• EN
  • РУС
8 Апреля 2016 Группа НЛМК

Группа НЛМК: Эффективная замена

Потребление коксующегося угля металлургическими предприятиями России по итогам 2015 года вновь сократилось после относительной стабильности объемов в 2013-2014 году. В текущем году предпосылок для роста спроса на коксующийся уголь в РФ тоже ожидать не приходится. Более того, негативный тренд может сохраниться и в 2017 году, о чем говорят факторы как мирового рынка, так и локальные. Один из них - это сокращение закупок данного вида сырья российскими металлургическими компаниями на фоне растущего количества внедряемых установок пылеугольного топлива при производстве чугуна. Технология ПУТ сравнительно недавно стала применяться в России. Но, по словам Вадима Дубасова - директора проектного управления НЛМК, является достаточно успешным способом повысить эффективность производства и снизить удельные издержки. Компания уже внедрила установку ПУТ для ДП №4 и ДП №5, сейчас реализуется второй проект. К 2017 году ею планируется охватить 90% доменных мощностей комбината, как рассказал Вадим Дубасову в интервью журналу «Металл-Курьер».

«Металл-Курьер»: Вадим Владимирович, компания сравнительно недавно приступила к внедрению технологии ПУТ в производстве, какие факторы, причины способствовали этому? В чем особенности и преимущества технологии ПУТ?

Вадим Дубасов: Действительно, мы начали использовать технологию вдувания ПУТ не так давно: запустили установку для ДП №5 (3 млн. тонн чугуна в год) в августе 2013 года, затем для ДП №4 (2,1 млн. тонн чугуна в год) - в апреле 2014 года. Таким образом, сегодня технология применяется пока на двух из шести печей Новолипецкого комбината, около трети мощностей.

Но в настоящее время ведется работа по расширению использования этой технологии - в 2017 году мы охватим ею 90% доменных мощностей комбината.

Развитие технологии ПУТ стало одним из важных элементов программы Группы НЛМК по повышению эффективности производства и снижению удельных издержек. Работа в этом направлении началась в 2009 году и получила развитие в 2014 году с принятием "Стратегии 2017". Поиск и реализация внутренних резервов для повышения эффективности и инвестиционные проекты, направленные на развитие ресурсосберегающих технологий, позволяют Группе поддерживать высокий уровень финансовой устойчивости в сложных экономических условиях. Это ответ на вопрос, зачем мы стали внедрять ПУТ на предприятии.

Снижение издержек в работе с ПУТ происходит за счет того, что для приготовления пылеугольного топлива используются энергетические угли - более дешевые, чем коксующиеся. Суть технологии вдувания ПУТ заключается в совместной подаче в доменную печь природного газа и угольной пыли, в результате чего снижается расход газа и кокса, и, как следствие, уменьшается себестоимость чугуна.

В результате использования технологии ПУТ на НЛМК расход кокса ниже 300 кг на тонну чугуна при среднем для отрасли уровне в 400 кг. Результаты гарантийных испытаний на обеих печах подтвердили совокупное снижение потребления кокса на 235 тыс. тонн в год, а природного газа - на 230 млн. нм3/ год.

Наши расчеты и ожидания от работы установки ПУТ на двух печах себя оправдали, поэтому сейчас на Липецкой площадке мы реализуем уже второй проект по строительству установки ПУТ для ДП №6 (3,1 млн. тонн чугуна в год) и ДП "Россиянка" (4,3 млн. тонн чугуна в год). Суммарный объем вдувания ПУТ на новой установке составит не менее 160 кг/т чугуна, что позволит вывести из технологической цепочки производства чугуна до 30% кокса и сократить потребление природного газа более чем на 50%.

«Металл-Курьер»: Внедрение технологии ПУТ требует проведения масштабных работ по улучшению качества кокса, снижению зольности шихты, стабильности качества используемых для ПУТ углей. Какие из необходимых мероприятий реализовала компания прежде, чем внедрить ПУТ? Как много времени и инвестиций заняли подготовительные работы?

Вадим Дубасов: Прежде чем приступить к строительству первой установки ПУТ, специалисты НЛМК детально изучили опыт коллег на металлургических предприятиях России и Украины. Тщательно прорабатывали все особенности работы с принципиально новой технологией, составляли тепловые балансы, подбирали приемлемую температуру горения и т.д. К началу эксплуатации установки мы были подготовлены на должном уровне.

На эффективность применения технологии ПУТ влияет множество факторов: качество сырья, производительность доменной печи, наличие мощностей по помолу и пр. Поэтому до запуска установки мы провели ряд подготовительных работ. Так, для разогрева, выгрузки, складирования и усреднения углей, из которых готовится ПУТ, было решено использовать текущие мощности коксохимического производства (КХП). На конвейерных трактах КХП мы установили электромагнитные железоотделители, поскольку мельницы установки помола и сушки требовательны к чистоте исходного угольного сырья.

Также провели серьезную работу по улучшению качества кокса, в первую очередь его горячей прочности(СSR.). Оптимизация структуры угольной шихты, в том числе с добавками в ее состав специальных компонентов, позволила повысить горячую прочность кокса с 50% до 62-64% с одновременным снижением содержания золы до 11% и ниже. Отдельное внимание уделили исследованию применимости углей различных марок, по результатам чего оптимальной была признана марка Т, ее применение способствовало стабилизации качества используемых углей.

Поскольку вся подготовительная работа касалась операционных улучшений, дополнительных инвестиций нам не потребовалось.

«Металл-Курьер»: Кто стал поставщиком оборудования установок ПУТ?

Вадим Дубасов: Поставщиком оборудования для обеих установок в доменном цехе №1 (печи №4 и 5) и доменном цехе №2 (печи №6 и "Россиянка") - мы выбрали люксембургскую компанию PaulWurth, проектные работы и СМР выполняли собственными силами.

«Металл-Курьер»: Насколько успешным стал первый опыт применения данной технологии компанией? Были ли сложности, как их решали?

Вадим Дубасов: Положительный эффект от запуска первой установки был получен уже в первый месяц - расход кокса снизился на 50 кг/т чугуна, природного газа на 40 м3/т, что в совокупности позволило на 5% нарастить суточное производство. В среднем технология позволяет уменьшить потребление дорогостоящего кокса на 15-20%, природного газа -на 50-60%.

В процессе внедрения любой новой технологии возникает немало вопросов технического характера. Например, ДП №4, на которой мы внедрили технологию вдувания ПУТ в 2014 году, имеет засыпной аппарат конусного типа. Вдувание пылеугольного топлива в доменную печь, не оборудованную загрузочным устройством лоткового типа, - достаточно редкий в мировой практике случай и имеет свои особенности. Мы учли эти особенности и успешно работаем. Приведу еще один пример. На определенном этапе освоения технологии вдувания пылеугольного топлива встал вопрос о снижении газопроницаемости столба шихты в печи из-за уменьшения толщины коксовых слоев. Сдерживающими факторами при попытках форсировать ход печи были потери дутья и повышенная напряженность верхней части печи. Мы разработали абсолютно новую матрицу системы загрузки, позволяющую увеличить толщину коксовых слоев на 15-20%, и таким образом решили вопрос.

В реализации данного проекта, как и во всех других производственных процессах, мы никогда не останавливаемся на достигнутом и продолжаем непрерывно совершенствовать технологии - в этом производственная культура НЛМК. Поэтому в настоящее время, например, мы работаем над комбинированным вдуванием кислорода, пылеугольного топлива и природного газа. Это позволит улучшить показатели расходных коэффициентов по топливу и, в конечном счете, снизить себестоимость чугуна.

«Металл-Курьер»: Как сегодня изменился расход топлива при производстве чугуна? Отличается ли данный показатель в сравнении с другими производителями в России и за рубежом?

Вадим Дубасов: Исходя из сложившихся производственных, технических и экономических условий, вдувание ПУТ на ДП №4 и №5 стабильно поддерживается на уровне 140-150 кг/т чугуна при совместном вдувании природного газа с расходом 55-65 м3/т. Совместное вдувание пылеугольного топлива и природного газа позволяет более гибко регулировать тепловое состояние доменной печи, а также при необходимости оперативно реагировать на изменение стоимости вдуваемого топлива варьированием их расхода. Большинство доменных печей на предприятиях в Западной Европе, Китае, Бразилии работают без дополнительного вдувания природного газа, на некоторых печах вдувается мазут. В Северной Америке часть заводов применяет технологию совместного вдувания ПУТ и природного газа.

Общемировая практика по расходу ПУТ (без дополнительного топлива) составляет 120-180 кг/т чугуна. На единичных доменных печах достигнут расход ПУТ на уровне 250 кг/т чугуна. Как правило, такие высокие показатели обеспечиваются, прежде всего, за счет высокого качества используемого кокса. Большинство зарубежных предприятий работает с коксом с показателем горячей прочности (CSR) на уровне 63-71%, а доменные печи, которые вдувают ПУТ с расходом 250 кг/т чугуна, достигли этого расхода при CSR 69-71%.

Горячая прочность кокса на ДП №4 и № 5 НЛМК в настоящее время находится на уровне 62-64%. И это наилучший показатель качества кокса среди металлургических предприятий России. Увеличение горячей прочности кокса потребует дополнительных затрат на закупку более дорогих угольных концентратов.

Таким образом, доменные печи Новолипецкого комбината, работающие с вдуванием ПУТ, демонстрируют удельный расход ПУТ на среднемировом уровне и при этом имеют один из самых низких суммарных расходов топлива на производство чугуна. Вместе с тем доменщики НЛМК не останавливаются на достигнутых результатах и постоянно совершенствуют технологический процесс.

«Металл-Курьер»: На каком этапе находятся работы по внедрению новых установок ПУТ в рамках второго проекта компании? Будут ли отличаться технические характеристики нового оборудования?

Вадим Дубасов: Мы монтируем металлоконструкции и технологическое оборудование установки вдувания пыли (УВП - центрального узла установки), проводим укрупнительную сборку сепараторов мельниц, подготовительные работы к монтажу корпусов, редукторов, размольных столов мельниц. Идут работы по увеличению емкости закрытого склада угля и кокса с целью хранения углей для приготовления ПУТ, ведется монтаж вагоноопрокидывателя, конвейерного оборудования.

В целом установки и в первом доменном цехе и во втором идентичны, однако новая отличается более мощным оборудованием, поскольку у ДП №6 и "Россиянки" выше производственная мощность. В итоге в новой установке будут трехвалковые мельницы, бункера хранения сырого угля объемом 1400 м3, бункера хранения ПУТ объемом 1200 м3, инжекционные бункера объемом 50 м3. Производительность мельниц новой установки составляет не менее 75 тонн/час каждая при удельной мощности мельниц текущей установки для печей №4 и 5 в 46 тонн/час.

«Металл-Курьер»: Повлияет ли экономическая нестабильность на сроки начала работы установок и окупаемости инвестиций?

Вадим Дубасов: Планируемые сроки начала горячих испытаний новой установки, несмотря на текущую экономическую ситуацию, неизменны: запуск технологии на доменной печи "Россиянка" запланирован на февраль 2017 года, на ДП №6 - март 2017 года. Окупаемость вложенных ресурсов, по нашим оценкам, составит около трех лет.

«Металл-Курьер»: История технологии ПУТ началась в конце 19 века, популярность получила в середине 80-х годов 20века, в России стала применяться только с начала 21века и только на трех комбинатах страны. Как Вы считаете, с чем связано достаточно сдержанное внедрение технологии ПУТ в РФ?

Вадим Дубасов: Металлурги всего мира непрерывно ищут пути снижения себестоимости чугуна, и за последние 50 лет в этой области достигли значительных результатов. Основная их часть приходится на снижение затрат при использовании кокса. Применение ПУТ, как и любого другого вдуваемого топлива, позволяет частично заменять собой кокс. Понимание экономической эффективности вдувания ПУТ пришло металлургам России еще в 1980-х годах, когда Министерство черной металлургии СССР разработало программу строительства установок для подготовки и вдувания ПУТ в доменные печи всех крупных металлургических заводов. Но из-за распада СССР и социально-экономических изменений в России программа осталась нереализованной.

В условиях новых экономических отношений компании тщательно прорабатывают окупаемость таких инвестиций как внедрение технологии ПУТ, требующей работы по повышению качества сырья. Просто строительство установки ПУТ еще не делает ее применение эффективным.

«Металл-Курьер»: Каковы дальнейшие перспективы применения данной технологии в России?

Вадим Дубасов: Перспективы есть, поскольку возрастает дефицит коксующихся углей, и это неизбежно будет способствовать расширению применения технологии ПУТ в России. В то же время скорость такого распространения будет диктоваться экономическими условиями.