Спасти сталеваров от приближающегося сырьевого голода могут новые технологии. Одним из вариантов, по мнению специалистов, является переход промышленных предприятий с кокса на пылеугольное топливо, что является своеобразным ответом на вопрос – «как снять проблему дефицита и повысить рентабельность». Далекая перспектива обретает реальные формы в свете практических результатов внедрения технологии пылеугольного вдувания на «Донецком металлургическом заводе».
Зыбкая реальность и конкретные прогнозы
В последнее время простые недочеты в планировании закупок сырья серьезно увеличивают разрыв между возможностями поставщиков материалов и стремлениями производителей металлопродукции. Корректируя планы выпуска продукции в сторону наращивания производственных объемов, металлурги пытаются максимально использовать «рыночный момент», несмотря на то, что угледобывающие предприятия не смогут увеличить добычу сырья в заданных темпах. Уже сейчас дефицит коксующегося угля (КУ) на 2005 г. составляет 9-10 млн. т, что соответствует, ни много ни мало, около 30% от необходимых объемов поставок.
Металлурги прекрасно осведомлены о том, что до 2011 г. отечественные коксохимы не смогут выбрасывать на рынок более 35 млн. т этого ресурса. Ситуация с импортом КУ, в виду пересмотра промышленной политики России по импортозамещению и переориентации поставок этого сырья на внутренний рынок, также станет более напряженной. В связи с этим рост показателей импорта может смениться довольно быстрым падением. Т.е., если в 2003 г. для производства кокса было ввезено 6,5 млн. т углей, в 2004 г. этот объем составил 8,1 млн. т, то уже в этом году «дыра» в 10 млн. т может остаться не заполненной, либо придется переориентироваться на более «дорогих» поставщиков (по прогнозам, ими окажутся предприятия США и Австралии).
«Почти 98% импортных углей приходит к нам из России. Однако вскоре северному соседу самому понадобится это сырье, чтобы прокормить десять новых коксовых батарей, которые Москва сейчас спешно вводит в строй. Таким образом, Украине в ближайшем будущем придется столкнуться с дефицитом», – сообщил uaprom.info исполнительный директор Ассоциации предприятий черной металлургии Владимир Терещенко.
По его словам, метпредприятия не заявляют о недопоставках кокса лишь потому, что практически повсеместно было принято решение о снижении объемов производства чугуна вследствие нехватки железной руды. При этом опасная неопределенность складывается вокруг цен на кокс, которые уже поднялись до критического уровня $180-230/т и в любой момент могут продолжить стремительный рост. У сталеваров «Запорожстали» и ММК им. Ильича еще свежи воспоминания, как в результате подобного скачка им пришлось снижать объемы производства в мае-июне прошлого года. Напомним, что в конце весны 2004 г. стоимость кокса в Украине подскочила со $160 до $330/т, но в июле спустилась до $200/т вследствие охладившейся мировой конъюнктуры и запоздалого государственного вмешательства.
Однако ценовая ситуация в этом году может до минимума сократить люфт между статьей расходов и ожидаемым приходом. «Если в начале 2003 г. цена кокса была на уровне $75/т, то в январе 2004 г. – уже $130/т, а в начале текущего года цены уже зашкаливают за $230/т. В результате, на производство тонны чугуна, цена на который колебалась от $280 до $315., некоторые комбинаты вынуждены тратить на закупку железной руды и кокса до $270 долл.», – сообщил uaprom.info эксперт Минпромполитики.
Украинские металлурги на сегодняшний день снизили потребление кокса при производстве чугуна до уровня 450 кг/т (в 2003 г. – 525 кг/т). Однако этот показатель все еще в полтора раза выше, чем в развитых странах: например в Японии расход кокса на тонну составляет 380 кгт, во Франции – 350кгт. Эксперты считают, что уровень модернизации доменного производства на сегодняшний день явно недостаточен для обеспечения сырьевой безопасности Украины. Поэтому некоторые эксперты прогнозируют, что с нового финансового года, который начнется 1 апреля очередное подорожание кокса удивит даже пессимистов.
По прогнозам ведущей аналитической компании Standard & Poor’s, во второй половине 2005-го на мировых торговых площадках цена этого ресурса может удвоиться. Вслед за этим может «сорваться» и украинский рынок кокса, который всеми силами стремится не отставать от глобальных котировок. Печальные перспективы подобного развития событий заставляют металлургов активизировать поиски способов решения сырьевой проблемы.
«Пылесос» для металлургов
В середине февраля в Донецке состоялась научно-практическая конференция: «Пути снижения материальных затрат на производство чугуна», где в очередной раз велась дискуссия о давно известном способе уменьшения расхода кокса. Одним из путей решения данной проблемы должно стать внедрение новых украинских технологий.
«Изучение отечественного и мирового опыта показывает, что на современном этапе развития повышение рентабельности доменного передела осуществляется за счет замены значительной части кокса и природного газа более дешевым и недефицитным пылеугольным топливом», – сообщил заместитель директора департамента металлургической промышленности Минпромполитики Украины Николай Абросимов.
Примечательно, что внедрение новой технологии позволяет заменить до 50% кокса низкосортными углями, которые должны размельчаться до пыли и под воздействием высокой температуры вдуваться в горн доменной печи. Развитые страны подобным способом производят сегодня уже более 300 млн. т чугуна в год.
И это не кабинетное теоретизирование: уже имеются результаты практического применения данного оборудования, проработавшего на украинских комбинатах. В частности, на Донецком металлургическом заводе (ДМЗ) в 1980-1996-х и 2002-2004-х гг. разработана и освоена в режиме промышленной эксплуатации технология доменной плавки с вдуванием в горн ПУТ+ПГ (природного газа) обеспечившая снижение расхода кокса на 30-35%.
На основе НИОКР, проведенных на ДМЗ в 1980-2004 гг., была создана промышленная установка для приготовления и вдувания пылеугольного топлива в горн доменной печи, отвечающая основным требованиям пылеустановок 4-го поколения, эксплуатирующимся в настоящее время в мире: неравномерность поступления ПУТ по фурмам – ±5%; полнота сгорания ПУТ в печи >95%; решение вопросов автоматизации и механизации, взрывопожаробезопасности, охраны окружающей среды и т.д. Оборудование ПУТ-установки изготовлено на отечественных и российских предприятиях.
На ДП №2 ДМЗ освоена технология доменной плавки с вдуванием в горн ПУТ+ПГ позволившая снизить расход кокса до 400-420 кг/т чугуна при удельной производительности печи 2,0-2,2 т/м3 сутки. Вдувание в горн 90-110 кг ПУТ на тонну чугуна в сочетании с компенсирующими мероприятиями позволило снизить расход кокса на 150-160 кг/т чугуна (~25%), расход природного газа – на 30-40м3/т чугуна, сохранить и улучшить производительность печи и качество чугуна.
«Чтобы переоборудовать доменную печь под использование пылеугольного топлива нужно инвестировать от $20 млн. до $40 млн. в зависимости от ее объема и технического состояния. Однако эти затраты окупятся менее чем за год за счет повышения производительности печи и уменьшения себестоимость выплавляемого металла на 20%», – прокомментировал uaprom.info д.т.н., профессор Института черной металлургии им. Некрасова, Иосиф Товаровский.
Нужно также отметить, что приведенный пример успешного функционирования украинской установки является, безусловно, серьезным шагом для оптимизации объемов сырья и увеличения рентабельности производства. Однако сегодня в мире известны и более совершенные технологии, требующие, конечно, более серьезных финансовых вложений. В развитых странах в последние годы на основе улучшения качества железорудного сырья и кокса, повышения параметров дутья, применения дополнительных топлив, совершенствования конструкции доменных печей достигнут уровень удельной производительности печей 2,5-3,5 т/м3 сутки. В последние годы во многих странах на основе пылеугольной технологии обеспечено снижение расхода кокса до 250-350 кг/т чугуна (на 30-50%) при вдувании в горн 100-250 кг/т чугуна ПУТ. В 2000 г. ПУТ использовалось в большинстве развитых стран, с его помощью выплавлено около 300 млн. т чугуна, израсходовано для приготовления ПУТ более 40 млн. т угля, доля замены кокса углем повышена до 40-50%.
Целесообразность широкомасштабного внедрения на украинских меткомбинатах установок вдувания пылеугольного топлива сегодня ни у кого не вызывает сомнений. Для оказания предприятиям практической помощи в этом направлении Минпромполитики собирается создать специальный научно-технический центр на базе Ассоциации производителей чугуна и объединения «Металлургпром». Однако, по мнению экспертов, гораздо важнее сейчас аргументы для убеждения руководств предприятий в необходимости внедрения новых технологий.