Микро-заводы для Беларуси
Тимошпольский В.И., д.т.н., профессор, ГНУ ИТМО НАН Беларуси
Шелег В.К., д.т.н., профессор БГНПК Порошковой металлургии НАН Беларуси
Стеблов А.Б., д.т.н., Дуброва И.В, ООО «Строительные ресурсы»
Производимое в Республике Беларусь тяжелое оборудование и станки, тракторы и автотехника известны во всем мире, а среди стран СНГ Беларусь занимает лидирующую позицию в строительстве жилья, которое невозможно без использования высокопрочной арматуры и проволоки.
Республиканскому Унитарному предприятию «Белорусский металлургический завод» в октябре этого года исполняется 20 лет. Сегодня он производит более 1,5 млн тонн металлопродукции в год, но основная доля металлопроката для белорусских машиностроительных заводов и домостроительных комбинатов импортируется из России и Украины. Дело в том, что РУП «БМЗ» является валютообразующим предприятием, 85% его продукции идет на экспорт. Но даже если бы весь металл этого завода оставался в нашей стране, импорт листа, труб, гнутых профилей, сортового проката из высоколегированных марок сталей и сплавов все равно был бы необходим.
Экономически сильные государства с развитой металлургической отраслью сегодня активно инвестируют в производство металлопродукции. Но при этом наблюдается сокращение гигантских производств и их дробление на самостоятельные мини-заводы и микро-производства в виде литейно-прокат-ных комплексов (ЛПК). В США, имеющих мощную сталелитейную промышленность, около 50% металлопродукции производится на мини-заводах. В развитых странах на их долю приходится уже не менее 40% произведенного металлопроката. По прогнозам к 2020 году не менее 70% металлопродукции будет производиться на мини- и микро-заводах.
Это направление подхвачено и в СНГ. В ближайшие три года на Урале, в Сибири и центральной части России наряду с реконструкцией действующих металлургических предприятий будет построено более десятка мини-заводов. Украина рассматривает программу строительства 50-60 мини-заводов при одновременном сокращении производства на старых металлургических предприятиях.
За последние несколько десятилетий металлургическая наука создала новые, эффективные технологии, кардинально меняющие планировку и оборудование металлургического производства. Уже успешно работают десятки микро-заводов во Франции, Италии, Индии, США, Китае, Тайване. Объем производства на них невелик — 40-230 тыс. тонн в год, однако экономическая эффективность их работы в несколько раз превосходит показатели даже самых современных металлургических заводов.
Новые технологии позволили увеличить выработку на одного работающего до 1500 тонн в год. На передовых европейских заводах старой конструкции этот показатель не выше 500 тонн, а на РУП «БМЗ» он ниже 150 тонн в год. Мини— и микро-заводы нового поколения экологически более чистые, потребляют электроэнергии в 3-5 раз меньше, имеют массу оборудования в 50-150 раз меньшую, занимают значительно меньше места, чем традиционные производства. Только с 1999 по 2001 год было построено 16 микрозаводов с объемом производства катанки и арматуры до 250 тыс. тонн в год. Такой завод-цех располагается на площади 33x125 метров, обслуживают его 15 человек в смену. Цикл получения готового проката сокращен в 100 раз. От завалки лома в плавильную печь до отгрузки проката проходит менее 3-х часов. Стоимость такого завода колеблется от 4,8 до 11,2 млн долларов США.
В листопрокатном производстве эти показатели еще внушительнее. В США был построен завод по производству 1 млн тонн в год полосы толщиной до 2 мм. Стоимость его составила 1,1 млрд долларов США. На этом заводе современный листопрокатный стан и машина непрерывного литья располагаются в цехе длиной около 500 метров. Практически одновременно был построен другой завод такой же мощности, но затраты на его строительство составили 45 млн. долларов США. Длина литейно-прокатного комплекса не превышает 20 метров. Сравнение технологических схем производства полосового проката наглядно представлено на рисунке 1.
Сегодня нами обобщен и проанализирован опыт работы более чем 1000 действующих во всем мире мини-заводов. Лидирующие позиции по их количеству занимает Индия — 102 мини-завода, США — 88, Китай — 47. В Европе их пока значительно меньше: Германия — 21, Франция — 15, причем три из них построены рядом с Парижем, Бельгия — 7.
Мнение белорусских ученых и специалистов в области металлургии однозначно: необходимо начинать строительство нескольких микрометаллургических заводов нового поколения с объемом производства 30-70 тыс. тонн в год. Эти производства в качестве исходного сырья будут использовать металлоотходы в виде окалины и стружки от белорусских машиностроительных предприятий. Конечно, технологичнее применять качественный мелкокусковой лом 1А, 2А, как это делается на РУП «БМЗ», но для плавильной печи объемом 3-10 тонн подойдет и стружка. Кстати, направление по созданию микро-заводов в республике уже начато. Более десяти лет на Могилевском заводе работает трубосварочный комплекс, правда, полосу для сварных труб импортируют. На МАЗе в 2000 году начал работать участок по производству литой стальной дроби. Это и есть микро-заводы, которые заполнили различные по номенклатуре ниши потребляемой металлопродукции. В строительной отрасли республики в ближайшее время намечается активное использование наполнителей в бетонах в виде фибры — тонких металлических волокон. Есть вариант покупать ее по 9-12 долларов за один килограмм, но можно начать делать самим. Такой комплекс уже создан и работает в России. Стоимость его — 0,5 млн. долларов США, а объем производства — до 7 тыс. тонн фибры в год. ЛПК для производства прутков из специальных трудно деформируемых сплавов успешно работает на заводе АО «Электросталь». Мини-трубопрокатный стан с объемом производства 100 тыс. тонн на Сумском научно-производственном машиностроительном объединении выпускает 8 видов труб 177 типоразмеров.
Для нашей страны, на наш взгляд, в первую очередь, можно предложить три микро-завода с объемом производства не более 50 тыс. тонн каждый:
1. Производство пруткового проката диаметром 10-50 мм из специальных и инструментальных сталей. Это, прежде всего, прутки из качественных углеродистых сталей по ГОСТ 1050-88, легированных сталей по ГОСТ 4543-71, штамповых и инструментальных сталей по ГОСТ 5950-73 и 14959. К ним можно добавить хромистые стали (ГОСТ 5632-72); марки ферритного и мартенсито-ферритного класса 08X13, 12X17, 08X17, 08Х1Т1, 15Х25Т, 12X13; хромоникелевые аустенитные стали, в том числе, марки стали 12Х18Н9Т, 08Х18Н10Т; хромоникелевые аустенито-ферритного класса — 08Х22Н6Т, X17Н1ЗМЗТ, 08X21Н6М2Т. В составе такого комплекса предусматривается электродуговая печь (индукционная печь), разливочная машина, прокатный модуль и оборудование типа «Кизерлинг» для калибровки и отделки поверхности прутков.
Производство горячекатаного листа толщиной от 0,8 до 2 мм в рулонах и толщиной от 3 до 10 мм в листах. Ширина листа — от 750 до 1500 мм. Марки стали — 08сп, Зсп по ГОСТ 380. Возможно производство и холоднокатаного листа, что потребует удорожания проекта в два раза за счет установки клетей высокой точности прокатки и оборудования отделки поверхности листа. В этом случае высокая рентабельность предприятия будет обеспечиваться при объемах производства не менее 50 тыс. тонн в год.
Производство катанки диаметром 6-10 мм и арматуры от 8 до 14 мм в прутках. Выплавляемая сталь марки 1-Зсп по ГОСТ 380. На этом же оборудовании возможно мелкосерийное производство полосового проката шириной до 25 мм, квадратного и шестигранного профиля сечением до 20 мм, специальных профилей.
Последний вариант строительства можно взять за базу в качестве первого опыта. Катанку диаметром 6,512 мм сегодня везут из России (производитель ОАО «Северсталь»), из Украины — «Криворожсталь», Енакиевский металлургический завод.
Не один год обращаются потребители на РУП «БМЗ» с просьбой производить катанку с низким (менее 0,1%) содержанием углерода и кремния или из стали 08А, 08Г2С для производства сварочных электродов. Заводу делать ее экономически невыгодно, есть и технические проблемы, так как завод ориентирован на выпуск продукции определенных марок сталей.
Показанный на рисунке 2 литейно-прокатный агрегат для производства катанки и арматуры в объеме 60-75 тыс. тонн в год будет стоить не более 10 млн. долларов США. Он уместится под крышей цеха длиной до 100 метров, причем половину его будут занимать склад готовой продукции и участок контроля качества.
При создании такого ЛПК нужную технологию можно сразу заложить в проект. Конечно, можно производить нужную катанку и арматуру на РУП «БМЗ», но возможности стана 150 на этом заводе не покрывают потребности заказчиков, затраты на производство на 20-30% больше, а продукция не дойдет в нужном количестве до белорусского потребителя.
Этой публикацией мы поднимаем тему для обсуждения и ответов на вопросы.
С удовольствием рассмотрим замечания и предложения специалистов и потребителей металлопродукции.
Рис. 1. Развитие технологических схем литейно-прокатных комплексов для производства плоских горячекатаных полос:
а - слябовая технология; б, в, г - тонкослябовые технологии; д - технология производства полос; е - технология прямой отливки тонких полос.
Рис. 2.Схема металлургического комплекса для производства 60-75 тыс. тонн арматуры и катанки: 1 - одноручьевая горизонтальная машина непрерывного литья; 2 - летучие ножницы; 3 - устройство для выравнивания температуры; 4 - прокатный стан с сортовой планетарной клетью в черновой группе; 5 - непрерывная чистовая группа клетей; 6 - смотка проката в бухты; 7 - участок термообработки и резки проката.