Металургія все ще залишається в Україні базовою галуззю промисловості, а доменна плавка - основним способом отримання чавуну. Однак вітчизняні доменні печі (ДП) в більшості своїй дуже зношені і вимагають, як мінімум, проведення капітальних ремонтів. Тому при технічному переозброєнні підприємств металургійного комплексу України основну увагу необхідно зосередити на проблемах реконструкції та модернізації доменних печей.
Що було і що ще буде
У світовій практиці існує кілька підходів до реконструкції доменних печей. Найбільш радикальний з них - повне знищення старих печей і будівництво нових. Однак в Україні через відсутність достатніх інвестицій проблему модернізації доменних печей вирішують, в основному, не змінюючи розташування бункерної естакади, шіхтоподачі і самої печі, що вносить деякі труднощі.
Головним завданням модернізації українського доменного виробництва на сьогоднішній день є вдосконалення виробничих потужностей, зниження енергоємності та зменшення собівартості виробництва. Адже сьогодні витрата палива на тонну прокату в середньому по галузі складає майже 1000 кг у.п., що в півтора-два рази вище, ніж у розвинених країнах. А в структурі собівартості прокату в Україні близько 50% припадає на витрати на паливно-енергетичні ресурси, у той час як у Європі ця частка становить не більше 20%. При реконструкції особлива увага приділяється також ліквідації `вузьких місць` діючого виробництва та вирішенню екологічних проблем.
В даний час не дивлячись на кризу українські металурги не відмовляються від раніше заявлених планів модернізації. Природно, реалізація багатьох намічених до середини 2008 року енергозберігаючих заходів була відсунута на 2-3 роки, але в поточному році ряд металургійних підприємств відновили свої програми технічного переозброєння.
За останні 5-6 років з 36 робочих на сьогодні в Україні доменних печей 16 ДП були реконструйовані і відповідають на сьогоднішній день всім сучасним вимогам. До 2012 року, відповідно до нової редакції чинної Держпрограми розвитку та реформування ГМК, передбачено модернізацію ще 11 доменних печей.
Сьогодні продовжуються роботи по проектуванню нової домни № 2 обсягом 4445 куб. м на Алчевському меткомбінаті, запуск агрегату запланований на 2011 рік. На Дніпровському металургійному комбінаті ім. Дзержинського запланована реконструкція існуючої ДП № 9 з збільшенням обсягу до 1640 куб. м. Ведеться будівництво нової доменної печі № 3 об`ємом 1719 куб. м і на Єнакіївському металургійному заводі.
Саме Єнакіївський проект будівництва ДП № 3 може послужити хорошим прикладом того, з яких основних напрямках сьогодні необхідно розвивати доменний переділ української металургії. Будівництво доменної печі № 3 на ЄМЗ було розпочато у 2007 році, а введення в експлуатацію заплановано до кінця 2010 року (стара ДП № 3 об`ємом 1033 куб. М була зупинена в жовтні 2008 року). Нова піч стане найбільшою в доменному цеху заводу (для порівняння: обсяг запущеної в 2007 році ДП № 5 на 206 куб. М менше і становить 1513 куб. М).
В цілому нова домна дозволить `Єнакіївському метзаводу` збільшити випуск чавуну майже вдвічі: від 760 тис. т до 1,2 млн. т на рік.
Обсяг інвестицій у проект перевищує $ 260 млн. При цьому, в 2008 році загальні витрати на проект оцінювалися в $ 180 млн. У наявності подорожчання реконструкційних проектів українських металургійних компаній, хоча, здавалося б, під час кризи вартість матеріалів і розцінки на роботу підрядників повинні були знизитися.
Основні технічні особливості
Нова ДП № 3 на ЄМЗ буде обладнана системою вдування пиловугільного палива, використання якої дозволить повністю відмовитися від природного газу. Максимальна питома витрата пиловугільного палива складе близько 240 кг на 1 тонну чавуну, а витрата коксу може зменшитися до 350 кг / т.
Загалом перехід на технологію виплавки чавуну з вдуванням пиловугільного палива вважається однією з найбільш ефективних заходів щодо скорочення енерговитрат у доменному виробництві. Першою в Україні ще в 80-і роки перехід на цю технологію здійснила група `Донецьксталь`, повністю перевівши доменний переділ на вдування ПВП. У 2009 році впровадження установок ПУТА було здійснено на Алчевському меткомбінаті (доменні печі № 1 і № 5), а при будівництві на цьому метзаводі нової доменної печі № 2 корисним об`ємом 4445 куб. м вже спочатку проектом закладено оснащення плавильного агрегату установкою ПУТА. У поточному році очікується впровадження даної технології на `Запоріжсталі`, а в 2011 році - на ММК ім. Ілліча. Про намір використовувати дану технологію заявляють також `Азовсталь`, ДМК ім. Дзержинського і `Арселор Міттал Кривий Ріг`.
Однією з найважливіших ділянок обладнання системи завантаження доменних печей є шіхтоподача. Найбільш сучасної вважається конвеєрна конструкція шіхтоподачі, яка дозволяє вирішувати багато питань підготовки, дозування та формування порцій шихтових матеріалів для доменної плавки. На ЄМЗ зараз подача здійснюється вагонами, проте на що будується ДП № 3 шихтові матеріали в Скіпи будуть подаватися конвеєрним способом. Також тут передбачено відсів дрібниці агломерату і окатишів, що дає можливість поліпшити якість шихти.
У сучасному доменному виробництві для розподілу шихтових матеріалів використовуються бесконусние завантажувальні пристрої (БЗУ). Основним їх перевагою вважається необмежена можливість регулювання розподілу матеріалів на колошників доменної печі, що забезпечує зниження витрати коксу при різних режимах роботи печі. Конструктивні особливості БЗУ дозволяють використовувати в шихті гарячий агломерат замість холодного, що разом з системою замкнутого циклу охолодження знижує витрату енергоносія ще на 10%. На Єнакіївському метзаводі нова доменна піч вперше в Україні буде оснащена бесконусним завантажувальним пристроєм типу `Міді` (фірми Paul Wurth, Люксембург). Вартість впровадження БЗУ становить близько 40 млн. грн. Цей пристрій дозволяє зменшити питому витрату коксу на 10-15 кг / т чавуну, знизити витрату енергоносіїв на 10% і збільшити продуктивність печі на 3-5%.
Бесконусний завантажувальний комплекс буде включати однотрактний апарат з ваговим бункером обсягом 24 куб. м, розподільний лоток довжиною 3,5 м, пристрій первинного вирівнювання тиску полуочіщенним доменним газом і вторинного - азотом. Монтаж установки здійснюється на висоті 45 м. Унікальність проведення робіт полягає в масивності агрегату: вага самого великого вузла БЗУ, шихтового бункера, складає більше 30 т, загальна вага пристрою - понад 100 т.
У цей час існуючі домни заводу оснащені двухконуснимі завантажувальними пристроями, в порівнянні з ними новий агрегат має більш тривалий термін експлуатації. Двухконусное завантажувальний пристрій підлягає повній заміні один раз на рік. У БЗУ ж раз на рік проводиться заміна тільки одного елемента - лотка. Термін експлуатації самого пристрою досягає 15 років.
Додаткові можливості
Нова домна на ЄМЗ буде також оснащена трьома економічними повітронагрівачі конструкції ЗАТ `Калугін` (Росія). Їх застосування має поліпшити техніко-економічні показники роботи печі, в першу чергу, за рахунок економії коксу. Нові повітронагрівачі дозволяють досягти температури гарячого дуття 1200-1250 0С. У результаті питома витрата коксу на новій доменній печі складе 466 кг / т, у той час як на виведеної з експлуатації старої ДП № 3 температура дуття становила 900-950 0С, а витрата коксу - 528 кг / т.
Для підвищення експлуатаційної надійності на новій ДП № 3 буде використовуватися комбінована футеровка металлопріемніка з графітизованих та вуглецевих блоків, а також так званий керамічний склянку. Основна частина вогнетривів буде поставлятися з Японії та США.
Шахта доменної печі буде зафутерована жароміцні бетонами європейських виробників. Очікувана стійкість футеровки шахти повинна скласти не менше трьох років. Через кожні три роки вона буде відновлюватися методом торкретування (пошарового нанесення). Даний абсолютно новий підхід в організації ремонтів повинен істотно збільшити міжремонтний період експлуатації шахти печі з 7-8 до 10-12 років.
На новій печі будуть встановлені плитові холодильники з модифікованого чавуну з кулястим графітом. Для підвищення екологічної безпеки охолодження ДП № 3 планується здійснювати хімічно очищеної в сучасній системі очищення водою в замкненому циклі. При цьому варто додати, що на шахті доменної печі відсутні неохолоджуваних зони - по всій її висоті встановлені холодильники, що також сприятливо позначиться на збільшенні періоду експлуатації шахти.
Передбачено й системи очищення відхідних газів доменних: проект передбачає будівництво двох систем аспірації ливарного двору і бункерної естакади. Використання потужних сучасних фільтрів для очищення газів аспіраційних дозволить скоротити обсяг викидів в атмосферу до 50 мг / куб. м або на 40%. Для поліпшення умов роботи горнові та підвищення екологічної безпеки ливарний двір доменної печі буде закритого типу.
Технологічний процес по всьому комплексу доменної печі буде контролюватися автоматизованими системами управління (АСУ ТП). Це дозволить не тільки збільшити експлуатаційну надійність вузлів агрегату, але і підвищити контроль за процесом виплавки чавуну і оперативно вживати заходів для запобігання позапланових зупинок доменної печі. Для роботи АСУ ТП планується застосувати програмне забезпечення фірми Siemens VAI (Німеччина).
Розглянуті модернізаційні завдання в українській металургії в даний час поки вирішуються тільки на Єнакіївському МК. Тут не дивлячись на кризу фінансування здійснює найбільша в Україні металургійна група `Метінвест`, куди, власне, і входить ЄМЗ. Аналогічні заходи готові проводити і на `Арселор Міттал Кривий Ріг`, і на ММК ім. Ілліча, однак здійснити їх у повному обсязі і без затримок цим підприємствам поки що не під силу.
Залучити додаткові кошти на модернізацію підприємств можна, зокрема, за рахунок використання механізмів Кіотського протоколу. `Єнакіївський МЗ` з цією метою підписав договір з розробки і супроводу проекту спільного здійснення з ING Bank NV (Нідерланди). Підписаний договір передбачає надання послуг у сфері використання механізмів Кіотського протоколу, спрямованих на впровадження енергозберігаючих технологій, зменшення впливу на навколишнє середовище та підвищення ефективності обладнання. За попередніми розрахунками, заплановані заходи дозволять скоротити викиди парникових газів в атмосферу, приблизно, на 1,5 млн. т СО2 еквівалента до 2012 року. З них значне скорочення викидів очікується саме з введенням в експлуатацію споруджуваного комплексу доменної печі № 3 - 200 тис. т / рік (після реконструкції доменної печі № 5 зниження викидів СО2 склало 130 тис. т / рік).
Ольга Фоміна
http://www.rusmet.ru/