В общем перечне промышленных предприятий Донбасса в наиболее тяжелом положении оказались металлургия и коксохимия, так как их технологический процесс подразумевает непрерывное производство. Несмотря на этот факт, из-за боевых действий некоторые заводы пришлось останавливать, чтобы сберечь оборудование и спустя несколько месяцев возобновить работу. Как дорого обходятся собственникам подобные перерывы в деятельности?
Остановка процесса выплавки чугуна или производства кокса требует не только дополнительных усилий и затрат, но может привести к полному разрушению дорогостоящего оборудования. Предприятия в зоне АТО прилагают максимальные усилия не только для сохранения техники и рабочих мест, но и для того, чтобы при первой возможности возобновить коммерческую деятельность. Если Алчевский МК простаивает с августа прошлого года, то, например, Енакиевский МЗ за этот же период дважды возобновлял работу металлургических агрегатов.
О том, какие риски для металлургов несет подобная пауза в производстве и во сколько может обойтись остановка и рестарт металлургических агрегатов, Delo.ua поговорило с профессором, доктором технических наук Алексеем Смирновым, за плечами которого сотрудничество практически со всеми металлургическим предприятиями Украины.
– Алексей Николаевич, начиная с августа 2014 г. большинство металлургических предприятий Донбасса вынуждены работать в сложных условиях. Им приходится внепланово останавливать или существенно сокращать выплавку стали и чугуна. А в случае временной стабилизации ситуации – резко возобновлять производство. Какие основные риски возникают у металлургов из-за подобной аритмии?
– Основная сложность, которая возникает при внеплановой остановке классического металлургического завода, заключаются в том, что часть основных металлургических агрегатов работает в дискретном режиме, а часть – в квазинепрерывном. Например, агломашина для спекания рудного концентрата и доменная печь для выплавки чугуна работают в непрерывном режиме. А вот дальнейший процесс производства переходит в дискретный режим. Примерно раз в два часа чугун выливается в ковши и поступает в конвертерный цех для выплавки стали. Длительность плавки в конвертере составляет 40-50 мин. При этом конвертер как дискретно функционирующий агрегат можно остановить и достаточно продолжительное время поддерживать в горячем (рабочем) состоянии без существенных дополнительных усилий и затрат. А вот доменную печь быстро остановить нельзя. Процесс производства чугуна таков, что сверху в агрегат непрерывно засыпается шихта (железорудное сырье, кокс и некоторые другие компоненты), которая медленно опускается вниз и переплавляется. Как правило, работа домны поддерживается в течение 1,5-2 лет.
– Как же ее в таком случае остановить, если этого требуют внешние условия?
– Управление доменной печью – достаточно сложный и инерционный процесс, так как шихта идет по домне 5-6 ч. Даже если ты что-то изменил на входе, то первые результаты на выходе увидишь только часиков через 8. Поэтому выход на холостой режим занимает много времени. Для этого меняют состав шихты: постепенно увеличивают долю кокса и уменьшают долю рудной составляющей. Это приводит к режиму горячей консервации, когда коксом, условно говоря, греют атмосферу. Но это очень дорогое удовольствие – 1 т кокса сейчас стоит $160-210. А нужно сжигать несколько вагонов кокса в сутки, чтобы не охладить печь и сохранить футеровку (огнеупорная кладка внутри печи). Также возникает вопрос: за счет чего же платить зарплату персоналу? Ведь печь работает, люди ходят на работу, но фактически завод не производят металлопродукцию.
– Сколько времени можно держать доменную печь в состоянии “горячей консервации”?
– Раньше таких ситуаций практически не возникало, но жизнь диктует новые условия. Поэтому в последнее время металлургическая практика доказала, что поддерживать доменную печь “на горячем ходу” можно в течение 10-15 дней. Быть может, и больше, но следует помнить об экономической составляющей такой работы.
– Что такое “холодная консервация”?
– Это полная остановка доменной печи и ее охлаждение. В этом случае стараются выдуть доменную печь, то есть удалить все шихтовые материалы. Но в этом случае очень важно плавно охладить домну по технологии, чтобы огнеупоры, которые расположены внутри ее, не растрескивались и не рассыпались. Обычно на полную остановку агрегата уходит 5-10 дней.
– Есть какие-то не технологические риски?
– В случае длительной “холодной” консервации возникает вопрос сохранения квалифицированного персонала. Если оборудование останавливается надолго, то люди уходят с завода в поисках заработной платы. Например, с Алчевского меткомбината часть персонала уже переехала в Тулу, где строится новый конвертерный цех. Ребята не виноваты, они и их семьи есть хотят.
– Если происходит “холодная” остановка – это уже конец домны?
– Если все сделано по технологии, то нет. Первым делом, когда печь остынет, ее должны проверить, подремонтировать. Но термоохлаждение однозначно оказывает негативное влияние на футеровку.
– Как происходит рестарт доменной печи?
– На это процесс уходит больше времени и усилий, чем на остановку. Его начинают на 10-15 дней раньше остального оборудования. Нужно не спеша “разогнать” доменный цех, получить продукт похожий на чугун, так как несколько первых дней может получаться некондиционный металл.
– Я слышал, что этот процесс может быть гораздо дольше..
– Да, это так. Сутки-трое печка будет только прогреваться. Чугун вытекает из печи температурой 1350-1400 градусов, а внутри доменной печи температура достигает 1800-2000 градусов. Иначе главной химической реакции не будет – забрать кислород из Fe2O3 и получить железо. А потом может случиться то, что металлурги называют “не пошло”. Иногда приходится ждать до двух недель, чтобы получить продукт с нужными качественными характеристики. Основные затраты при остановке и рестарте печи – сжигание кокса и некондиционный чугун, который потом небольшими партиями забрасывают в конвертер или реализуют на рынке.
– Что если не удалось сберечь огнеупоры?
– Необходим капитальный ремонт с заменой футеровки. Затраты – более $1 млн. на одну печь! Плюс ремонт желобов и других менее дорогих “вещей”.
– Кто может поставлять такие огнеупоры – украинские или иностранные производители?
Сейчас практически все приходит по импорту. Причем за последние годы в доменном производстве было найдено ряд инновационных технологических решений, ранее не применявшихся в отечественной металлургии. Чтобы не вдаваться в технические подробности, скажу лишь, что футеровка печи сейчас представляет собой несколько уровней, выполненных из разных материалов. Дно печи – из более стойких и прочных огнеупоров, верхняя часть, где больший механический износ, из других, которые можно ремонтировать даже без остановки печи.
Но тут кроется еще одна проблема. Работы по ремонту и обслуживанию огнеупоров в последние годы были переданы на аутсорсинг, в том числе иностранным компаниям. А какой иностранец сейчас сюда поедет? Им даже страховку не оплатят. Совокупность рисков, сопровождающих бизнес в Восточной Украине, существенно тормозит привлечение иностранных компаний.
– Какие особенности у сталеплавильного передела?
– В Украине все еще используется три способа выплавки стали: мартен, конвертер и электропечь. Мартен фактически остался только на “Запорожстали”. Если такую печь остановить, то ее футеровка сразу же разрушится при повторном нагреве. К счастью, все необходимые огнеупоры для мартеновской печи можно произвести и купить в Украине.
Основная часть стального производства – конвертеры, которые останавливаются просто. Цикл плавки – 40-50 мин. Если ты заранее знаешь, что нужно остановиться, то все подготовительные работы можно провести в течение 1-2 плавок. Остановить конвертер на несколько часов проблем нет. Переворачиваешь верх дном, и он спокойно простоит 8-10 ч без дополнительных действий.
А вот месяц он вряд ли простоит в таком виде. Футеровка конвертера – периклазоуглеродистые формованные огнеупоры высокой механической и химической прочности. Этот материал при охлаждении ниже 700-800 градусов может растрескаться при последующем нагреве.
– Как же Енакиевский МЗ смог возобновить работу после полуторамесячного простоя?
– По большому счету огнеупоры нельзя сохранить, так как в материале идут полиморфные изменения. Но бывает, что предприятия начинают греть конвертер и смотрят: разрушится – не разрушится? Но это очень высокий риск аварийности, и по большому счету так делать нельзя.
Прим. ред.: Один из руководителей Енакиевского МЗ уточнил Delo.ua, что футеровка конвертеров на предприятии не менялась. По словам собеседника в этом процессе главное правильно разогреть агрегат. Однако другие эксперты огнеупорной отрасли подтверждают слова Алексея Смирнова, что риск досрочного разрушения огнеупоров очень велик, поэтому с большой долей вероятности ЕМЗ придется раньше времени проводить замену футеровки.
– Какая приблизительная стоимость футеровки для конвертера?
– На Енакиевский МЗ – в районе $1 млн. или чуть более. Ее стойкость 3-5 тыс. плавок или около $1,5/т произведенной стали. В современном конвертерном цехе делается около 30-35 плавок в сутки. Соответственно, замена футеровки выполняется каждые 3,5-5 месяцев.
– В каких еще металлургических процессах есть риск подобного разрушения?
– Условно аналогичные процессы происходят в динасовых огнеупорах коксовых батарей. Если этот кирпич разогреть свыше 1000 градусов, то он спекается в великолепный материал. Но если его охладить, то футеровка разрушается (“убивается”). А это 900-1000 т огнеупоров, стоимостью около $600-800/т. Причем там несколько сотен форматов кирпичей. Чтобы огнеупорный завод выполнил подобный заказ нужно несколько месяцев, еще несколько месяцев потребуется на возведение нового агрегата. Поэтому коксовые батареи непрерывно работают в течение 20-25 лет.
Прим. ред.: Собственники коксохимических заводов стараются любыми усилиями сохранять работоспособность батарей. Осенью прошлого года Авдеевский КХЗ был обесточен, поэтому температура в коксовой батарее более месяца поддерживалась за счет обогрева природным газом. При этом не следует забывать, что Авдеевский КХЗ является крупнейшим предприятием в Европе и поэтому его значение для металлургии Донбасса трудно переоценить.
– Что Вы можете сказать об электрометаллургии Украины?
– Фактически в Украине более-менее стабильно работает три завода с электродуговыми печами: “Электросталь” (Курахово), “Интерпайп сталь” (Днепропетровск) и “Днепроспецсталь” (Запорожье). Плюс машиностроители: “Энергомашспецсталь”, НКМЗ и пр. В настоящее время несколько заводов простаивают: “ДЭМЗ” (Донецк), “Азовэлектросталь” (Мариуполь) и пр.
Электропечь легче всего переносит простои. Там тоже используются периклазоуглеродистые огнеупоры, которые разрушаются, если остановить печь. Но их расход гораздо ниже. К тому же электродуговые печи переплавляют исключительно металлолом и не привязаны к непрерывному циклу выдачи чугуна. Например, “Электросталь” (Курахово) работает с паузами в несколько дней, используя их для накопления металлолома и проведения планово-предупредительных ремонтов.
– А как они поддерживают температуру в печи дольше 10-12 ч?
– Подогревают сжиганием природного газа.
– Крупнейшее металлургическое предприятие, которое сейчас простаивает – Алчевский МК. Реально ли его реанимировать?
– По большому счету с ним ничего критического не произошло. Все агрегаты остановлены в соответствии с технологическими регламентами. Но есть две проблемы: энергоснабжение и логистика. Каждый металлургический завод, как правило, имеет несколько вводов электроэнергии, чтобы в случае аварии на одном из них переключиться на другой. В Алчевске остался один ввод, да и тот, который идет от Счастья (Луганская ТЭС). Если вдруг во время работы выключится последний ввод, то отключатся насосы, другое оборудование. Застынут сталь и чугун, а из-за отсутствия воды есть риск взрыва. Ну и, конечно, остаются проблемы с доставкой сырья и вывозом металлопроката по железной дороге. С этим столкнулись почти все промышленники Донбасса.
– То есть, металлургию региона можно возродить в полном объеме?
– Можно, но с учетом того, что потребуются инвестиции в ремонты и обновление оборудования. Также придется провести серьезное изучение кадровых потерь, ведь за границу уезжают лучшие специалисты. Главное – закончить боевые действия и понять, в каком правовом поле будут работать металлурги, кому и по каким маршрутам будут отгружать готовую продукцию. (Алексей Смирнов, профессор, доктор технических наук, Дело/Металл Украины и мира)