется масштабная реконструкция металлургического комплекса с целью создания современного минизавода по выплавке высококачественных конструкционных углеродистых и легированных сталей с последующими ковочными и прокатными переделами.
Сайман Мухаметшин, и.о. главного инженера:
– Программа модернизации получила положительные оценки при экспертизе в Южно-Уральском инновационном центре новых технологий. После анализа всех составляющих себестоимости конечного продукта (поковок, листового и сортового проката) было принято решение реализации в первую очередь следующих проектов: приобретение и монтаж установки кислородно-вакуумной дегазации стали (вакууматора) компания «Danieli» (Италия) для улучшения качества металлоизделий за счет снижения содержания углеродов в стали. Установка работает в комплексе с печью ДСП-60 и позволит выплавлять сталь специальных, легированных, конструкционных марок и в перспективе начать выпуск нержавеющей. Далее следует приобретение и монтаж с привязкой к существующим инженерным сетям современных воздухоразделительных установок (ВРУ) взамен имеющихся, которые были в эксплуатации более 20 лет и приобретение и установка современного ковочного комплекса с реконструкцией нагревательной печи, строительством современной отжигательной печи с целью сокращения потребления газа. Это первый за последние 15 лет в России пуск новых ковочных мощностей.
Для «Мотовилихинских заводов» выбрана модификация с силой давления до 30 мПа. Комплекс будет способен обрабатывать заготовки весом до 20 т. Среди его отличительных особенностей: возможность изготовления изделий различной формы (круглых, прямоугольных и т.п.) и ковка колец с диаметром до 2,5 м., а также высокая точность работы и минимальные допуски, что позволяет снизить затраты на дополнительную механическую обработку. Новый пресс также отличает экономичное потребление энергии. Точность параметров ковки увеличится в 20 раз, что позволит снизить объем отходов, отправляемых на переплавку.
