close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
МЕТАЛЛУРГ № 1 2013
1 • 2013
В НОМЕРЕ
n XII Международный конгресс
сталеплавильщиков
n Влияние средней скорости движения свободной
части заготовки на процесс пневмотермической
формовки в режиме сверхпластичности
n Неравномерность механических свойств толстолистового
проката после контролируемой прокатки с ускоренным
охлаждением
n Технология и оборудование компактного
Индекс 70535, ISSN 0026-0827, Металлург № 1, 2013
металлургического комплекса
для производства катанки в бунтах
n XI Конгресс «Кузнец-2012»
n Новые решения в управлении техническими
системами
Услуги TÜV SÜD:
Горнякам и металлургам России
С Новым годом!
А.А. Безымянных
Председатель Горно-металлургического
профсоюза России
Дорогие товарищи! Центральный Совет Горно-металлургического
профсоюза России поздравляет членов профсоюза, всех работников
отрасли, ветеранов и молодежь, учащихся профильных учебных заведений – с Новым 2013 годом!
Мы прожили очередной, насыщенный событиями и повседневными заботами год. Год, знаменательный еще и тем, что в самом его начале состоялся VII съезд нашего профсоюза, принявший Программу
действий ГМПР на 2012–2016 годы, которая последовательно выполняется. Важнейшей, задачей Программы является рост уровня жизни
горняков и металлургов, борьба за сохранение рабочих мест. Профсоюз выступает категорически против нестандартных форм занятости.
Именно по этой причине мы поддерживаем внесенный на рассмотрение в Госдуму законопроект депутатов А.Исаева и М.Тарасенко, направленный против применения «заемного труда».
В прошедшем году ГМПР в составе Международной федерации
металлистов стал членом глобального объединения профсоюзов
промышленных рабочих ИндастриОЛ. Это расширяет наши солидарные возможности.
В новом году предстоит решать и другие важные задачи. Одни из
самых значимых – содействие улучшению социально-экономического положения горняков и металлургов, борьба за то, чтобы реструктуризация отрасли не вела к сокращению рабочих мест, к уменьшению
численности и даже ликвидации профсоюзных организаций. В числе
наших приоритетов – достойная оплата труда, работа с молодежью,
обеспечение достойной старости ветеранов.
Дорогие товарищи! Пусть в Новом году исполнятся все ваши желания! Счастья и здоровья вам, вашим родным и близким! Пусть вместе
с Новым годом в ваши дома войдут оптимизм и надежда на то, что ваш
нелегкий, но такой необходимый Родине труд будет по достоинству
оценен!
Уважаемые металлурги!
В.В.Семенов
Директор Департамента базовых
отраслей промышленности
Минпромторга РФ
От имени Департамента базовых отраслей промышленности Министерства промышленности и торговли Российской Федерации поздравляю Вас и Ваших близких с Новым 2013 годом!
Специалисты отрасли вносят большой вклад в развитие черной
и цветной металлургии и повышение технического уровня всех отраслей промышленности России.
Пусть Новый 2013 год откроет Вам новые перспективы дальнейшего развития и процветания Вашего предприятия, станет годом выхода на качественно новый уровень черной и цветной металлургии
– основы укрепления экономики России!
Примите самые искренние поздравления и пожелания здоровья,
счастья и благополучия Вам и Вашим семьям!
Сертификация систем менеджмента
• ISO 9001 (система менеджмента качества) • ISO 14001 (система экологического менеджмента)
• OHSAS 18001 (система менеджмента безопасности труда и охраны здоровья)
• ISO/TS 16949, KBA, VDA 6.1, 6.2, 6.4 (система менеджмента качества в автомобильной отрасли)
• ISO 50001 (система энергетического менеджмента)
• ISO/IEC 27001 (система менеджмента информационной
безопасности)
• EN 9100/AS 9100 (система менеджмента качества в авиационной отрасли)
• ISO 22000, HACCP, BRC, IFS (системы менеджмента качества и безопасности пищевых продуктов)
• GMP – Good Manufacturing Practice – для производителей
парфюмерно-косметической продукции и фармацевтики
• Аудит Поставщика
Проведение обучающих семинаров
Европейская сертификация (CE, GS маркировка и др.)
Российская (национальная) сертификация (экспертиза
промышленной безопасности; разрешение РОСТЕХНАДЗОРА
на применение и др.
История компании TÜV SÜD насчитывает уже более 145 лет.
За это время компания приобрела колоссальный опыт в сфере сертификации систем менеджмента и вошла в четверку мировых лидеров в этой области.
Клиентами TÜV SÜD являются более 400 тысяч компаний,
а сертификационным органом TÜV SÜD Management Service
только по менеджменту качества было выдано более 35 000 сертификатов.
TÜV SÜD – это:
• Немецкое качество и высокая скорость
• Независимая оценка и признание во всем мире
• Русскоязычные эксперты с международным опытом работы в различных отраслях промышленности
• Испытания в национальных лабораториях, результаты
которых признаются за рубежом
Приглашаем на обучающие семинары
по системам менеджмента!
•
•
•
Лекторы с большим опытом сопровождения и развития
систем менеджмента в российских и международных
компаниях
Изучение примеров и адаптация программы семинаров
к потребностям участников
Работа в малых группах
Обучение в TÜV SÜD RUS –
Ваше преимущество перед конкурентами!
Открытие Представительства ESI Group
в России
Прошедший 2012 год ознаменовался многими значительными событиями, одним из наиболее интересных из них в сфере инженерного программного обеспечения стало открытие в России
Представительства компании ESI Group.
ESI Group – один из мировых лидеров в области разработки инновационных инженерных
решений для создания виртуальных прототипов изделий и моделирования их функционирования в реальной среде, а также для определения жизненного цикла изделия с учетом
анализа дефектов на стадии производства. Системы ESI Group позволяют решать множество
производственных задач для различных отраслях промышленности, таких как: облегчение
конструкций в автомобилестроении, моделирование производства композитных материалов в аэрокосмической промышленности и
судостроении, прочностные задачи в оборонной промышленности и т.д. Однако основной
«конёк» компании ESI на рынке – виртуальное
создание и проверка готового изделия для сокращения временных и финансовых затрат
предприятий на разработку продукта, его реальное тестирование и выхода на рынок.
Открытие Представительства было обусловлено возрастающим в течение последних 10 лет
интересом к продукции ESI в России, в частности,
решениям для моделирования технологических
процессов – обработки листового материала,
литья, сварки и термической обработки, а также
процессов производства композитов.
Многим читателям знакомы технологии
ESI для моделирования процессов литья, сварки, штамповки на примерах решений реальных
производственных задач Российских предприятий, приведенные в публикациях журнала «Металлург».
Открывая Представительство в Российской
Федерации, ESI Group ставит задачи создания команды квалифицированных консультантов и экспертов для российского рынка, в компетенцию
которых, при поддержке специалистов ESI Group
со всего мира, будет входить применение и совершенствование технологий для решения конкретных задач российских промышленных компаний
и научных организаций.
Адрес российского Представительства:
620014, г. Екатеринбург, ул.Вайнера, 51 – Б
Тел.\факс: 8 (343) 311 02 33,
e-mail: [email protected]
№ 1 • 2013
Основан в январе 1956 г.
Журнал «Металлург» переводится на английский язык фирмой SPRINGER/www.springerlink.com
Журнал входит в перечень утвержденных ВАК РФ изданий для публикации трудов соискателей ученых степеней.
У ЧРЕДИТЕЛ И:
ФГУП «ЦНИИчермет им.И.П.Бардина», Центральный Совет Горно-металлургического профсоюза России,
Профцентр «Союзметалл», Ассоциация промышленников горно-металлургического комплекса России (АМРОС)
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ:
Н.Н. Гугис – президент ООО
«Корпорация производителей черных
металлов»
Ал.Д. Дейнеко – директор Фонда
развития трубной промышленности
К.Л. Косырев – генеральный директор
ФГУП «ЦНИИчермет
им.  И.П. Бардина»
Ю.Н. Райков – генеральный директор
ОАО «Цветметобработка»
А.Г. Романов – президент Российского
Cоюза поставщиков металлопродукции
Б.А. Сивак – первый заместитель
генерального директора
ОАО АХК «ВНИИМЕТМАШ
им. академика А.И. Целикова»
Г.В. Скопов – заместитель технического
директора по металлургии
ООО «УГМК‑Холдинг»
М.В. Тарасенко – депутат Госдумы ФС РФ,
секретарь ЦС ГМПР по связям
с Федеральным Собранием
и международными объединениями
профсоюзов
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:
В.Ж. Аренс – вице-президент РАЕН, проф., д-р техн. наук
В.И. Большаков – директор ИЧМ им. З.И. Некрасова НАН Украины, акад. НАНУ
С.М. Горбатюк – зав. кафедрой «Инжиниринг технологического оборудования» МИСиС,
проф., д-р техн. наук
А.И. Зайцев – директор Центра физической химии, материаловедения, биметаллов и специальных видов коррозии (ЦФМК) ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», д-р физ.-мат. наук
Я.Л. Кац – зам. начальника отдела ОАО АХК «ВНИИМЕТМАШ им. акад. А.И. Целикова»,
канд. техн. наук
Г.В. Кашакашвили – проф. Грузинского технического университета, д-р техн. наук
Л.А. Кондратов – консультант Департамента базовых отраслей промышленности
Минпромторга России
Н.А. Коротченко – директор информационно-аналитического центра МИСиС
А.Н. Крестьянинов – зам. генерального секретаря Профцентра «Союзметалл»,
д-р социологич. наук, проф.
И.Ф. Курунов – главный доменщик ОАО НЛМК, проф. МИСиС, д-р техн. наук
Л.П. Макаров – зам. директора Института экономики черной металлургии
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», канд. экон. наук
Ю.Д. Морозов – директор ЦТСК ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина», канд. техн. наук
С.Ю. Настич – ведущий научный сотрудник ЦТСК ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»,
канд. техн. наук
А.М. Неменов – начальник ПТО ООО «МетПромГрупп», канд. техн. наук
А.Н. Никулин – старший научный сотрудник ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»,
д-р техн. наук
А.М. Окуньков – исполнительный директор Ассоциации промышленников
горно-металлургического комплекса России
И.Ю. Пышминцев – генеральный директор ОАО «РосНИТИ», д-р техн. наук
А.Н. Серегин – директор ИЦ «Ферросплавное производство и переработка техногенного
сырья» ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина», канд. хим. наук
В.В. Сидоров – начальник сектора лаборатории «Металлургия жаропрочных и специальных
сплавов» ФГУП «ВИАМ», д-р техн. наук
В.М. Сизяков – зав.кафедрой металлургии цветных металлов С.-Петербургского
государственного горного университета, д-р техн.наук, проф.
РЕДАКЦИЯ:
О.Н. Новоселова – главный редактор
Е.Х. Иванова – заместитель главного редактора
И.Я. Паршина – научный редактор
Е.Л. Гавриченко – ответственный секретарь
З.В. Барыкова – менеджер по распространению
И.М. Мартынова – корректор
Издание зарегистрировано в Комитете РФ
по печати 15.04.1997 г. Регистрационный номер 015957
Номер подписан в печать 25.01.2013 г.
Формат 60×88 1/8. Печать офсетная.
Отпечатано в ОАО "Лига-Принт"
105103, Москва, 12-я Парковая ул., д. 11/49
В.В. Тиняков – старший научный сотрудник ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»,
канд. техн. наук
В.А. Углов – первый заместитель генерального директора ФГУП «ЦНИИчермет
им. И.П. Бардина», канд. техн. наук
Г.А. Филиппов – директор Института качественных сталей ФГУП «ЦНИИчермет
им. И.П. Бардина», д-р техн. наук, проф.
Ал.Г. Шалимов – старший научный сотрудник ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН, д-р техн. наук
Р.Л. Шаталов – зав. кафедрой МиОМД Московского государственного открытого
университета, д-р техн. наук
Л.И. Эфрон – научный руководитель Инженерно-технологического центра ЗАО ОМК,
д-р техн. наук
Перепечатка материалов журнала «Металлург» допускается только с письменного разрешения
редакции. При цитировании ссылка обязательна.
Адрес редакции журнала «Металлург»: 105005 Москва, 2-я Бауманская ул., д. 9/23, офис 474.
Тел.: +7 (495) 777-9561. Тел./факс: +7 (495) 777-9524, +7 (495) 926-3881
E-mail: [email protected], [email protected], www.metallurgizdat.com
© ЗАО «МЕТА ЛЛУРГИЗД АТ» • «МЕТА ЛЛУРГ» • 2013
2
CO N T E N TS • C ОДЕ РЖ А Н И Е
SOCIAL PARTNERSHIP
Sushcheva N.A. Labour disputes commissions –
effective protection of labor rights
СОЦИАЛЬНОЕ ПАРТНЕРСТВО
4
ECONOMICS, MANAGEMENT
ЭКОНОМИКА, МЕНЕДЖМЕНТ
Tax Herald
Makarov L.P. Movable assets taken
from January 1, 2013 registered as fixed assets
is not construed as subject of taxation
Налоговый вестник
6
METALLURGIST-INFO
Events in Figures and Facts.
Prepared by A.M.Nemenov
Макаров Л.П. Движимое имущество, принятое
с 1 января 2013 года на учет в качестве основных
средств, не признается объектом налогообложения
МЕТАЛЛУРГ-ИНФО
8
AUTOMATION • MANAGEMENT • COMMUNICATION
События в цифрах и фактах.
Подготовил А.М.Неменов
АВТОМАТИЗАЦИЯ • УПРАВЛЕНИЕ • СВЯЗЬ
Skripalenko M.M., Skripalenko M.N.
On the choice of software products
for metal forming processes
simulation
20
Скрипаленко М.М., Скрипаленко М.Н.
К вопросу выбора программных продуктов
для моделирования процессов обработки
металлов давлением
Shmakov A.K., Mironenko V.V., Kirishina K.K.,
Stanislavchik A.S., Kotov V.V. Influence
of average speed of billet free part moving
on process of pneumothermal moulding
in mode of superplasticity
32
Шмаков А.К., Мироненко В.В., Киришина К.К.,
Станиславчик А.С., Котов В.В. Влияние средней
скорости движения свободной части заготовки
на процесс пневмотермической формовки в режиме
сверхпластичности
SCIENCE • TECHNICS • PRODUCTION
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Сущева Н.А. Комиссии по трудовым спорам –
эффективная защита трудовых прав
НАУКА • ТЕХНИКА • ПРОИЗВОДСТВО
Tovarovsky I.G., Merkulov A.E. Selection
of BF technology parameters at injection
of coal gasification products
27
Товаровский И.Г., Меркулов А.Е. Выбор
параметров технологии доменной плавки
при вдувании продуктов газификации углей
Elansky G.N., Semin A.E., Shifrin I.N.,
Parshin V.M., Shkolnik Ya.Sh., Zinyagin G.A.
XII Intenational Congress of Steelmakers
35
Еланский Г.Н., Сёмин А.Е., Шифрин И.Н.,
Паршин В.М., Школьник Я.Ш., Зинягин Г.А.
XII Международный конгресс сталеплавильщиков
Kozhukhov A.A. Assesment of changes for level
of steelmaking slag foaming in BOF
from the viewpoint of percolation theory
and fractal geometry
46
Кожухов А.А. Оценка изменения уровня
вспенивания сталеплавильного шлака
в кислородном конвертере с точки зрения теории
протекания и фрактальной геометрии
CO N T E N TS • C ОДЕ РЖ А Н И Е
Doronin I.E., Svyazhin A.G. Thermodynamic
investigation of interaction between carbon
and components of steelmaking dust
52
Доронин И.Е., Свяжин А.Г. Термодинамическое
исследование взаимодействия углерода
с компонентами сталеплавильной пыли
Goli-Oglu E.A., Efron L.I. Non-uniformity
of mechanical properties of plate
after controlled rolling
with accelerated cooling
58
Голи-Оглу Е.А., Эфрон Л.И. Неравномерность
механических свойств толстолистового проката
после контролируемой прокатки с ускоренным
охлаждением
Zlobin A.A., Zlobin A.S. Process
and equipment of space-saving metallurgical
complex for wire rod production in coils
65
Злобин А.А., Злобин С.А. Технология
и оборудование компактного металлургического
комплекса для производства катанки в бунтах
Non-ferrous Metallurgy
Цветная металлургия
Vasiliev V.A. Development trends of technology
and equipment for production
of copper tubes and bars
from continuous cast billets in Russia
70
Васильев В.А. Тенденции развития в России
технологии и оборудования для производства
медных труб и прутков из непрерывнолитых
заготовок
Michna S., Majrich P. Analysis of melting process
of food packaging for aluminum
alloy production
75
Михна С., Майрих П. Анализ процесса плавления
упаковки пищевых продуктов для получения
алюминиевого сплава
Semun N.Ts., Mamyachenkov S.V., Rogozhnikov D.A.
Complex processing of pyrite concentrates
at mining and processing works “Erdenet”
80
Семун Н.Ц., Мамяченков С.В., Рогожников Д.А.
Комплексная переработка пиритных концентратов
ГОК «Эрдэнэт»
Sergeev V.A., Sergeeva Yu.F., Mamyachenkov S.V.,
Anisimova O.S., Karelov S.V. Processing
of technogenic lead-bearing middlings
with use of complexing agents
solutions
83
Сергеев В.А., Сергеева Ю.Ф., Мамяченков С.В.,
Анисимова О.С., Карелов С.В. Переработка
техногенных свинецсодержащих
промпродуктов с использованием растворов
комплексообразователей
КОНФЕРЕНЦИИ • СЕМИНАРЫ • ВЫСТАВКИ
86
91
Чекалов В.П. XI Конгресс «Кузнец-2012»
Commissioning of air separation unit No. 12
of CJSC “Air Liquide Severstal”
95
Ввод в эксплуатацию блока разделения воздуха № 12
ЗАО «Эр Ликид Северсталь»
German energy efficiency in Russia.
Certificate ISO 50001 for JSC “NLMK”
96
Немецкая энергоэффективность в России.
Cертификат ISO 50001 ОАО «НЛМК»
Genkin A.L. New solutions in management
of technical systems
Генкин А.Л. Новые решения в управлении
техническими системами
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
CONFERENCES • SEMINARS • EXHIBITIONS
Chekalov V.P. XI Congress “Blacksmith-2012”
3
4
СО Ц И А Л Ь Н О Е П А Р Т Н Е Р С Т В О
Комиссии по трудовым спорам – эффективная защита трудовых прав
©Сущева Наталья Александровна, заведующая юридическим отделом ЦС ГМПР,
главный правовой инспектор труда ГМПР
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
В
течение двух лет российский бизнес активно выступает с инициативами по реформированию
Трудового кодекса Российской Федерации. Сначала
М.Прохоров предложил узаконить 60-часовую рабочую неделю. Затем Российский союз промышленников
и предпринимателей (РСПП) выступил с предложениями о расширении перечня оснований для заключения срочных трудовых договоров и введения гибких
графиков работ, формирования новых форм трудовых
отношений, связанных с развитием инновационной
экономики, упрощения процедуры увольнения работников, уменьшения влияния государства и профсоюзов на трудовые отношения и др.
К концу года российский бизнес снова попытался
вынести на рассмотрение свою концепцию обновления Трудового кодекса. К вышеназванным положениям добавились новые, в том числе, касающиеся работы комиссий по трудовым спорам.
В материалах к вопросу «О Концепции обновления трудового законодательства», подготовленных
РСПП, указано, что «вопросы надзора и контроля за
соблюдением законодательства о труде и реализации
работниками предоставленных им прав в социальнотрудовой сфере требуют создания дееспособных институтов и процедур разрешения трудовых споров.
Для целей более эффективной защиты трудовых прав
работников следует отказаться от института комиссий
по трудовым спорам (КТС), которые в настоящее время не играют значительную роль в восстановлении нарушенных прав работников».
Соответствуют ли действительности высказывания идеологов РСПП?
В процессе работы между работниками и работодателем могут возникать индивидуальные и коллективные трудовые споры. Право на индивидуальные
трудовые споры с использованием установленных
федеральным законом способов их разрешения признано Конституцией РФ (ч. 4 ст. 37). Право работника
на разрешение индивидуальных трудовых споров в порядке, установленном Трудовым кодексом (ТК), иными федеральными законами, – одно из его основных
трудовых прав (ч. 1 ст. 21 ТК). Согласно ст. 381 ТК РФ,
индивидуальный трудовой спор – неурегулированные
разногласия между работником и работодателем по
вопросам применения законов и иных актов, содержащих нормы трудового права, коллективного договора,
соглашения, трудового договора (в том числе об установлении или изменении индивидуальных условий
труда), о которых заявлено в орган по рассмотрению
трудового спора. В соответствии со ст. 382 ТК РФ индивидуальные трудовые споры рассматриваются комиссиями по трудовым спорам и судами.
Ранее действовавший Кодекс законов о труде РФ
определял комиссию по трудовым спорам как первичный орган по рассмотрению трудовых споров. И порядок их разрешения был однозначным – при наличии в
организации комиссии по трудовым спорам – вначале
спор в обязательном порядке должен был рассматриваться комиссией, и только затем – в суде. Исключение составляли перечисленные в законе категории
споров, непосредственно рассматриваемых в суде.
Действующий Трудовой кодекс РФ предусматривает, что комиссия по трудовым спорам (КТС) не является обязательным этапом разрешения любого индивидуального трудового спора и что при его наличии
работник вправе выбирать, обращаться ему в эту комиссию, а затем в суд, или сразу в суд.
Этот подход разделяет Верховный суд РФ, который
Постановлением Пленума № 2 «О применении судами
Российской Федерации Трудового кодекса Российской
Федерации» от 17 марта 2004 г. определил: «Учитывая, что статья 46 Конституции Российской Федерации гарантирует каждому право на судебную защиту
и Кодекс не содержит положений об обязательности
предварительного внесудебного порядка разрешения
трудового спора комиссией по трудовым спорам, лицо,
считающее, что его права нарушены, по собственному
усмотрению выбирает способ разрешения индивидуального трудового спора и вправе либо первоначально
обратиться в комиссию по трудовым спорам (кроме
дел, которые рассматриваются непосредственно судом), а в случае несогласия с ее решением – в суд в десятидневный срок со дня вручения ему копии решения
комиссии, либо сразу обратиться в суд».
Специалисты юридического отдела Центрального
Совета Горно-металлургического профсоюза России
проанализировали работу КТС на 147 предприятиях
горно-металлургического комплекса (ГМК) России.
Комиссиями рассмотрено 1355 заявлений работников,
из них 804 – в 2011 г., 551 – в 2012 г. Было удовлетворено 812 заявлений (59%), отказано в удовлетворении
по 432 (31%); 89 заявлений (7%) не рассматривалось по
различным основаниям, например, таким как добровольное выполнение работодателем требований работников, отказ работников от заявлений и др. На момент сбора информации 22 заявления (2%) находились
в стадии рассмотрения.
Наибольшее число споров рассмотрено КТС предприятий ГМК Оренбургской области – 241, из них 212
– комиссией ОАО «Уральская Сталь»; Свердловской
обл. – 192, из них 68 – КТС Качканарского ГОКа и 40
– КТС Нижнетагильского металлургического комбината; Челябинской обл. – 121, из них 54 – КТС Челябинского металлургического комбината и 114 – КТС
предприятий ГМК Красноярского края.
В основном работники оспаривают незаконное
привлечение к дисциплинарной ответственности
(55%), неначисление премий (40%), невыполнение работодателями требований и норм охраны труда (2%),
оплату труда – 2%, иной характер заявлений – 1%.
Как уже было отмечено, решение КТС может быть
обжаловано работником или работодателем. За два года в
суде было обжаловано 26 решений КТС, и только по двум
искам суд поддержал работодателей и признал решения,
вынесенные КТС, незаконными. Высокая доля отказа судов в удовлетворении заявлений об отмене решений КТС
свидетельствует об эффективности их работы.
Например, в комиссию по трудовым спорам ООО
«Ярославская горнорудная компания» с заявлением о нарушении своих прав обратился работник Б., которому не
начислили премию. Решением КТС требования заявителя были удовлетворены, неначисление премии признано
необоснованным, на руководство предприятия возложена обязанность начислить и выплатить премию в полном
объеме. Работодатель с решением КТС не согласился и
обратился в суд с заявлением о признании ее решения незаконным. Суд отказал ООО «Ярославская горнорудная
компания» в удовлетворении исковых требований.
В ряде случаев, узнав о подаче заявлений в КТС,
работодатель в добровольном порядке удовлетворяет
требования работников. Например, после обращения
18 работников ОАО «Уральская Сталь» в КТС с заявлениями о взыскании премии за качество выпускаемой
продукции работодатель выплатил ее добровольно.
В соответствии со ст. 389 ТК РФ решение КТС подлежит исполнению в течение трех дней по истечении
десяти дней, предусмотренных на обжалование. В случае неисполнения решения комиссии в установленный
срок она выдает работнику удостоверение, являющееся исполнительным документом, на основании которого (предъявленного не позднее трехмесячного срока
со дня его получения) судебный пристав приводит решение КТС в исполнение в принудительном порядке.
Анализ показал, что со стороны работодателей
уклонений от исполнения решений, принятых КТС, не
зафиксировано. Все решения комиссий были исполнены в срок.
Необходимо отметить, что на ряде предприятий
за указанный период заявления в КТС не поступали
(например, на предприятиях ГМК Воронежской и Ростовской областей, Республики Удмуртия.) Это может
свидетельствовать о том, что все спорные моменты,
возникающие между работниками и работодателями,
решаются там путем переговоров.
Целесообразно ли существование КТС? Считаем,
что да. Более того, они имеют перспективу дальнейшего развития, поскольку рассмотрение индивидуальных трудовых споров в комиссии имеет преимущества
по сравнению с судебным разбирательством.
Во-первых, комиссия по трудовым спорам создаётся в пределах одной организации, формируется на паритетных началах из равного числа представителей работников и работодателя. Следовательно, члены КТС,
как правило, достаточно осведомлены об особенностях производства, деятельности, управления в своей
организации, им известны условия труда работников.
Во-вторых, большинство материалов, необходимых для рассмотрения конкретного заявления, находятся в данной организации. Это является еще одной
предпосылкой для быстрого разрешения индивидуального трудового спора. В сравнении с судебными
органами комиссии имеют больше возможностей
своевременного истребования и получения документов, необходимых для рассмотрения заявления.
Деятельность КТС на территории организации (ее
структурного подразделения) значительно облегчает
приглашение на их заседания свидетелей, специалистов, являющихся работниками организации. Еще одним преимуществом рассмотрения индивидуальных
трудовых споров в КТС, в отличие от судебного порядка, является сокращенный (десятидневный) срок.
Таким образом, приведенные аргументы полностью опровергают миф о неэффективности работы
КТС, а предложение РСПП направлено на ослабление
влияния профсоюзной организации в трудовом коллективе.
Комиссии по трудовым спорам надо не ликвидировать, а, наоборот, создавать на каждом предприятии, поскольку они являются важным и эффективным
звеном в цепочке действий профсоюзов по защите социально-трудовых прав работников. Кроме того, для
работника это весьма доступный и практически единственный способ досудебного разрешения индивидуального трудового спора.
Профкомам на местах следует проявить интерес
к этой форме защиты индивидуальных трудовых прав
работников и более активно выступать инициаторами
создания комиссий по трудовым спорам.
5
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
СО Ц И А Л ЬН О Е П А Р Т Н Е Р С Т В О
6
Э КО Н О М И К А
МЕНЕДЖМЕНТ
НАЛОГОВЫЙ ВЕСТНИК
Движимое имущество, принятое с 1 января 2013 года на учет в качестве
основных средств, не признается объектом налогообложения
© Макаров Леонид Петрович,
Институт экономики ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
В
ажнейшей проблемой дальнейшего развития экономики страны, в том числе базовых отраслей промышленности, является повышение конкурентоспособности производимой продукции. Основной путь
решения этой проблемы – постоянное техническое
перевооружение основных производственных средств
за счет инвестиций в модернизацию действующих
агрегатов, рабочих машин и оборудования в замену
устаревшей техники новой, позволяющей выпускать
конкурентную металлопродукцию.
Особенно возрастает роль инвестиционной составляющей в связи с вступлением России в ВТО и
созданием Таможенного союза.
Однако действующая система налогообложения
имущества российских предприятий и организаций не
стимулирует техническое перевооружение производства
и ставит наши предприятия в заведомо неконкурентные
условия по сравнению с другими странами мира.
Во-первых, Россия единственная промышленно
развитая страна, взимающая налог на имущество с движимого имущества. Практически все страны мира взимают налог на имущество только с недвижимого имущества (зданий, сооружений и передаточных устройств).
Во-вторых, действующая ставка налога на имущество, в том числе на недвижимое, в России больше, чем
в странах-конкурентах ВТО и Таможенного союза.
В результате многомиллиардные инвестиции, вложенные отечественными предприятиями в техническое перевооружение производства, облагаются ежегодно в течение срока их полезного использования в
размере 2,2% от среднегодовой стоимости имущества
за минусом накопленной амортизации в порядке ведения бухгалтерского учета.
Налог на имущество является региональным налогом и поступает в бюджеты субъектов Российской Федерации. За 11 мес. 2012 г. поступления налога на имущество в консолидированный бюджет
субъектов Российской Федерации составили около
527,2 млрд руб. или 10% всех налоговых доходов субъектов РФ.
Учитывая необходимость стимулирования своевременного обновления движимого имущества предприятий, 29 ноября 2012 г. Президент страны подписал
Федеральный закон № 202-ФЗ «О внесении изменений
в часть вторую Налогового кодекса Российской Федерации».
Федеральный закон расширил перечень имущества, не признаваемого объектами налогообложения
(п. 4 ст. 374). В прежней редакции данного пункта «не
признавались объектами налогообложения:
1) земельные участки и иные объекты природопользования (водные объекты и другие природные ресурсы);
2) имущество, принадлежащее на праве оперативного управления федеральным органам исполнительной власти, в которых законодательно предусмотрена
военная и (или) приравненная к ней служба, используемое этими органами для нужд обороны, гражданской
обороны, обеспечения безопасности и охраны порядка в Российской Федерации».
Теперь этот пункт дополнен подпунктами:
3) объекты, признаваемые объектами культурного
наследия (памятниками истории и культуры) народов
Российской Федерации федерального значения в установленном законодательством Российской Федерации
порядке;
4) ядерные установки, используемые для научных
целей, пункты хранения ядерных материалов и радиоактивных веществ и хранилища радиоактивных отходов;
5) ледоколы, суда с ядерными энергетическими
установками и суда атомно-технологического обслуживания;
6) космические объекты;
7) суда, зарегистрированные в Российском международном реестре судов;
8) движимое имущество, принятое с 1 января
2013 г. на учет в качестве основных средств.
Подпункты 3-7 и ранее освобождались от налогообложения, но рассматривались как «налоговые льготы» (ст. 381 НК РФ).
Подпункт 8 не затрагивает движимое имущество,
принятое на учет до 1 января 2013 г. Следовательно,
все агрегаты, рабочие машины и оборудование, введенные в предыдущий период в металлургии и других
отраслях промышленности, по-прежнему подлежат
обложению налогом на имущество организаций.
За 9 мес. 2012 г. восемь крупнейших металлургических комбинатов, осуществивших в предыдущие годы
крупномасштабное техническое перевооружение и модернизацию производства, уплатили налог на имущество в размере 6 млрд руб., в том числе за движимое
имущество – 3,3 млрд руб. Рост платежей по налогу на
имущество по сравнению с соответствующим периодом
2011 г. составил свыше 20%. Соответственно возросли
затраты на производство металлопродукции и сократились поступления по налогу на прибыль в федеральный
бюджет и бюджеты субъектов Российской Федерации.
По нашему мнению, сохранение налога на движимое имущество, введенное в 2010–2012 гг., может
привести к ухудшению конкуренции на внешних и
внутреннем рынках в условиях вступления в ВТО и
создания Таможенного Союза.
По данным Минфина России, налог на движимое
имущество в 2013 г. составит порядка 260 млрд руб.
Предусмотренный законом подпункт 8, по оценке
Минфина России, приведет к потере бюджетов субъектов Российской Федерации в размере 25 млрд руб., а
по оценке Минэкономразвития – 140 млрд руб.
В связи с этим Федеральный закон № 202-ФЗ предусматривает компенсацию потери консолидированного бюджета субъектов Российской Федерации за счет
отмены льгот по налогу на имущество в отношении
железных дорог общего пользования, магистральных
трубопроводов, линий электропередачи, а также сооружений, являющихся неотъемлемой технологической
частью указанных объектов. Перечень имущества, относящегося к указанным объектам, утверждается Правительством Российской Федерации.
По оценке Минфина России, отмена льготы по налогу на имущество для указанных объектов составит
порядка 134 млрд руб. в год, что весьма затруднительно реализовать в 2013–2018 гг. В связи с этим статья
380 «Налоговая ставка» дополнена пп. 3 и 4 следующего содержания:
«3. Налоговые ставки, определяемые законами
субъектов Российской Федерации в отношении железнодорожных путей общего пользования, магистральных трубопроводов, линий энергопередачи, а также
сооружений, являющихся неотъемлемой технологической частью указанных объектов, не могут превышать
в 2013 г. 0,4%, в 2014 г. – 0,7%, в 2015 г. – 1,0%, в 2016 г.
– 1,3%, в 2017 г. – 1,6%, в 2018 г. – 1,9%. Перечень имущества, относящегося к указанным объектам, утверждается Правительством Российской Федерации»,
«4. В случае, если налоговые ставки не определены
законами субъектов Российской Федерации, налогообложение производится по налоговым ставкам, указанным в пунктах 1 и 3 настоящей статьи».
Сохранена налоговая льгота по налогу на имущество организаций в отношении федеральных автомобильных дорог общего пользования и сооружений, являющихся их неотъемлемой технологической частью.
Перечень имущества, относящегося к указанным объектам, утверждается Правительством РФ.
Одновременно Федеральный закон внес изменения также в главу 31 «Земельный налог». Налоговые
ставки не могут превышать 0,03% также в отношении
земельных участков «ограниченных в обороте в соответствии с законодательством Российской Федерации,
предоставленных для обеспечения обороны, безопасности и таможенных нужд».
Федеральный закон установил, что в случае, если
налоговые ставки не определены законами субъектов
РФ (по налогу на имущество) и нормативными правовыми актами представительных органов муниципальных образований (по земельному налогу), то налого-
МЕНЕДЖМЕНТ
обложение производится по ставкам, указанным в
Налоговом кодексе РФ.
К сожалению, Федеральный закон от 29 ноября
2012 г. № 202-ФЗ, Налоговый кодекс РФ и Общесоюзный классификатор основных фондов не содержат
определения «движимого имущества» и его состава.
По прежней типовой классификации ЦСУ СССР основные производственные фонды подразделялись на
следующие группы:
1. Здания.
2. Сооружения.
3. Передаточные устройства.
4. Рабочие машины и оборудование,
в том числе:
а) силовые машины и оборудование,
б) рабочие машины и оборудование,
в) измерительные и регулирующие приборы и
устройства, вычислительная техника и лабораторное
оборудование,
г) прочие машины и оборудование.
5. Транспортные средства.
6. Инструмент.
7. Производственный инвентарь и принадлежности.
8. Хозяйственный инвентарь.
9. Рабочий, продуктивный и племенной скот.
10. Многолетние насаждения.
11. Внутрихозяйственные дороги.
12. Прочие основные средства.
К активной части основных промышленно-производственных фондов относились машины и оборудование, а также другие средства, используемые для
осуществления технологических процессов и перемещения продуктов в сфере производства, включая
транспортные средства, инструмент, производственный инвентарь и принадлежности. К пассивной части
основных фондов относились здания, сооружения,
передаточные устройства, хозяйственный инвентарь.
Однако в вопросе группировки основных фондов на
активную и пассивную часть, т.е. движимое и недвижимое имущество, в отдельных отраслях экономики
до настоящего времени нет единства.
В соответствии с Положением по бухгалтерскому
учету «Учет основных средств» (ПБУ 6/01), единицей
бухгалтерского учета основных средств является инвентарный объект. Инвентарным объектом признается объект со всеми приспособлениями и принадлежностями или отдельный конструктивно обособленный
предмет, предназначенный для выполнения определенных самостоятельных функций, или же обособленный комплекс конструктивно сочлененных предметов,
представляющих собой единое целое и предназначенный для выполнения определенной работы. В случае
наличия в одном объекте нескольких частей, имеющих
разный срок полезного использования, каждая такая
часть учитывается как самостоятельный инвентарный
объект.
Все это свидетельствует о необходимости утверждения методических рекомендаций по бухгалтерскому
и налоговому учету движимого имущества.
7
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Э КО Н О М И К А
8
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
События в цифрах и фактах
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
П
о оценке World Steel Association (WSA), потребление стали в мире в 2012 г. может составить
1409,4 млн т, что на 2,1% больше,
чем в предыдущем году. При этом
WSA исходит из того, что кризис,
который сейчас охватил мировую
экономику, в 2013 г. удастся преодолеть. Предполагается, что европейские страны сумеют навести
порядок в своей финансовой сфере
и создать условия для возобновления роста в реальном секторе экономики, что позволит увеличить
потребление стали в регионе на
2,4% в 2013 г. после падения на 5,6%
в 2012 г. Ожидается, что правительство КНР начнет реализацию
новой программы стимулирования
экономики за счет государственных инвестиций в инфраструктурные проекты, что позволит
повысить темпы роста спроса на
металлопродукцию с 2,5% в 2012 г.
до 3,2% в 2013 г. В США прогнозируется уверенное развитие таких
отраслей, как автомобилестроение
и энергетика, а также восстановление строительного комплекса.
♦
По прогнозу аналитического
агентства MEPS (Великобритания),
цены на сталь могут начать расти
в начале 2013 г.; в IV кв. 2012 г. и
начале 2013 г. продолжится значительное снижение производства
стали в ЕС, что будет обусловлено
продолжительным праздничным
периодом. Это сузит предложение
и, таким образом, послужит импульсом для роста цен в наступившем году.
За 8 мес. 2012 г. импорт стали
из КНР в ЕС упал почти вдвое по
сравнению с аналогичным периодом прошлого года. При этом
продажи китайской металлопродукции на Ближнем Востоке и в
Северной Америке оказались губительными для традиционных ее
поставщиков – металлургических
заводов из стран Южной Европы.
Однако в последние месяцы им
удалось компенсировать потерю
экспорта поставками на внутренний рынок.
♦
По прогнозу MEPS, мировое
производство нержавеющей стали в 2012 г. может достичь нового
рекордного уровня 34 млн т, что на
8% больше, чем в предыдущем году.
При этом производство нержавеющей стали в КНР может возрасти
на 1,1% (до 14,3 млн т), что соответствует типичным показателям
роста в Китае в последние годы, в
Республике Корея – на 0,7%, тогда
как в Японии сократится на 1,1%,
на Тайване – на 8,6%, а США – на
1,6%. MEPS также прогнозирует
умеренный рост производства «нержавейки» в 2013 г. – до 35 млн т
(прирост – около 3%).
♦
Выступая на конференции
«Российский рынок металлов» в
Москве, консультант Metal Bulletin
Research Р.Кучинский сообщил,
что потребление труб большого
диаметра (ТБД) в мире составило
25 млн т. При этом по состоянию
на III кв. 2012 г. мировые мощности по производству ТБД достигли
60 млн т/год, а их загруженность
составила 40%. Что касается перспектив развития рынка ТБД, то
он отметил, что до 2018 г. их потребление будет расти примерно
на 3% в год в основном вследствие
цикличной структуры спроса, а
также переизбытка мощностей.
Также в ближайшие пять лет в связи с повышением самодостаточности регионов в обеспечении своих
нужд в ТБД возможна переориентация поставок этой продукции из
Китая.
♦
В I полугодии 2012 г. государственная металлургическая компания Sidor (Венесуэла) сократила
экспорт стали до 109 тыс. т или на
83,4% по сравнению с аналогичным
периодом прошлого года. По сравнению с 2007 г., когда власти Венесуэлы национализировали Sidor,
экспорт снизился на 83,8%. Напомним, что в 2002 г., когда компания
Ternium (Аргентина) приобрела
Sidor, экспорт достиг максимума –
2,3 млн т стали, а металлопродукцию отгружали на рынки Колумбии, Эквадора, Перу, Мексики, а
также в страны Центральной Америки. В III кв. 2012 г. Sidor не экспортировала металлопродукцию,
сосредоточившись на ее отгрузках
только на внутренний рынок. При
этом из-за падения производства в
самой компании Sidor не был удовлетворен спрос на сталь внутри
страны.
♦
Металлургический
завод
Taranto компании Ilva (Италия),
который обвиняют в загрязнении окружающей среды, ставшем
причиной раковых заболеваний
в регионе, снижает производство
и вынужден уволить 2000 чел. по
специальной схеме защиты занятости. Для уволенных будет введен гарантийный фонд зарплаты
в течение 3 мес., что позволит отправлять сотрудников по домам и
сократить период оплаты, пока их
зарплата и отчисления на социальное страхование оплачиваются
Национальным агентством благосостояния Италии.
♦
По оценке компании BHP
Billiton, объем мирового рынка железорудного сырья (ЖРС) в
2011–2020 гг. может возрасти на
650 млн т, т.е. меньше, чем в предыдущем десятилетии, когда рост
составил около 800 млн т. Крупнейший производитель ЖРС в Австралии компания Rio Tinto подтвердила свое намерение довести
объем выпуска до 353 млн т ЖРС
к 2015 г. по сравнению с примерно
250 млн т в 2012 г. Компания Vale
(Бразилия) планирует к 2016 г. до-
стичь 425 млн т ЖРС, прибавив
65 млн т к ожидаемому выпуску
2012 г. Члены глобальной «большой тройки» экспортеров ЖРС полагают, что если на рынке все-таки
возникнет избыток предложения,
то лишними окажутся не они, а
небольшие компании (преимущественно, китайские) с гораздо более высокой себестоимостью.
♦
Горнорудным компаниям Австралии пришлось урезать расходы путем сворачивания проектов
и сокращения персонала. Так, BHP
Billiton заморозила инвестиции
(около 80 млрд долл.) в разработку различных месторождений и
теперь собирается принять более
скромный план развития, требующий меньших капиталовложений.
А компания Fortescue попала в критическое положение, поскольку ее
кредитоспособность оказалась под
угрозой после падения цены железной руды ниже 100 долл./т. Долговые обязательства Fortescue составляют 11,3 млрд долл., а чистая
задолженность – 62% от общего
капитала. Поэтому ей желательны
высокие цены на руду для обеспечения ликвидности и возможности платить по кредитам. Компания заявила об урезании расходов
в 2012 г. с 6,2 до 4,6 млрд долл., а
также о снижении производства
руды до 82–84 млн т. Но Fortescue
удалось перекредитоваться у банков Credit Suisse Group и JP Morgan
Chase на общую сумму 4,5 млрд
долл. сроком на пять лет и направить средства на рефинансирование задолженности, в результате
чего срок погашения долга отодвинулся на 2015 г. Пока неизвестно, в
какой степени негативно ситуация
на железорудном рынке отразится на финансовых показателях
горняков. Однако в I полугодии
2012 г. чистая прибыль горнодобывающей компании Xstrata упала до 1,94 млрд долл. (– 34%), Rio
Tinto – до 5,88 млрд долл. (– 22%),
Vale (за 9 мес.) – до 8,16 млрд долл.
(– 55,2%), а прибыль BHP Billiton
(апрель–июнь 2012 г.) – до 15,42
млрд долл. (– 35%). Vale уже отложила реализацию проектов расширения производства в Канаде и
Бразилии, приостановила работу
трех заводов по выпуску окатышей в Бразилии и заморозила инвестиции в строительство рудника
в Гвинее стоимостью около 5 млрд
долл.
♦
Заместитель министра природных ресурсов и экологии
РФ Д.Храмов и генеральный секретарь Международного органа по морскому дну (МОМД)
Н.А.Одунтон подписали контракт
на разведку глубоководных полиметаллических сульфидов (ГПС)
в районе Атлантического океана.
ГПС, включающие медные, никелевые и цинковые руды, локализованы преимущественно в акваториях Тихого и Атлантического
океанов на глубинах 1–5 км. Кроме
ГПС, рудные полезные ископаемые
мирового океана представлены кобальтомарганцевыми корками и
железомарганцевыми конкрециями. Россия представила заявку на
проведение поисков и разведки
ГПС в МОМД в декабре 2010 г.,
а в июле 2011 г. совет МОМД утвердил план работ по их разведке,
представленный правительством
России. Работы по геологическому
изучению недр в международном
районе морского дна направлены
на обеспечение сбалансированного развития минерально-сырьевой
базы и геополитических интересов
России на длительную перспективу в соответствии с Морской доктриной РФ на период до 2020 г.
♦
Шведская полиция расследует
кражу 100 бочек с плитками никеля
массой 150 кг каждая общей стоимостью 2,4 млн шведских крон (362 тыс.
долл.) у концерна Sandvik в г. Халльстахаммере в конце октября. Воры
проникли на склад, сломали ограду,
погрузили бочки на грузовой автомобиль, перевезли их к берегу небольшой речки, перегрузили краденое на катер и уплыли в неизвестном
направлении.
♦
В Бельгии отмечен всплеск
хищений медных кабелей на железных дорогах. По словам представителя
компании
Infrabel,
управляющей
инфраструктурой
бельгийских железных дорог,
А.Рей­ма­на, «эта проблема приобрела особый размах, так как наша
железнодорожная сеть – вторая в
мире по плотности. Больше краж,
потому что больше кабелей». Вместе с тем, по его словам, «все европейские страны констатируют
значительный рост, речь идет об
увеличении в 2–3 раза таких краж
за последние 10 лет». В Бельгии
с начала 2012 г. регистрируется
около 3 хищений кабеля в сутки.
После каждой кражи на восстановление инфраструктуры и движения поездов порой уходят часы.
Причина вандализма – рост цен на
медь. В 2011 г. такое воровство и
его последствия обошлись Бельгии
в 2,2 млн евро, Нидерландам – около 12 млн евро и Франции – около 30 млн евро. А.Рейман отметил,
что это – трансграничная проблема, и для ее решения европейские
страны должны объединить свои
усилия.
♦
В октябре руководители ОМК
во главе с председателем совета
директоров А.Седых побывали в
Германии и осмотрели предприятия, уже прекратившие свое существование. Сегодня на месте этих
заводов, шахт и рудников – музейные комплексы, которые ежегодно
посещают сотни тысяч туристов.
Государство к этим индустриальным памятникам относится бережно и не жалеет средств. Например,
общие расходы на создание музея
индустриального наследия Рура,
расположенного на территории
угольной шахты, составили около
200 млн евро. Одно из объяснений
этого заключается в желании закрепить в сознании молодежи, что
именно их деды и прадеды были
настоящими героями и первооткрывателями, построили уникальные заводы и фабрики, прославили
страну великими инженерами и
предпринимателями. Это поможет
привить новому поколению гордость за свою страну, уважение к
прошлому, и желание быть не хуже
своих предков. За 150 лет промышленной истории в Рурском регионе
образовалась одна из крупнейших
агломераций Европы. Сегодня –
9
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
М Е ТА ЛЛУ Р Г-И Н ФО
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
10
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
это динамичная и процветающая
область Германии. Этот бывший
легендарный центр угольной и металлургической промышленности
был объявлен культурной столицей Европы 2010 г. Бывшие фабрики и заводы преобразованы в культурные центры, выставочные залы
и музеи. Регион насчитывает около
1000 памятников промышленной
культуры, 200 музеев, 100 культурных центров, 120 театров и 100
концертных площадок. Например,
в г. Бохуме электростанцию, обслуживавшую знаменитые металлургические заводы земли Северный
Рейн – Вестфалия, перестроили в
концертный зал «Ярхундертхалле»,
рассчитанный на 1600 мест, причем
на его обустройство ушло более 5
лет. Кроме того, в трех залах разных размеров проходят презентации, концерты, спектакли и экспериментальные представления.
Необходимо отметить, что за
последние пять лет ОМК инвестировала более 1,5 млрд руб. в сохранение исторических памятников
в г. Выксе. В дальнейших планах
– работы по восстановлению листопрокатного цеха, построенного
в конце ХIХ в. известным русским
инженером В.Шуховым.
♦
Анализ активности на рынке
сделок, финансирования и привлечения заемного капитала в
мировой горнодобывающей и металлургической промышленности,
проведенный компанией «Эрнст
энд Янг» за 9 мес. 2012 г., свидетельствует о снижении количества
сделок M&A на 16%, а их стоимости на 43% по сравнению с аналогичным периодом предыдущего
года. За этот период в международном горно-металлургическом
секторе заключены 684 сделки общей стоимостью 76,8 млрд долл.
Постоянное увеличение себестоимости добычи, замедление темпов
экономического роста, возросший
геополитический риск и нестабильность цен явились факторами,
сдерживающими принятие решений о проведении сделок M&A в
2012 г., так как горнодобывающим
и металлургическим компаниям
приходится уделять повышенное
внимание оптимизации капитала
и рационализации портфеля проектов.
♦
По результатам последнего отчета ООН State of the World´s Cities
2012–2013 о состоянии городов, в
котором учтены экономические
факторы и нематериальные аспекты их жизни, а также приведены результаты анализа динамики прироста населения в 1990–2025 гг. в 600
городах мира с населением более
750 тыс. жителей, BusinessInsider
составил собственный рейтинг.
В антирейтинге 28 самых быстро
«вымирающих» городов лидирует
Днепропетровск (Украина), население которого за 35 лет может сократиться с 1162 тыс. чел. в 1990 г.
до 967 тыс. чел. в 2025 г. или на
16,8%. Лидерами этого антирейтинга по сокращению населения
также являются Донецк (2-е место
и 14,2%), население которого (по
прогнозам ООН) в 2025 г. может
составить 941 тыс. чел., и Запорожье (3-е место, 13,2% и 756 тыс.
чел.). Среди других украинских
городов в этом антирейтинге –
Харьков (10-е место и менее 9%) и
Одесса (13-е место и 7,4%). Из российских городов – Нижний Новгород (5-е место и 11,8%), Саратов
(6-е место и 11,5%), Пермь (9-е место и 9,7%), Санкт-Петербург (11-е
место и 8,7%), Самара (12-е место
и 8,6%), Уфа (16-е место и 5,8%),
Воронеж (18-е место и 4,8%), Волгоград (20-е место и 3,5%), Челябинск (22-е место и 3%), Омск (23-е
место и 2,8%) и Новосибирск (26-е
место и 2,2%). Из городов бывшего СССР – Тбилиси (15-е место и
7%) и Ереван (24-е место и 2,7%).
В рейтинге самых быстро растущих городов, также составленном
BusinessInsider, лидирует Пунинг
(КНР), население которого с 1990
по 2025 гг. может возрасти с 76
до 1255 тыс. чел. или более чем в
16 раз. Напомним, что Днепропетровск официально перестал быть
городом-милионником
осенью
2011 г. – тогда здесь проживали
999,3 тыс. чел.
♦
По данным министерства природных ресурсов КНР, 83 компа-
нии (больше трети из них – частные) подали заявки на участие в
тендере (иностранные компании
будут исключены) на разведку
сланцевого газа в Китае. Его запасы оцениваются в 25 трлн м3, т.е.
на долю страны приходится около
пятой части мировых запасов. В
ходе первого тендера (июнь 2011 г.)
только шесть компаний подали заявки на четыре блока, из которых
разыграли лишь два. Один из блоков достался компании Sinopec,
а второй – Henan Provincial Coal
Seam Gas Development & Utilization
Co (обе китайские). Министерство
подчеркивает, что до момента объявления победителя все претенденты будут проверены на предмет
качества предложений, бюджета,
опыта и показателей безопасности
в сегменте разработки нетрадиционных ресурсов.
♦
По данным отчета Global
Wealth Report (октябрь 2012 г.),
публикуемого банком Credit Suisse
третий год подряд, Россия занимает первое место в мире среди крупных стран по неравенству распределения богатства и существенно
опережает все остальные крупные
страны по этому показателю (неравенство распределения богатства
выше только в нескольких карибских странах с налоговыми оффшорами). По данным Global Wealth
Report, на долю самых богатых 1%
россиян приходится 71% всех личных активов в России, тогда как в
мире в целом – 46%. Среди следующих за Россией по этому показателю крупных стран – Индия (49%),
Индонезия (46%), США (37%), КНР
(32%) и Япония (17%). Россия лидирует в мире по доле самых состоятельных 5% населения (82,5%
всего личного богатства страны) и
10% населения (87,6%), а также по
отношению богатства миллиардеров к богатству остального населения. По данным исследования,
проведенного с середины 2011 г.
до середины 2012 г., 96 российских
миллиардеров владеют примерно
30% всех личных активов россиян, тогда как в среднем по миру на
долю миллиардеров приходится
менее 2% от общего благосостоя-
ния, то есть в России этот показатель в 15 раз выше среднемирового. При этом богатство в основном
сконцентрировано в Европе (31%)
и Северной Америке (31%), а в России – менее 1%. Личное богатство
россиян составило в 2012 г. около
1,2 тыс. долл. на каждого взрослого, но это все еще меньше, чем
в 2007 г. Интересно, что в России
богатство на душу взрослого населения гораздо ниже, чем в Китае
(20 тыс. долл.), хотя с точки зрения
подушевых доходов Россия более
чем вдвое опережает Китай. По
всей видимости, это может быть
связано с тем, что россияне не
сберегают, а тратят – возможно,
вследствие высокой инфляции и
макроэкономической нестабильности или считая, что на пенсию
или образование детей копить не
стоит. По данным Global Wealth
Report, в России самое высокое в
мире имущественное неравенство.
В абсолютных цифрах быстрее всего богатеют японцы и китайцы. С
прошлого года более 6 млн представителей каждой из этих стран
вошли в 10% самых богатых жителей Земли. Что касается России, то
к 2017 г. ее совокупное богатство
сравняется с американским показателем 1903 г. Это означает, что
перспектива войти в число богатейших стран мира для россиян
выглядит очень сомнительной. И
это при том, что за последние 10–
11 лет, благодаря галопирующим
ценам на энергоносители, национальное богатство выросло почти
в 8 раз – с 1,7 тыс. долл. на одного взрослого в 2000 г. до 13,6 тыс.
долл. сегодня.
РОССИЯ
В январе–сентябре 2012 г. металлургические предприятия России выплавили 38 млн т чугуна,
что на 6,6% больше, чем за 9 мес.
2011 г., и 53,5 млн т стали (+ 5%),
а также произвели 46,9 млн т проката (+ 6%) и 7,2 млн т стальных
труб (– 8,2%). При этом предприятия Некоммерческого партнерства «Русская Сталь» («ЕврАз»,
«Северсталь», ММК, НЛМК, «Мечел» и «Металлоинвест») выпустили 42,57 млн т проката (+ 6,2%), из
которых 24,34 млн т отгрузили на
внутренний рынок (+ 3,1%) и 18,23
млн т – на экспорт (+ 23,3%).
♦
По прогнозу генерального
директора Торгового дома ТМК
В.Оборского, емкость рынка труб
России в 2012 г. достигнет 9 млн т,
а в 2013 г. возрастет до 9,3 млн т.
При этом рынок сварных труб в
2012 г. составит около 6,1 млн т, а
в следующем – 6,4 млн т. По бесшовным трубам емкость российского рынка останется на уровне
2,9 млн т.
♦
НЛМК заключил долгосрочный договор с Выксунским металлургическим заводом на поставку непрерывнолитых слябов,
предназначенных для производства толстого листа на стане 5000,
из которого в дальнейшем изготовят трубы большого диаметра,
в том числе по заказам Газпрома
для расширения Единой сети газопроводов в рамках проектов Бованенково–Ухта, Ухта–Торжок и
Южный поток. НЛМК изготовит
слябы толщиной 355 мм и шириной 2200 мм с повышенными требованиями по структуре металла.
♦
Компания «Металл­комп­лект–М»
планирует построить в Веневском
р-не Тульской обл. электрометаллургический завод по производству стальной заготовки и арматуры из металлолома (планируемые
инвестиции – 4 млрд руб.).
♦
В Калининграде инспекторы
ГАИ задержали двух мужчин (24 и 33
лет), воровавших металлоконструкции со стройплощадки с помощью
крана-манипулятора.
♦
Компании ZincOx Resources
(Великобритания) и «Урал–Рециклинг» (дочерняя структура группы «Магнезит») договорились об
учреждении совместного предприятия (СП), которое будет заниматься реализацией I этапа программы
строительства завода по рециклингу в России. При этом доля ZincOx
Resources составит 49% уставного
капитала СП, а «Урал–Рециклинг»
– 51%. ZincOx Resources обеспечит
установку и испытания печи с вращающимся подом, а также необходимую техническую поддержку. В
рамках создания СП планируется
в течение ближайших 22 мес. подготовить ТЭО проекта, чтобы к
концу 2014 г. все было готово к
началу строительства. По оценке,
в России генерируется более 200
тыс. т/год сталеплавильных пылей,
и в обозримом будущем выбросы
таких пылей будут только увеличиваться.
♦
Компании «РУССКАТ» и La
Farga Group (Испания) подписали протокол о создании на территории Тульской обл. совместного предприятия (СП) «La Farga
– РУССКАТ» по производству
20 тыс. т/год медной катанки из
медного лома (инвестиции в проект превышают 50 млн евро). Финансирование осуществляют Чешский экспортный банк совместно с
АКБ «Трансстройбанк». СП создается для удовлетворения потребности российского рынка в высококачественной медной катанке,
соответствующей
требованиям
мировых стандартов. К компетенции La Farga Group отнесены
вопросы внедрения современных
технологий переработки медного
лома, организации производства,
контроля качества готовой продукции и организации системы
управления предприятием на базе
европейских стандартов. Ввод СП
в эксплуатацию намечен в начале
2014 г.
♦
Эколого-энергетическое рейтинговое агентство «Интерфакс–
ЭРА» опубликовало рейтинг фундаментальной эффективности 150
крупнейших компаний и почти
4000 предприятий всех отраслей
из 83 регионов России (рейтинг
охватывает период 2005–2011 гг.).
Расчеты экоэнергетической и
технологической эффективности
и их динамики выполнены для
компаний на основании данных
о предприятиях, которые входят
в эти компании как филиалы, дочерние или зависимые компании.
При этом подразделения и филиалы, выполняющие финансовые
11
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
М Е ТА ЛЛУ Р Г-И Н ФО
12
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
функции (страхование, энергосбыт и др.) в оценке не учитывались. Рейтинг фундаментальной
эффективности отражает «продвинутость» компании по ряду
критериев – способности выполнять работу с меньшим воздействием на окружающую среду;
количеству продукции, произведенной на единицу затраченной
энергии и природных ресурсов;
положительной динамике эффективности в последние шесть лет
(с 2005 г.) и степени прозрачности
работы для общества.
♦
По предложению губернатора Пермского края В.Басаргина
совет директоров Мотовилихин-
ских заводов решил передать в
собственность Пермского края
здание Грасгофской фабрики, где
предполагается разместить краевой политехнический музей. Теперь многие уникальные, но забытые и малоизвестные образцы
промышленности края смогут
получить второе рождение в экспозиции музея. Напомним, что
бывшая чугунолитейная фабрика
была построена в 1866 г. по проекту горного инженера Г.Грасгофа,
возглавившего
строительство
Пермского
чугунно-пушечного
завода. Двухэтажное кирпичное здание представляет собой
средневековый замок с зубчатыми башнями по углам (подобных
зданий в Перми в настоящее время не сохранилось). Грасгофская
фабрика знаменита тем, что здесь
было изготовлено крупнейшее в
мире (в то время) действующее
огнестрельное орудие – пермская
Царь-пушка.
♦
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК).
По словам генерального директора
Б.Дубровского, «исходя из новой
стратегии, доля присутствия ММК
на российском рынке стремительно расти не будет». Комбинат намерен увеличивать внутренние поставки, сокращая долю экспорта.
Если 10 лет назад доля внутренних
продаж составляла около 30%, то
Рейтинг фундаментальной эффективности металлургических компаний в реальном секторе России в 2011 г.
Эффективность 1
Место из
150
экоэнергетическая 2
технологическая 3
Динамика эффективности, ±%/год4
Прозрачность,%,
раскрытых показателей5
359,2
273,9
+ 2,72
78,7
9
Промышленно-металлургический холдинг
ОМК
973,2
132,6
+ 4.47
73,8
36
Северсталь
312,8
91,1
+ 0.87
90,7
45
337,2
171,9
+ 2,44
45,1
161,8
63,6
+ 2,38
78,0
124,1
118,5
+ 1,28
70,4
86
НЛМК
ГМК «Норильский никель»
Корпорация «ВСМПОАвисма»
ТМК
664,4
141,4
+ 0,36
42,6
8
64
84
110
Металлоинвест
174,8
79,6
+ 0,52
66,2
117
ЕврАз Групп
106,8
103,9
+ 1,25
60,4
118
Полиметалл
379,6
20,9
+ 0,97
48,6
125
ЧТПЗ
> 1000
53,0
– 1,08
46,6
130
ММК
53,8
142,9
– 1,97
83,8
138
РосАл
197,1
154,0
– 1,11
39,9
141
УГМК
186,9
71,8
– 0,67
46,9
142
Мечел
116,0
115,0
+ 0,54
30,3
143
Полюс Золото
200,2
29,4
– 0,81
48,4
Среднее по экономике – 100%.
Количество полезной продукции (в натуральном и стоимостном выражении), полученное на единицу затраченной энергии и
единицу суммарного (по 6 компонентам) экологического воздействия.
3
Соотношение всей совокупности отходов/воздействий на окружающую среду и объема проделанной предприятием работы
(потребленной первичной энергии). Значительный объем отходов на единицу работы (затрат энергии) говорит о том, что
«мотор» технического комплекса предприятия сильно «коптит».
4
Изменение эффективности (экоэнергетической и технологической) – среднее за все годы в период 2005–2011 гг.
5
Отношение раскрытых (опубликованных или представленных в анкете) параметров к общему числу используемых в
оценке. Этот показатель (%) характеризует ответственность руководства компании (способность отвечать на заданные
вопросы) и достоверность сделанных по этим ответам оценок эффективности.
1
2
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Компания
М Е ТА ЛЛУ Р Г-И Н ФО
Эффективность
экоэнер- техногетичелогическая2
ская3
Энергетика
203,9
342,8
Нефтяная промышленность
176,7
35,7
Нефтепереработка
560,1
380,6
Газовая промышленность
286,3
263,4
Угольная промышленность
191,4
45,8
Черная металлургия
474,5
134,3
Добыча руд черных
254,2
47,6
металлов
Кокс, огнеупоры
432,2
345,2
Литье черных металлов
65,8
132,6
Сталь и метизы
334,2
136
Прокат и трубы
934
126,8
Прочее, в т.ч. вторметы
783,5
79,4
Цветная металлургия
249,4
80,2
Добыча руд цветных
209
43,8
металлов
Добыча золота
167,1
15,2
Литье цветных металлов
145,6
70,5
Глинозем и бокситы
193,1
135,8
184,3
127,1
РЗМ4, алюминий
Обработка цветных
528,1
145,4
металлов
Химическая
436,4
257
промышленность
Машиностроение
617,2
152,6
Строительство
712,7
51,4
Транспорт
248,9
112,8
1
В % среднего по экономике к 2005 г.
2
Продукция (энергия/воздействия).
3
Энергия/воздействия.
4
Редкоземельные металлы.
1
Отрасли и виды производств
теперь достигнут уровень около
80%. ММК ставит «цель – 85%, а с
учетом рынков стран СНГ – 90%».
♦
ОАО «ММК–Метиз». В 2012 г.
планируется выпустить почти
496 тыс. т металлопродукции, а в
2013 г. – около 546 тыс. т или на
10% больше.
♦
ОАО «Череповецкий металлургический комбинат» (ЧерМК).
В октябре 2012 г. начат разогрев коксовой батареи № 7 (КБ-7)
мощностью 730 тыс. т/год кокса (стоимость проекта – около
4,5 млрд руб.; выдача первого кокса
намечена в I кв. 2013 г.). КБ-7 состоит из 65 печей с камерой коксования объемом 32,3 м3. Она построена на месте ранее действовавшей
Динамика
эффективности,
±%/год
+ 1,11
+ 0,56
– 0,38
+ 0,45
+ 0,77
+ 1,32
Прозрачность,%,
раскрытых
показателей
Крупнейшие загрязнители
атмосферного воздуха в Красноярском крае в 2011 г., тыс. т (по
данным Минприроды Красноярского края)
50,8
41,1
44,4
52,2
53,3
43,5
ГМК «Норильский
никель»
+ 2,91
50
+ 1,80
+ 0,47
+ 1,51
+ 0,87
+ 1,39
+0,30
39,6
47,5
49,3
36,7
34,8
36,9
– 0,31
42,7
+ 0,85
– 0,26
+ 0,06
– 0,03
29,6
41,6
47,6
36,9
+ 0,83
36,8
+ 1,47
50,6
+ 1,57
+ 1,39
+ 0,19
54,7
24,8
48,3
и демонтированной КБ-7. После
ее ввода в строй ЧерМК сможет
увеличить производство собственного кокса на 15% и отказаться от
закупок кокса на свободном рынке
(в I полугодии 2012 г. комбинат закупал 30–50 тыс. т/мес. кокса).
На участке сортовой заготовки сортопрокатного производства введена в эксплуатацию
машина газовой резки конвертерных слябов на сортовую заготовку для производства из них арматуры высокого класса прочности
А600. Поставщик оборудования
компания «С. Т. Технолоджи»
– официальный представитель
фирмы Messer (Германия) в России. По словам директора по производству – главного инженера
дивизиона «Северсталь Россий-
Предприятия
Валовые
выбросы
1946,4
Ванкорнефть
77,6
РосАл КрАЗ
65,8
Назаровская ГРЭС
60,3
Красноярская ГРЭС–2
59,3
РосАл АГК (г. Ачинск)
38,7
Березовская ГРЭС
29,3
Красноярская ТЭЦ–1
20,7
АНПЗ ВНК
18,8
Красноярская ТЭЦ–2
17,2
«Полюс»
(Олимпиадинский
ГОК и др.)
13,3
ская сталь» А.Луценко, ее установили с целью увеличения производства сортового проката для
стройиндустрии (на 40 тыс. т/год)
за счет частичного использования непрерывнолитых слябов.
Ожидается, что эффект от использования машины (стоимостью около 38 млн руб.) в производстве арматуры составит около
30 млн руб./год.
♦
ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК).
По словам генерального директора
НЛМК И.Анисимова, за время реализации наиболее масштабного в
истории НЛМК II этапа программы технического перевооружения
комбината (2007–2012 гг.) в строительство и приобретение основных средств на липецкой площадке инвестировано 163 млрд руб. В
настоящее время разрабатывается программа III этапа развития
НЛМК – сфокусированного на
вопросах снижения затрат на всех
этапах технологической цепочки
за счет повышения эффективности
производства, а также на расширении сортамента продукции и по-
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Средние значения эффективности по отраслям и видам деятельности
13
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
14
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
вышении ее качества. И.Анисимов
отметил, что «благодаря сбалансированной бизнес-цепочке (от сырья до производства готовой продукции рядом с потребителем) мы
ожидаем, что сможем сохранить
лидерство в отрасли в качестве
высокоэффективного и финансово
устойчивого производителя стальной продукции».
В январе 2013 г. планируется
ввести в эксплуатацию установку
вдувания пылеугольного топлива (ПУТ) в доменном цехе № 1
(ДЦ-1). На I этапе ПУТ будут вдувать в доменную печь № 5, а затем
в ДП-3 и ДП-4. К 2015 г. намечено
ввести в строй аналогичную установку в ДЦ-2 для вдувания ПУТ
в ДП-6 и ДП-7. Обе установки
смогут обеспечить вдувание в доменные печи до 160 кг ПУТ на 1 т
чугуна, что позволит значительно
сократить удельные расходы кокса и природного газа в доменном
производстве. Поставщик основного технологического оборудования установок вдувания ПУТ
– компания Paul Wurth (Люксембург).
Президентом компании –
председателем правления избран
О.Багрин. Он является членом совета директоров НЛМК с 2004 г.,
председателем комитета по стратегическому планированию и членом комитета по аудиту совета
директоров. В августе 2012 г. его
назначили исполнительным вицепрезидентом компании.
♦
ООО «НЛМК–Сорт». По словам начальника управления продаж компании С.Хорна, в 2012 г.
намечено выпустить 1,75 млн т
сортового проката, из которых на
внутренний рынок будет поставлено более 1,39 млн т. Сегодня
доля НЛМК на российском рынке
арматуры составляет около 17%, а
к 2015 г., когда строящийся в настоящее время электрометаллургический завод «НЛМК–Калуга»
выйдет на проектную мощность,
доля на рынке арматуры возрастет 20–25%, фасонного проката до
10–15%, а проката строительного
назначения в Центральном федеральном округе до 30–35%.
♦
ОАО «ЕВРАЗ НТМК». В
рамках соглашения с компанией
Praxair Rus (российское подразделение компании Praxair Inc., США)
об обеспечении комбината промышленными газами здесь строят
два резервуара объемом 1500 м3
каждый для хранения жидких криогенных продуктов. Резервуары
высотой до 20 м, выполненные из
высоколегированной стали, предназначены для хранения сжиженных кислорода и азота. Они смогут
обеспечить бесперебойную работу
комбината в случае остановки воздухоразделительных
установок.
Напомним, что ЕВРАЗ подписал с
Praxair Rus в декабре 2010 г. долгосрочный контракт, в соответствии
с которым Praxair построит на
НТМК современное воздухоразделительное производство, ввод
в строй которого намечен в конце 2013 г., и будет поставлять на
НТМК более 3000 т/сут кислорода,
азота и аргона. Это позволит снизить энергозатраты на производство технических газов на комбинате более чем на 30%.
♦
OAO «Челябинский металлургический комбинат» (ЧМК).
На комбинате внедрена автоматизированная система (АС) календарного планирования, учета
производства и отгрузки металлопродукции в реальном масштабе времени – АС «Производство
– Сталь–Прокат». АС предоставляет оперативную информацию о
ходе выполнения заказов на всех
стадиях технологического маршрута и предназначена для планирования производства и загрузки
мощностей предприятия. АС позволяет обеспечить информационно-контрольное сопровождение
производства металлопродукции
с учётом всех значимых параметров технологических процессов
(химсостав, физические свойства
и характеристики, данные о технологии производства) и стоимостных показателей с привязкой к
плавке, партии и единице производимой продукции. Кроме того,
она позволяет отслеживать объёмы производства, сортамент и ка-
чество продукции, расходы сырья
и соблюдение технологии (возможные отклонения фиксируются
в онлайн-режиме). Календарное
позаказное планирование и учет
в единой для всех служб ЧМК автоматизированной системе – новшество для комбината. Для работы
в этой системе прошли обучение
около 2000 сотрудников. Новая АС
позволяет повысить качество планирования и соблюдение сроков
выполнения заказов, а также принимать обоснованные своевременные решения на основе получения
достоверной информации о производстве в оперативном режиме.
Международный опыт внедрения
подобных систем показывает, что
с их использованием сокращаются объемы незавершенного производства, запасы сырья и полуфабрикатов, а также возрастает
эффективность загрузки оборудования и кардинально снижаются
затраты на документооборот.
♦
ОАО «Уральская Сталь».
2 ноября 2012 г. в ЭСПЦ ввели
в промышленную эксплуатацию
установку вакуумирования мощностью до 1,2 млн т/год жидкой
стали, в том числе для производства штрипсов, толстолистового,
конструкционного проката, трубной заготовки, а также непрерывнолитой круглой заготовки. Кроме
того, установка позволит освоить
производство штрипсов из стали
класса прочности Х80–Х100. Продолжительность внедрения этого
инвестиционного проекта – два
года, а его общая стоимость – более
700 млн руб. Контракт на поставку
технологического оборудования
был заключен с компанией Siemens
VAI в июне 2010 г., а 20.03.2012 г.
провели горячее опробование вакууматора. С марта по октябрь на
установке вакуумирования в режиме опытно-промышленной эксплуатации было обработано около
300 тыс. т стали.
♦
ОАО «Выксунский металлургический завод» (ВМЗ). Банк ВТБ
открыл ВМЗ возобновляемую кредитную линию с лимитом выдачи
6 млрд руб. сроком на три года для
финансирования текущей деятельности, в том числе для пополнения
оборотных средств.
♦
ОАО «Первоуральский новотрубный завод» (ПНТЗ). Завод
поставил в Бразилию около 1500 т
бесшовных труб из углеродистой
стали диам. 26–219 мм. Такие трубы используются практически во
всех областях народного хозяйства, в том числе в химической и
энергетической промышленности,
машиностроении, авто-, авиа- и судостроении.
♦
ОАО «Ижорский трубный завод» (ИТЗ). С 2007 г. ИТЗ поставил
более 700 тыс. т высокопрочных
труб для строительства участка
системы магистральных газопроводов «Бованенково–Ухта» протяженностью 1200 км, отличающегося сложными климатическими
условиями с низкими температурами. По словам генерального директора дивизиона «Северсталь
Российская Сталь» А.Грубмана, ранее трубы из стали высокой категории прочности К65 для возведения
подобных объектов не применяли.
♦
ОАО «Новосибирский металлургический завод им. Кузьмина» (НМЗ). По словам заместителя генерального директора НМЗ
по реконструкции и развитию
А.Усачева, в ближайшие два года
планируется создать производство мощностью 150–180 тыс. т/
год электросварных прямошовных труб среднего диаметра (стоимость проекта – около 750 млн
руб.). Сроки реализации этого проекта – около 18–20 мес. Завод намерен выпускать электросварные
прямошовные трубы диам. 219–
530 мм для водо- и газопроводов
и труб общего назначения, а также
конструкционные трубы квадратного и прямоугольного сечений
размерами 140×140–300×300 мм.
А.Усачев отметил, что в настоящее
время 100% этих труб ввозят в Сибирский и Дальневосточный регионы с Урала, а потребность в таких
трубах достаточно велика, причем трубы диам. 219, 426 и 530 мм
пользуются постоянным спросом.
♦
ОМЗ–Спецсталь.
Впервые
успешно получили полую заготовку массой 87 т из стали Ст.3,
представляющую собой кузнечный слиток большого сечения со
сквозным осевым каналом, сформированным во время производства слитка. Такая форма слитка
достигается за счёт установки в
изложницу перед разливкой стали
металлического стержня специальной конструкции с системой газового охлаждения его внутренней
части. Эта технология позволяет
создать направленную кристаллизацию металла слитка снаружи и
изнутри (со стороны осевого канала). Металл заливают в изложницу сифонным способом. Полые
кузнечные слитки используются
для производства поковок с осевым каналом типа колец и имеют
ряд преимуществ по сравнению со
слитком традиционной геометрии
– металл слитков, полученных по
такой технологии, химически более однороден из-за ускоренной
направленной
кристаллизации.
Кроме того, при ковке наличие осевого канала позволяет значительно снизить расход металла. Сталь
Ст.3 для разливки в слитки выплавили в электропечи ДСП-120 с последующей внепечной обработкой
в установке ковш-печь и вакуумированием. После кристаллизации
слиток поступил в кузнечный цех
для ковки обечайки. Успешная
отливка первого полого слитка
позволит ОМЗ–Спецсталь приступить к освоению технологии
разливки полых слитков большей
массы. Аналоги такой технологии
используются только на современных зарубежных предприятиях с
высоким технологическим уровнем производства.
♦
ООО «Верхневолжский сервисный металлоцентр» (Ивановская обл.). Введен в строй трубосварочный стан мощностью 25
тыс. т/год профильных труб. По
словам директора предприятия
Ю.Липовского, в 2009 г. перенесли линию продольной резки тонколистового металла из цеха № 1
в цех производства автолиста, в
мае 2012 г. ввели в эксплуатацию
линию продольной резки металла толщиной 1–7 мм, а в октябре
завершили монтаж трубосварочного стана (инвестиции в проект
– около 140 млн руб.). Новая автоматизированная линия позволяет
выпускать прямошовные электросварные трубы диам. 76 мм и профили до 60×60 мм с толщиной
стенки до 4 мм. Сегодня производительность стана составляет до
30 т/смену труб. Ожидается, что он
сможет выйти на проектную мощность к концу года.
♦
ОК «Российский алюминий»
(РосАл). В литейном отделении
№ 3 Братского алюминиевого завода введено в эксплуатацию новое металлургическое оборудование – магнитогидродинамические
перемешиватели, смонтированные
в нижней плоскости литейного
миксера, что позволит сократить
долю ручного труда при выпуске
сплавов и увеличить производительность литейного комплекса
Wagstaff. Теперь перемешивание
расплава автоматизировано, а время нахождения человека в зоне повышенных температур сокращено.
Новое оборудование позволяет
обеспечить более равномерное (по
сравнению с механическим перемешиванием) распределение легирующих компонентов по всему
объему сплава в миксере. При этом
снижаются потери тепла и расход
материалов. Реализация этого проекта – часть программы РосАла
по повышению качества плоских
слитков. Такие перемешиватели
разработаны в Инженерно-технологическом центре РосАла. Аналогичное оборудование установили
в этом году и на Красноярском
алюминиевом заводе.
♦
ОАО «Среднеуральский медеплавильный завод» (СУМЗ).
По словам генерального директора УГМК А.Козицына, в настоящее
время на площадке завода складированы клинкер и лежалые шламы,
образовавшиеся за 70 лет его работы. Эти запасы вторичного сырья
планируется полностью переработать в ближайшие 7–8 лет.
15
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
М Е ТА ЛЛУ Р Г-И Н ФО
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
16
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
♦
ОАО «Сибирь-Полиметаллы» (входит в УГМК). Компания
строит рудник и обогатительную
фабрику на Корбалихинском месторождении полиметаллических
руд (Алтайский край). Работы по
проекту ведут с 2008 г. По словам начальника управления промышленности и энергетики края
В.Мещерякова, общая стоимость
проекта – около 10 млрд руб., из
которых 8 млрд руб. предполагается освоить в период 2013–2017 гг.
♦
ЗАО «Карабашмедь». На заводе выплавили юбилейную 700-тысячную тонну меди в печи Ausmelt
(Австралия) с погружной фурмой
по эффективной и безопасной технологии. Напомним, что в ноябре
2006 г. одна современная небольшая по объему медеплавильная
печь с погружной фурмой заменила здесь шесть столетних шахтных
печей. Ввод в эксплуатацию новой
медеплавильной печи позволил
увеличить мощность завода до 90
тыс. т/год черновой меди, при этом
объем отходящих газов сократился в шесть раз. Передовая технология автогенной плавки характеризуется высоким извлечением
меди из сырья, а использование
погружной фурмы повысило интенсивность химико-металлургических процессов при одновременном увеличении межремонтного
периода работы печи. Новая печь
достаточно проста в эксплуатации
и более независима от человеческого фактора. Ее конструкция позволяет автоматизировать плавку
и ликвидировать ручной труд на
выпуске расплавов, максимально
механизировав технологические
операции. Сегодня «Карабашмедь»
– единственное медеплавильное
предприятие в России, оснащенное
передовой технологией. Выплавка
меди составляет 64 т/год на одного работника, что является самым
высоким показателем в России. В
перспективе планируется увеличить мощность печи до 120 тыс. т/
год меди, не увеличивая при этом
экологическую нагрузку. В 2012–
2016 гг. Русская медная компания
намерена инвестировать в разви-
тие производства и природоохранные мероприятия на «Карабашмеди» около 8 млрд руб.
♦
ОАО «Челябинский цинковый завод» (ЧЦЗ). В 2013 г.
планируется произвести не менее
165 тыс. т цинка. При этом намечено начать строительство вельц-печи
№ 6, пуск которой позволит дополнительно использовать окисленное
сырье, рынок которого избыточен.
Кроме того, продолжится реконструкция цеха выщелачивания, строительство оборотного цикла водоснабжения в сернокислотном цехе и
локальных очистных сооружений.
Начаты переговоры с компанией Outotec (Финляндия) о возможности разработки инвестиционной программы стоимостью
3,5 млрд руб. по увеличению производства цинка и сплавов на его
основе. По словам генерального
директора ЧЦЗ Р.Шакирзянова,
реализация этой программы позволит увеличить производство
катодного цинка с 165 до 220 тыс.
т/год и сократить условно постоянные расходы на производство.
Это позволит считать нынешние
мировые цены на цинк (1,8–2 тыс.
долл./т) оптимальными для завода. При такой цене в долгосрочной
перспективе конкуренты вынуждены будут закрывать свои производства, тогда как у ЧЦЗ логистически выгодное географическое
положение – вокруг завода на незначительном расстоянии расположены и поставщики сырья, и потребители готовой продукции.
УКРАИНА
По состоянию на 01.11.2012 г.
на металлургических предприятиях Украины работали 28 доменных
печей из 36 (78%), 19 конвертеров
из 21 (90,5%), 9 мартеновских печей
из 16 (56%) и 7 электропечей из 15
(47%).
♦
Группа Ferrexpo за 9 мес. 2012 г.
инвестировала более 320 млн долл.
(с НДС) в развитие Полтавского
и Еристовского ГОКов, а также
других своих украинских предприятий, в том числе в капитальное
строительство и техническое пере-
вооружение Полтавского ГОКа –
более 185 млн долл., а в развитие
Еристовского ГОКа – более 110
млн долл. По словам финансового директора Ferrexpo К. Мо, с
апреля 2012 г. группа не получила
возмещения НДС ни от текущей
операционной, ни от инвестиционной деятельности на Украине.
Кроме того, компании ни разу не
возместили НДС по деятельности,
связанной с разработкой Еристовского месторождения, работу над
которым начали в 2009 г. Это отрицательно влияет на инвестиционный климат страны в целом и
вызывает нежелание инвесторов,
акционеров и кредиторов предоставлять денежные средства для
инвестиций в Украину. Так, по состоянию на 30.09.2012 г. задолженность по возврату НДС составила
281 млн долл (231 млн долл. – на
30.06.2012 г.) при нормальном показателе – на уровне 45 млн долл.
Несвоевременные выплаты НДС
приводят к увеличению оборотного капитала и стоимости капиталовложений, которые приходится
компенсировать из операционных
денежных и заемных средств, что,
в свою очередь, приводит к сокращению свободных ресурсов для
будущих инвестиций и развития.
Несвоевременная выплата НДС
– серьезная проблема, которая
увеличивает стоимость привлечения нового капитала как для правительства, так и для компаний,
работающих на Украине, а также
сдерживает новые инвестиции.
♦
Одним из элементов стратегии
развития компании Coal Energy является улучшение экологической
ситуации в городах, где расположены ее структурные подразделения.
На достижение этих целей направлен проект переработки шахтных
отвалов в г. Снежное (Донецкая
обл.). Горная порода, которая десятилетиями
складировалась
на шахтных терриконах, сейчас
представляет реальную экологическую опасность, выделяя в атмосферу много вредных веществ.
Кроме того, терриконы занимают
неоправданно большие участки
земли, которые могли бы быть ис-
М Е ТА ЛЛУ Р Г-И Н ФО
(ЕСВ) начали в 2010 г. На сегодня
получено 388,2 тыс. т ЕСВ СО2 и
283 тыс. т ЕСВ СО2-эквивалента. В
октябре Coal Energy ввела в эксплуатацию в г. Снежном новую обогатительную установку для дальнейшей переработки породных
отвалов производительностью до
200 т/ч породы. Этот проект стартовал в марте 2012 г. с помощью
средств, привлеченных Coal Energy
на Варшавской фондовой бирже в
августе 2011 г. Пуск этой установки
будет означать начало реализации
II этапа ПСО в рамках Киотского
протокола. В процессе обогащения предусматривается применение безвредных для окружающей
среды методов обогащения (без
использования химически вредных веществ), а также замкнутый
водно-шламовый цикл без сброса
промышленных вод в окружающую среду. В целом экологическая
составляющая этого проекта заключается в снижении выбросов
пыли на 6,4 т/год и предотвращении выбросов вредных веществ
в атмосферу (сульфида водорода,
оксидов серы и азота) в случае самовозгорания терриконов, а также
сокращении выбросов парниковых
газов. В процессе работы эта установка переработает еще три породных отвала общим объемом около
3,8 млн м3, что позволит рекультивировать примерно 16,3 га земли.
Выход угольного концентрата составит порядка 20–30 тыс. т/мес.
♦
Северный ГОК (ПАО СевГОК). Наблюдательный совет
уволил А.Шпильку с должности
генерального директора комбината и назначил на его место
А.Левицкого, ранее работавшего
генеральным директором Ингулецкого ГОКа. А.Шпилька продолжит карьеру в сфере транспортного направления группы «Систем
Кэпитал Менеджмент» (СКМ,
Донецк), где будет развивать новое направление строительства и
ремонта железнодорожных путей,
прежде всего для инфраструктуры
СКМ.
♦
ПАО «Ингулецкий ГОК»
(ИнГОК). Наблюдательный совет
уволил с должности генерального
директора комбината А.Левицкого
и поручил исполнять его обязанности главному инженеру ГОКа
А.Герасимчуку.
♦
ПАО «Авдеевский коксохимический завод» (АКХЗ). Наблюдательный совет прекратил полномочия генерального директора
завода Г. Власова в связи с выходом
на пенсию и назначил на его место
бывшего генерального директора
«Запорожкокса»
М.Магомедова
(42 года).
♦
ПАО «Запорожкокс». Наблюдательный совет уволил с должности генерального директора завода М.Магомедова по согласию
сторон, поручив исполнять его
обязанности первому заместителю
по производству – главному инженеру В.Рубчевскому.
♦
ЧАО «Макеевкокс». Введены
в эксплуатацию два турбогенератора общей мощностью 12 МВт,
работающие на излишках коксового газа, появившихся на заводе
после закрытия доменного производства на Енакиевском металлургическом заводе. В настоящее
время излишки коксового газа составляют 14–18 тыс. м3/ч (при полной загрузке – 23 тыс. м3/ч).
КАЗАХСТАН
2 ноября в Степногорске (Акмолинская обл.) прошла церемония
открытия нового производственного комплекса коллективных
концентратов
редкоземельных
металлов (РЗМ), построенного совместным казахстанско-японским
предприятием Summit Atom Rare
Earth Co. (SARECO), учрежденным
компаниями «Казатомпром» (Казахстан, 51% уставного капитала)
и Sumitomo Corp. (Япония, 49%). В
создание этого опытно-промышленного производства РЗМ инвестировано около 30 млн долл.
Новый завод включает комплекс
термической и гидрометаллургической переработки различных
видов сырья. Он построен с учетом всех требований экологических стандартов, а используемые
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
пользованы местными властями
более продуктивно. Вместе с тем
переработка терриконов позволяет не только стабилизировать
экологическую ситуацию в целом,
но и получить угольный концентрат (отвалы породы шахт могут
содержать до 46% угля, до 15% глинозема и до 20% оксидов кремния
и железа. По данным «Укргеологии», содержание редкоземельных
элементов (РЗЭ) в 1 т породы достигает 55 г германия, 20 г скандия и 100 г галлия (эти элементы
целесообразно извлекать, начиная
с содержания 10 г/т) при общем
содержании РЗЭ в отвалах около
230–260 г/т. В рамках программы
улучшения экологического состояния горнодобывающих регионов
Украины компания «Антрацит»,
входящая в состав Coal Energy, в
2005 г. ввела в эксплуатацию обогатительную установку «Снежнянская-1» в г. Снежное. В производственном процессе использовали
экологически чистую технологию
обогащения без применения вредных химических веществ. До настоящего времени переработано
четыре породных отвала общим
объемом 2,61 млн м3. Породой из
этих терриконов заполнили отработанный ранее керамзитовый
карьер, в результате чего город
получил 5,22 га земель, пригодных
для строительства, а также дополнительные территории на месте
бывших терриконов общей площадью 18,4 га. В 2008 г. «Антрацит»
приступил к реализации I этапа
проекта совместного осуществления (ПСО) с использованием
механизмов Киотского протокола. В настоящее время этот проект является не только первым на
Украине, но и первым в мире проектом, реализованным на породных отвалах угольных шахт. Для
его внедрения была разработана
новая методика оценки объемов
сокращений выбросов парниковых
газов применительно к утилизации
терриконов Донбасса, одобренная
международным Комитетом по
надзору над ПСО при Рамочной
конвенции ООН по изменению
климата. Эффективную реализацию единиц сокращения выбросов
17
18
МЕ ТА ЛЛУ РГ-И НФО
технология и системы контроля
позволят обеспечить бережное
отношение к окружающей среде.
Завод рассчитан на производство
1500 т/год TREO (сумма оксидов
РЗМ) с возможностью увеличения
производственных мощностей до
3 тыс. т/год в 2015 г. и до 5–6 тыс.
т/год к 2017 г. Значительную часть
производимой продукции составят
РЗМ тяжелой группы, наиболее дефицитной и востребованной в настоящее время. Основным рынком
SARECO является Япония. Ожидается, что завод не ограничится
выпуском первичного продукта –
коллективного концентрата РЗМ.
При условии обеспечения производства долгосрочным источником сырья к 2015 г. в Казахстане
намечено создать разделительное
производство, а еще через несколько лет – производство магнитов на
основе РЗМ.
♦
ОАО «Казахмыс». В 2012 г. планирует выпустить 285–295 тыс. т
катодной меди.
БЕЛОРУССИЯ
ОАО «Белорусский металлургический завод» (БМЗ). В октябре на заводе установлен новый
рекорд – выплавлено 236 729 т
стали, что является наивысшим
за всю историю БМЗ показателем.
Ключевую роль в достижении такого результата сыграл электросталеплавильный цех № 1, выплавивший почти 165,67 тыс. т стали.
Наряду с электросталеплавильным
успешно отработало и сортопрокатное производство. Так, стан 320
в очередной раз побил собственный рекорд, произведя в октябре
почти 96,32 тыс. т арматурного
проката, а стан 150 прокатал более
49,02 тыс. т катанки.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
УЗБЕКИСТАН
По словам директора Государственного геологического инфор-
мационного центра Б.Исламова,
Узбекистан в 2013 г. может приступить к разработке железорудного месторождения Тебинбулак
(прогнозные ресурсы – около 3,5
млрд т титано-магнетитовых руд).
В настоящее время на месторождении завершаются геологоразведочные работы по уточнению его
запасов и одновременно ведется
поиск оптимальных вариантов
вскрытия и отработки. От выбранного варианта вскрытия будет зависеть стоимость проекта
разработки месторождения, предусматривающего создание добывающего комплекса мощностью
14,7 млн т/год железной руды с
выделением титана и ванадия.
Необходимо отметить, что правительство Узбекистана поручило соответствующим ведомствам
ускорить разработку месторождения. Проект ориентировочной
стоимостью 1,4 млрд долл. будет
финансироваться за счет собственных средств узбекской стороны и кредитов международных
финансовых организаций. Цель
реализации проекта по освоению
Тебинбулака – создание собственной сырьевой базы Узбекского
металлургического комбината, на
долю которого приходится более
90% продукции черной металлургии в стране (месторождение сможет обеспечить работу комбината
на десятки лет). Напомним, что в
связи с высокими капиталовложениями месторождение, открытое
в 1937 г., до настоящего времени
не разрабатывали. «Узметкомбинат», введенный в строй в 1956 г.,
– единственное в Центральной
Азии предприятие отрасли, работающее на металлоломе. Ранее он
перерабатывал лом, поступающий
из всех центральноазиатских республик бывшего СССР, а сегодня
его мощности загружены не полностью из-за снижения поставок
лома.
♦
ОАО «Узметкомбинат» (Узбекский металлургический комбинат). Комбинат объявил два отдельных тендера на модернизацию
производства общей стартовой стоимостью 39,7 млн долл., в том числе
на строительство установки вакуумирования жидкой стали стартовой
стоимостью 15,6 млн долл. и на поставку оборудования для организации производства катанки стартовой стоимостью 24,1 млн долл. Эти
проекты будут финансироваться за
счет собственных средств «Узметкомбината». По условиям конкурса,
победители должны осуществить
поставку, шеф-монтаж и пусконаладочные работы основного технологического оборудования. Срок
реализации проекта по первому
тендеру – декабрь 2013 г., а по второму – декабрь 2014 г. Ранее сообщалось, что в сортопрокатном цехе
на стане 300 в 2012–2014 гг. планируется организовать производство
катанки диам. 8–10 мм с установкой
проволочного блока мощностью
100 тыс. т/год. Напомним, что «Узметкомбинат» в 2011–2015 гг. намерен реализовать программу развития и модернизации производства
стоимостью 134,7 млн долл., что
позволит увеличить к 2016 г. мощность комбината до 850 тыс. т/год
стали (+ 100 тыс. т) и снизить энергозатраты на 20%.
АРМЕНИЯ
Ереванский фольгопрокатный
завод «Арменал». За 9 мес. 2012 г.
произведено более 19,54 тыс. т продукции, что на 4,9% больше, чем за
аналогичный период предыдущего
года, из которых на экспорт отгрузили 19,11 тыс. т (+ 7,2%). Доля «Арменала» в общем экспорте Армении
составила 5,7%, а в экспорте в США
– 87%. При этом среднемесячная
зарплата трудящихся составила
261,7 тыс. драмов (640 долл.), что на
4% больше, чем в 2011 г.
По страницам российских и зарубежных газет
и журналов в октябре–ноябре
Подготовил А.М.Неменов
М Е ТА Л Л У Р Г- И Н Ф О
19
ЭКСПРЕСС-ИНФОРМАЦИЯ
35-летний юбилей цеха прокатки широкополочных балок
Нижнетагильского металлургического комбината
В
декабре 2012 г. исполнилось 35 лет со дня пуска в эксплуатацию уникального цеха прокатки широкополочных балок (ЦПШБ) ЕВРАЗ НТМК. Он является самым молодым прокатным подразделением комбината и крупнейшим в
России производителем цельнокатаных балок. За 35 лет в ЦПШБ выпушено более 40 млн т проката.
Строительство первой очереди комплекса универсально-балочного стана на НТМК началось в феврале 1972 г. Возведение цеха было объявлено Всесоюзной ударной стройкой, на объекте трудились более 5000 человек со всего Советского
Союза. Пусковой комплекс ЦПШБ возглавлял главный инженер треста «Тагилстрой» Эдуард Россель, а курировал сооружение важного объекта первый секретарь Свердловского обкома КПСС Борис Ельцин. Оба руководителя строительства
впоследствии неоднократно посещали ЦПШБ (в статусе губернатора Свердловской области и первого Президента России).
Сейчас в цехе прокатки широкополочных балок выпускается более 100 видов продукции, среди которых есть и уникальные профили. В 2012 г. ЕВРАЗ НТМК расширил сортамент продукции строительного назначения и начал отгрузку
цельнокатаных двутавровых балок высотой более 600 мм. Они применяются при строительстве несущих конструкций
зданий, перекрытий, лестниц. В отличие от сварных балок эта продукция обладает лучшей несущей способностью,
имеет высокий уровень прочности, а также дает экономию металла. В настоящее время ЕВРАЗ НТМК – единственное
в России и странах СНГ предприятие, выпускающее цельнокатаные строительные балки большого размера.
В начале XXI века в ЦПШБ был освоен выпуск шпунта Ларсена Л5-У, сложного профиля с новой конструкцией
замка, который используется в портовых сооружениях для укрепления береговых линий и морских причалов. Шпунт
Ларсена Л5-У производства ЕВРАЗ НТМК пользуется большим спросом на рынке. Он поставляется на возведение
сразу нескольких важных объектов страны, в частности, на строительство спортивных сооружений Всемирной летней
Универсиады в Казани и Олимпийских игр в Сочи и для реконструкции Пироговской набережной в Санкт-Петербурге.
В этом году ЕВРАЗ начал поставку шпунта на возведение Нововоронежской АЭС-2 в Воронежской области.
В настоящее время в ЦПШБ трудятся около 600 прокатчиков, вальцовщиков, операторов постов управления, нагревальщиков металла, штабелировщиков и др.
12 идей металлургов ЕВРАЗ НТМК попали во Всероссийский рейтинг
рационализаторских предложений
рейтинге «100 лучших рационализаторских предложений в промышленности-2012» приняли участие 70 промышленных предприятий из разных регионов России, 17 из них были допущены к итоговой оценке. Большинство участников
рейтинга представлены крупными производственными предприятиями с численностью персонала от 700 до 16 000 человек и с выручкой до 110 млрд рублей. Наиболее активными были представители металлургии и машиностроения.
12 предложений металлургов ЕВРАЗ НТМК по системе операционных улучшений (СОУ) вошли во Всероссийский
рейтинг «100 лучших рационализаторских предложений в промышленности-2012». Он составлен Центром независимых исследований делового портала «Управление производством».
Лучшим из них стало ноу-хау мастера по ремонту оборудования Павла Гулящева и электромонтера Игоря Безденежных по снижению расхода электроэнергии на участке пил горячей резки (ПГР) цеха прокатки широкополочных
балок. Авторы предложили перевести питание систем автоматики участка пил и холодильников в ЦПШБ на силовое
напряжение вместо системы генератор–двигатель. Таким образом, генератор выводится из цепочки, но находится в
рабочем состоянии и в случае необходимости может быть использован. Экономический эффект от внедрения этого
предложения составил более 350 тыс. руб. в год.
Программа СОУ действует на ЕВРАЗ НТМК с сентября 2009 г. Она направлена на развитие инициативы работников по повышению эффективности труда, снижению издержек при производстве продукции. На сегодня авторами
рацпредложений стали более тысячи металлургов практически из всех подразделений комбината. Только за 10 месяцев
2012 г. на ЕВРАЗ НТМК уже утверждены и реализуются 119 мероприятий. Экономический эффект от их внедрения составил свыше 38 млн руб.
Региональный центр корпоративных отношений «Урал»
Департамент по связям со СМИ
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
В
20
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
УДК 621.771.06:669.721
К ВОПРОСУ ВЫБОРА ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ
© Скрипаленко Михаил Михайлович, канд. техн. наук;
Скрипаленко Михаил Николаевич, канд. техн. наук
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». Россия, Москва. E-mail: [email protected]
Статья поступила 24.10.2012 г.
Проведен обзор популярных программных продуктов для компьютерного моделирования процессов обработки металлов давлением (ОМД) на основе поисковых запросов в электронных библиотеках и реферативных базах данных. Обзор показал распределение
предпочтений исследователей при выборе программ компьютерного моделирования процессов ОМД. Рассмотренный подход может
оказаться весьма полезным при выборе программного продукта для моделирования при решении конкретной задачи.
Ключевые слова: компьютерное моделирование; обработка металлов давлением; DEFORM-2D/3D; QFORM 2D/3D; FORGE 2D/3D;
COLDFORM; Simufact.forming; MSC.SuperForge; ANSYS LS-DYNA; HighWire; Scirus; ScienceDirect; eLIBRARY; Web of Knowledge.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
П
ри разработке новой или совершенствовании существующей технологии, внедрении в
производство новых материалов и при решении
многих других технических задач, как правило,
используется компьютерное моделирование. Довольно часто при этом перед исполнителем встает вопрос: «Какую программу моделирования выбрать?».
Цель данной работы – обзор популярных программных продуктов для компьютерного моделирования процессов ОМД на основе поисковых
запросов в различных научных электронных библиотеках и реферативных базах данных.
На основе опыта авторов и коллег, литературных обзоров и обзоров форумов, посвященных САПР в области ОМД, выбрали следующие программные продукты: DEFORM-2D,
DEFORM-3D (разработчик компания SFTC,
США [1]); QFORM 2D, QFORM 3D (программы созданы ООО «КванторФорм», Россия [2]);
Forge 2D, Forge 3D, COLDFORM (разработаны Transvalor, Франция [3]); Simufact.forming
(правами на эту программу обладает немецкая
Simufact Engineering GmbH (эта программа ранее называлась MSC.SuprForge и разработана
компанией MSC.Software, США [4, 5]); ANSYS
LS-DYNA (разработана ANSYS, США [6]). Обзор
проводили в сентябре 2012 г.
Первым ресурсом, использованным для сравнения количества научных статей, в которых для
исследований применялись выбранные программы, был http://highwire.stanford.edu/ (HighWire),
принадлежащий Стэнфордскому университету.
Ресурс бесплатный, регистрация необязательна.
Выбор ресурса обусловлен желанием оценить
востребованность программ в США. При запросе вводили название программы, искали это название как «фразу целиком» (“phrase”) в названии
статьи или аннотации (“Title and abstract only”).
Результаты показали, что в данной базе есть лишь
три статьи, где авторы применяли различные версии DEFORM, и две статьи о применении ANSYS
LS-DYNA.
Следующим электронным ресурсом был портал www.scirus.com, разработанный Elsevier. Потребовалась регистрация, услуга поиска предоставлялась бесплатно. В разделе “information”
выбрали опцию “Any Information Type”, источниками для поиска (“Content sources”) выбрали все
имеющиеся в базе журналы. Названия программ
искали как «фраза целиком» (“exact phrase”) в
ключевых словах или аннотации (рис. 1). Качественно результаты схожи с полученными в HighWire: в базе Scirus нашли пять статей с упоминанием DEFORM и шесть – с упоминанием ANSYS
LS-DYNA.
Ресурсы HighWire и Scirus содержат информацию только о применении DEFORM 2D/3D и
ANSYS LS-DYNA. Более обширную информацию
о программах дали результаты поиска в ScienceDirect, Web of Knowledge и eLIBRARY.
На сайте www.ScienceDirect.com (потребовалась регистрация) поиск (предоставлялся бесплатно) вели по категориям Engineering
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
21
а
б
Рис. 1. Вид окна запроса в базе Scirus
а
Количество упоминаний
300
250
255
200
150
100
67
50
0
35
16
DEFORM-2D/3D
QForm 2D/3D
11
FORGE 2D/3D+
COLDFORM
MSC.SuperForge+
Simufact.forming
ANSYS LS-DYNA
б
250
Количество упоминаний
206
200
150
100
50
0
1
DEFORM-2D/3D
QForm 2D/3D
10
FORGE 2D/3D+
COLDFORM
27
35
MSC.SuperForge+
ANSYS LS-DYNA
Simufact.forming
Рис. 2. Запрос в ScienceDirect (а) и результаты запросов (б)
(Машиностроение) и Materials science (материаловедение), искали статьи и издания, в заголовках или аннотациях к которым присутствуют названия программ. Вид поискового запроса
показан на рис. 2, а, результаты запросов – на
рис. 2, б.
В отличие от первых трех ресурсов eLIBRARY имеет существенную долю публикаций
на русском языке. Для доступа потребовалась
регистрация, возможность поиска предоставлялась бесплатно. Запрос проводили по тематикам «Механика», «Металлургия» и «Машиностроение» (рис. 3, а) в названиях, аннотациях,
ключевых словах в статьях, книгах, диссертациях и др. Результаты запроса представлены на
рис. 3, б.
Поиск в eLIBRARY велся так, чтобы не учитывать повторно статьи, в которых упоминается
сразу несколько программных продуктов, напри-
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Рис. 3. Пример запроса в eLIBRARY (а) и результаты
запросов (б)
22
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
а
Количество упоминаний
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
180
160
б
154
140
120
100
84
80
60
40
20
0
5
DEFORM-2D/3D
QForm 2D/3D
9
14
FORGE 2D/3D+ MSC.SuperForge+
ANSYS LS-DYNA
COLDFORM Simufact.forming
Рис. 4. Поисковые запросы в Web of Knowledge (а) и результаты запросов (б)
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
23
Результаты поиска программных продуктов для моделирования
процессов ОМД
Поиск дал ненулевые результаты по
всем программам. Примеры запроНаучная
сов представлены на рис. 4, а, полуПрограммы/
Science
Web of
библиотека
HighWire SciRus
Ресурсы
Direct
Knowledge
ченные результаты – на рис. 4, б.
eLibrary
Результаты запросов представиDEFORM 2D/3D
1
1
1
1
2
ли в таблице, в которой наименьшая
QForm 2D/3D
5
4
5
–
–
цифра соответствует наибольшему
ANSYS LS-DYNA
2
3
2
2
1
количеству упоминаний в данном
электронном ресурсе.
FORGE 2D/3D+
4
2
4
–
–
COLDFORM
Заключение. Таким образом,
MSC.SuperForge+
проведенный
обзор показал рас3
5
3
–
–
Simufact.forming
пределение предпочтений исследователей при выборе программ
мер, при поиске получили 89 ссылок по DEFORM- компьютерного
моделирования
процессов
2D и 199 ссылок по DEFORM-3D, запрос на их ОМД. Рассмотренный подход может оказатьсовместное упоминание выдал 33 ссылки. Итого ся весьма полезным, когда необходимо опреобщее количество упоминаний 89 + 199 – 33 = 255. делиться, какой программный продукт следует
Подобная корректировка в запросах с исполь- выбрать для моделирования при решении конзованием операторов алгебры логики (And, Or и кретной задачи.
др.) проводилась в ScienceDirect и Web of Know­
ledge.
Список использованных источников
Web of Knowledge, по нашему мнению, явля1. www.deform.com
ется реферативной базой данных, предостав2. www.qform3d.ru
ляющей наибольшие возможности по поиску
3. www.transvalor.com
благодаря обширной базе данных журналов науч4. www.mscsoftware.com
но-технического характера. В НИТУ «МИСиС»
5. www.simufact.de
имеется доступ к этому электронному ресурсу.
6. www.ansys.com
On the choice of software products for metal forming
processes simulation
© Skripalenko M.M., PhD; Skripalenko M.N., PhD
Review of the most popular computer programs for metal forming simulation is presented. It was based on retrieval requests made in on-line electronic libraries and abstract databases. Results show users’ preferences at choosing of metal
forming simulation programs. Such approach may be useful if you need to choose a program for metal forming processes
simulation.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Keywords: computer simulation; metal forming; DEFORM-2D/3D; QFORM 2D/3D; Forge 2D/3D; COLDFORM;
Simufact.forming; MSC.SuperForge; ANSYS LS-DYNA; HighWire; Scirus; ScienceDirect; eLIBRARY; Web of
Knowledge.
24
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
УДК 621.7.04
Влияние средней скорости движения свободной части заготовки на
процесс пневмотермической формовки в режиме сверхпластичности
©Шмаков Андрей Константинович, канд. техн. наук; Мироненко Владимир Витальевич;
Киришина Кристина Константиновна; Станиславчик Алёна Сергеевна
ГОУ ВПО «Иркутсткий государственный технический университет». Россия, г. Иркутск
Котов Вячеслав Валерьевич, канд. техн. наук
Представительство компании ESI Group в РФ, исполнительный директор
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина. Россия, г. Екатеринбург.
E-mail: [email protected]
Статья поступила 25.12.2012 г.
Приведены результаты двух экспериментов пневмотермической формовки ячеистой детали из материала ОТ4-1 в режиме сверхпластичности. Выявлено, что в случае модели, при которой напряжения напрямую зависят от скорости деформации, нужно учитывать
параметр средней скорости движения свободной части заготовки.
Ключевые слова: пневмотермическая формовка листовых деталей; эффект сверхпластичности; температурно-скоростные условия
деформации.
П
роцесс пневмотермической формовки в режиме сверхпластичности не возможен без
строгого соблюдения параметров формовки, которые определяют в результате моделирования
процесса и построения графика изменения давления по времени с учетом постоянства скорости деформации. Для расчета и построения этого
графика обычно используется модель материала,
в которой напряжения напрямую зависят от скорости деформации [1]
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
σ = K έm,
где K – коэффициент пропорциональности; έ –
скорость деформации; m – модуль скоростного
упрочнения; σ – напряжение.
Эта модель достаточно упрощенно учитывает поведение материала при пневмотермической
формовке в режиме сверхпластичности, и многие
факторы остаются неучтенными. Для исследования такого неучтенного фактора, как средняя
скорость движения свободной части заготовки,
выбрана ячеистая деталь толщиной 1 мм из материала ОТ4-1 (рис. 1).
Первым этапом исследования детали является создание КЭМ заготовки и оснастки. Для этой
цели была использована CAD-система Siemens
NX и получена геометрия элементов формообразования (рис. 2).
В качестве СAE-системы для моделирования
процесса пневмотермической формовки в режиме сверхпластичности использован программ-
ный комплекс PAM-STAMP 2G французской
фирмы ESI Group. Для осуществления моделирования в этом программном комплексе в соответствии с описанной выше моделью были заданы
следующие параметры материала ОТ4-1:
– модуль Юнга –112 ГПа;
– коэффициент Пуассона – 0,333;
– плотность – 4,5·10–6 кг/мм3;
– коэффициент пропорциональности –
0,114116 ГПа;
– скорость деформации – 0,004 с–1 [2];
– модуль скоростного упрочнения – 0,38 [2].
Заданным граничным условием в процессе
моделирования является формовка заготовки
только за счет утонения. Для выполнения этого
условия использован метод полного закрепления
кромок заготовки, что обеспечивает ее деформирование только за счет изменения толщины.
Для нагружения заготовки использован метод жидкой ячейки, деформирующей заготовку
без дискретизации жидкостной среды. Для математического моделирования жидкостной среды
заданы следующие параметры (рис. 3):
– модуль объемной деформации – 2 (применяется для расчета изменения давления);
– начальный объем жидкости – 1·108 мм3;
– максимальное давление жидкости – 10 ГПа;
– средняя скорость движения свободной части заготовки – 3 мм/с;
– коэффициент остановки расчета по степени
контакта жидкости с заготовкой – 0,99 (т.е. при
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
Рис. 1. Исследуемая деталь
25
Рис. 2. Заготовка и оснастка для
исследуемой детали
25
Давление, атм
20
15
10
5
0
50
100 150
200
250 300
Время, с
350
400 450
Рис. 4. График изменения давления
во времени, полученный по результатам
моделирования
20
18
16
14
Рис. 5. Деталь, полученная
в результате эксперимента
в соответствии с графиком
(см. рис. 4)
Рис. 3. Задание параметров жидкой
ячейки
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Давление, атм
ных параметрах процесса форма
детали не была получена (рис. 5) –
12
10
деталь, что называется, «вышла из
8
режима».
6
4
Это, в первую очередь, видно
2
по большому размеру зерна в очаге
0
400
500
600
100
200
300
деформации, а также по возникшим
Время, с
на детали двум трещинам. Самым
Рис. 7. Деталь, полученная
Рис. 6. График изменения давления во
обычным при таких дефектах вывов результате эксперимента
времени, полученный по результатам
дом является уменьшение скорости
в соответствии с графиком
моделирования процесса с уменьшенной
деформации в модели и получение
(см.
рис.
6)
средней скоростью движения свободной
детали за большее время. Однако
части заготовки
был выбран альтернативный вариант – была изменена средняя скорость движения
99% контакта жидкости с заготовкой расчет остасвободной части заготовки с 3 мм/с на 1 мм/с.
новится).
Все остальные данные были оставлены без измеВ результате моделирования процесса форнения. В результате получен иной график изменемовки исследуемой детали была определена завиния давления во времени, в соответствии с котосимость давления от времени, обеспечивающая
рым деталь формуется за большее время (рис. 6).
постоянство скорости деформации, в которой
В соответствии с результатом моделирования
максимальное давление составило 22,9 атм и врепроцесса по второму варианту с уменьшением
мя формовки 405 с (рис. 4).
скорости движения свободной части заготовки
По параметрам, полученным в результате
получено максимальное давление 18,9 атм и времоделирования, проведен эксперимент. Произмя формовки 538 с. По этому графику был проведена пневмотермическая формовка листа тиведен второй эксперимент на том же материале.
танового сплава ОТ4-1 при температуре 910 °С в
В результате была получена деталь без дефектов
соответствии с графиком изменения давления во
(рис. 7).
времени. В результате эксперимента при задан-
А В Т О М АТ И З А Ц И Я • У П РА В Л Е Н И Е • С В Я З Ь
Время, с
б
Максимальная скорость деформации, с–1
а
Максимальная скорость деформации, с–1
26
Время, с
Рис. 8. Графики зависимости скорости деформации от времени по первой (а) и второй (б) моделям
Самое логичное по этим результатам предположить, что средняя скорость движения свободной части заготовки влияет на скорость деформации в модели и уменьшает ее. По моделям двух
вариантов процессов были построены графики
зависимости максимальной скорости деформации от времени. Анализ графиков показал, что
скорость деформации одинакова и постоянна в
первом и втором случаях (рис. 8).
Вывод. По составленным моделям и проведенным экспериментам видно, что при использовании модели, в которой напряжения
напрямую зависят от деформации, важно учи-
тывать такой параметр, как средняя скорость
движения свободной части заготовки, так как
ее оптимальное значение обеспечивает получение качественной детали с заданными параметрами.
Библиографический список
1. Чумаченко Е.Н., Смирнов О.М., Цепин М.А. Сверхпластичность: материалы, теория, технологии. М. : Ком Книга, 2009. 320 с.
2. Смирнов О.М. Обработка металлов давлением в состоянии сверхпластичности. М. : Машиностроение, 1979.
184 с.
Influence of average speed of billet free part moving
on process of pneumothermal moulding in mode
of superplasticity
© Shmakov A.K., PhD; Mironenko V.V.; Kirishina K.K.; Stanislavchik A.S.; Kotov V.V., PhD
The results of two experiments for pneumothermal forming for cellular details from material ОТ4-1 at mode of superplasticity are given. It is revealed, that in the case of model at which the pressure is directly dependent on the strain rate, it is
necessary to take into account a mean velocity of movement of free part of workpiece.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Keywords: pneumothermal forming of sheet details; effect of superplasticity; temperature-speed conditions of deformation.
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
27
УДК 669.162.16
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ ПРИ ВДУВАНИИ
ПРОДУКТОВ ГАЗИФИКАЦИИ УГЛЕЙ
© Товаровский Иосиф Григорьевич, д-р техн. наук, проф.;
Меркулов Алексей Евгеньевич, канд. техн. наук
Институт черной металлургии им. З.И.Некрасова НАН Украины. Украина, г. Днепропетровск. E-mail: [email protected]
Статья поступила 22.08.2012 г.
Выполненное с помощью разработанной в ИЧМ НАН Украины многозонной математической модели исследование доменной плавки
при вдувании продуктов газификации углей показало, что за счет ввода флюса, увеличения температуры дутья и равномерного распределения рудной нагрузки по сечению колошника возможно достичь дополнительной экономии кокса.
В
ыполненный ранее анализ процессов доменной плавки при вдувании продуктов газификации углей (ПГУ) показал возможность значительного увеличения количества вдуваемых
углей в случае их предварительной газификации
с ожижением золы в прифурменных газификаторах (ПФГ) [1]. Для случая замены высокосортных
углей зольностью до 10% (в виде ПУТ) низкосортными зольностью до 25% (в виде ПГУ) установлена возможность получения целевой величины
экономии кокса. При этом большую значимость
при вдувании ПГУ из низкосортных углей приобретает проблема достижения минимального
расхода кокса (190–200 кг/т), решение которой
реально при вдувании ПУТ из высокосортных
углей [2, 3].
Сущность технологии с вдуванием ПГУ при
использовании ПФГ заключается в том, что каждый фурменный прибор ДП на участке «колено–сопло» оборудуется устройством для газификации ПУТ с подводом к нему от коллектора
горячего дутья, в поток которого вдувается ПУТ.
Генерируемые в устройстве ПГУ выводятся из
ПФГ в области воздушной фурмы ДП и поступают в фурменный очаг.
В ходе выявления возможности сокращения расхода кокса на заданную величину производится выбор рациональных параметров
технологии доменной плавки, к числу которых
при вдувании ПГУ из низкосортных углей относятся:
– температура дутья и содержание в нем кислорода, а также способ подачи дутья и кислорода
на газификацию кокса и угля в ПФГ;
– мольный расход кислорода на газификацию
углерода угля, вычисляемый как отношение О/С,
моль/моль;
– способ дополнительного ввода флюса в
шихту в связи с возрастанием его расхода при использовании высокозольных углей.
Способ подачи дутья и кислорода на газификацию кокса и угля в ПФГ выбирается в зависимости от особенностей технологического
режима плавки и целевой установки управления
им. Предполагается [1] подача части окислительного дутья, поступающего непосредственно
в ДП для сжигания кокса, отдельным трактом,
который может быть выполнен в двух вариантах: как автономный отвод горячего дутья из
опуска коллектора с подводом его к воздушной
фурме или подача через трубку в теле фурмы неподогретого кислорода, замещающего эквивалентное количество горячего дутья. В работе [1]
показано, что возможная замена горячего дутья
неподогретым кислородом может быть приемлема в случае низкого исходного и прогнозируемого удельного расхода кокса и дутья (условия
ЧерМК ОАО «Северсталь», далее ЧерМК). При
повышенном расходе кокса и дутья переход на
неподогретый кислород приводит к нарушению
устойчивости процессов и перерасходу кокса
(условия ПАО «АрселорМиттал Кривой Рог»,
далее «АМКР»).
Выбор величины мольного расхода кислорода на газификацию углерода газифицируемого угля производится исходя из его влияния на
восстановительный потенциал и температуру
генерируемых ПГУ, а способ ввода в шихту до-
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Ключевые слова: продукты газификации угля; математическая модель; замещение кокса; кислород; углерод.
28
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
полнительного флюса (в шихту ДП, аглошихту
или в ПФГ) выбирается исходя из необходимости минимизации расхода кокса и простоты выполнения.
Анализ влияния комплекса параметров плавки на основные ее показатели выполнен на основе результатов расчета по разработанной в ИЧМ
НАН Украины математической модели доменной
плавки [1–3]. Для расчетов приняты те же исходные данные, что и в работе [1], – условия работы ДП-5 ЧерМК объемом 5500 м3 и ДП-9 ПАО
«АМКР» объемом 5000 м3. В табл. 1–3 приведены основные расчетные показатели и параметры
процессов для ДП-5 ЧерМК и ДП-9 «АМКР» при
значениях О/С = 0,4÷0,7 моль/моль, а также для
условий, обеспечивающих минимизацию расхода
кокса.
При заданном для всех вариантов расходе
угля на получение в ДП 400 кг ПГУ на 1 т чугуна
объем вдуваемых ПГУ по мере увеличения значения О/С от 0,4 до 0,7 возрастает от 1006–1182
до 1331–1785 м3/т чугуна при повышении их
температуры от 1375–1411 °С до 1788–2027 °С и
уменьшении доли восстановительных компонентов в них от 50,2–58,6% до 28,4–43,5%. При этом
величина теоретической температуры горения
несколько снижается, а степень прямого восстановления изменяется незначительно.
Изменение расхода кокса по мере увеличения
значения О/С определяется следующими факторами:
– существенным увеличением удельных потерь теплоты, обусловленным сокращением производительности агрегата во всех вариантах;
– уменьшением теплоотдачи ПГУ в печи за
счет возрастания доли азота, вносящего теплоту нагрева дутья, меньшую, чем теплота горения
у фурм, и уносящего из печи через колошник
такое же количество теплоты, как восстановительные компоненты (в расчете на единицу);
расчетные величины теплоотдачи (кДж/кг угля)
для рассматриваемых вариантов приведены
ниже:
Вариант технологии
О/С = 0,5
О/С = 0,6
О/С = 0,7
ДП-5 «ЧерМК» (ГД*)
4830
4405
3854
ДП-5 «ЧерМК» (ХК**)
5091
4714
4250
ДП-9 «АМКР» (ГД)
4539
3731
–
* ГД – горячее дутье. **ХК – холодный кислород.
В варианте с заменой горячего дутья для газификации кокса неподогретым кислородом по
мере увеличения О/С происходит сокращение
расхода неподогретого кислорода на газифика-
цию кокса от 221 до 147 м3/т чугуна, что способствует сокращению расхода кокса. Первые два
фактора способствуют увеличению расхода кокса, третий – его сокращению в варианте использования неподогретого кислорода вместо горячего дутья (табл. 1–3). Как следует из результатов
расчета (см. табл. 1–3), во всех вариантах технологии с увеличением значения О/С от 0,5 до 0,7
расход кокса растет. Поэтому стремление повысить полноту газификации угля путем увеличения
избытка окислителя следует ограничить значением О/С ≤0,5.
Варианты с минимизацией расхода кокса
(Кмин) сформированы при увеличении температуры дутья до 1300 °С и дополнительной подаче флюса (на офлюсование золы низкосортного угля) в состав агломерационной шихты
при фактическом и равномерном в промежуточных радиальных зонах распределении рудных нагрузок (КминФРН и КминРРН). Значение О/С
принято 0,5 для всех вариантов технологии с
минимизацией расхода кокса (см. табл. 2–4).
Результаты расчета показали принципиальную
возможность достижения при использовании
предлагаемой технологии минимального расхода кокса, близкого к соответствующим значениям при вдувании ПУТ из высокосортных
углей (190–200 кг/т) [2, 3].
Изолинии в сечении ДП (рис. 1 и 2) иллюстрируют расчетные характеристики процессов
плавки при новой технологии. Во всех вариантах технологии увеличение значения О/С от 0,5
до 0,7 способствует сдвигу изотерм газа вниз с
уменьшением высоты нижней ступени теплообмена при вырожденном теплообмене во всех
промежуточных радиальных зонах верхней ступени теплообмена и незначительном изменении
положения зоны размягчения и плавления (ЗРП)
(см. рис. 1).
Возможность достижения минимального
расхода кокса реализуется за счет уменьшения
теплопотребности (вывод сырого флюса из доменной шихты), увеличения температуры дутья
до 1300 °С и равномерного распределения рудной
нагрузки в промежуточных радиальных зонах
при повышенных требованиях (как и в [1–3]) к
металлургическим свойствам кокса и железорудного сырья.
Влияние указанных изменений на температурно-концентрационное поле печного пространства выразилось аналогично результатам,
показанным на рис. 1, в сдвиге изотерм газа вниз
с уменьшением высоты нижней ступени теплооб-
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
29
Таблица 1. Расчетные показатели и параметры плавки на ДП-5 ОАО ЧерМК при вдувании горячего дутья
и получаемых при разных значениях О/С продуктов газификации углей (ПГУ) с минимизацией расхода
кокса (КминФРН и КминРРН) при расходе угля 400 кг/т
Показатель
Удельная производительность, т/(м ·сут)
О/С=0,4 О/С=0,5 О/С=0,6
О/С=0,7
КминФРН
КминРРН
303
241
212
1,501
1,482
1,399
3522
1184
2613
1184
2048
1184
1560
1184
2200
1300
1686
1300
30,2
22,7
18,8
14,8
18,2
13,1
температура, °С
247
248
247
235
249
123
содержание, %: СО
23,3
23,4
22,2
22,8
22,9
22,5
СО2
18,8
18,7
17,7
17,0
18,9
19,8
Н2
7,5
7,5
7,1
7,0
7,9
8,1
3
Расход кокса, кг/т чуг.
Дутье (при содержании кислорода 24,3%):
расход, м3/мин
температура, °С
Расход технического кислорода, м3/т
Колошниковый газ:
Известняк, кг/т
267
269
280
1,359
1,556
1,651
81
80
82
84
4
0
Агломерат+окатыши+руда, кг/т
1566
1566
1565
1565
1608
1609
Железо в шихте, %
58,1
58,1
58,0
58,0
58,1
58,2
Рудная нагрузка, т/т
6,2
6,1
5,9
5,5
6,7
7,6
Вынос пыли общий, кг/т
Содержание в шлаке, %:
кремнезем
глинозем
22
22
22
23
21
20
35,6
9,9
35,5
9,8
35,6
9,9
35,8
10,0
35,4
9,7
35,1
9,6
известь
37,3
37,2
37,4
37,6
37,1
36,8
магнезия
8,8
8,8
8,8
8,8
8,8
8,8
Количество шлака, кг/т
394
393
394
395
392
390
Расход дутья, м3/т
614
461
383
301
370
267
Объем влажного газа, м /т
2002
2008
2154
2256
1874
1746
Теоретическая температура горения, °С
1810
1874
1838
1824
1901
1843
3
Количество фурменного газа, м3/т
1856
1860
2014
2112
1745
1615
Количество сухого колошникового газа, м3/т
1885
1892
2037
2142
1756
1625
Прямое восстановление оксида Fe, %
22,5
22,9
20,5
20,9
25,3
26,8
Использование СО+Н2, %
Кусковой углерод, кг/т: общий/в районе фурм
Общий приход теплоты, кДж/кг:
в том числе: горение кокса
теплота дутья и добавок
44,5
44,2
44,2
42,6
45,2
46,9
230/122
231/123
241/137
260/156
207/99
183/71
4695
4898
5175
5350
4712
4258
1196
1206
1340
1528
967
699
3442
3635
3778
3765
3690
3506
3287
3317
3318
3386
3177
3201
Энтальпия колошникового газа, кДж/кг
908
1013
1138
1184
959
443
Потери теплоты, кДж/кг
499
568
718
780
575
614
Потребность теплоты, кДж/кг
Доля полезной теплоты, %
70
68
64
63
67
75
Отношение водяных чисел
0,765
0,764
0,744
0,730
0,776
0,783
Теплотворность колошникового газа, кДж/м3
3765
3782
3577
3636
3750
3721
2,09
2,07
2,09
2,13
2,03
2,00
по газу, м3/(м3·мин)
403/2111
367/2484
343/2636
ПГУ: количество, м3/т чугуна
по коксу/ЖРШ, кг/(м ·сут)
393/2332 391/2304 383/2173
1078
1277
1451
1576
1277
1277
температура, °С
1411
1561
1777
2027
1624
1624
содержание СО+Н2, %
55,1
52,8
40,3
32,2
52,8
52,8
629
786
1031
1196
786
786
3
Дутье для газификации угля, м /т чугуна
3
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Интенсивность:
30
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
Таблица 2. Расчетные показатели и параметры плавки на ДП-5 ОАО ЧерМК при вдувании неподогретого
кислорода и получаемых при разных значениях О/С продуктов газификации углей с минимизацией
расхода кокса (КминФРН и КминРРН) при расходе угля 400 кг/т чугуна
Показатели
Удельная производительность, т/(м ·сут)
О/С=0,4 О/С=0,5 О/С=0,6
КминФРН
КминРРН
375
271
216
1,601
расход, м3/мин (температура 100 °С)
1476
1071
934
785
865
574
Расход технического кислорода, м3/т
221
170
166
147
133
85
температура, °С
256
244
258
239
242
130
Расход твердого топлива, кг/т чугуна
Дутье (при содержании кислорода 90%):
Колошниковый газ:
328
317
1,434
О/С=0,7
1,698
3
351
1,355
1,653
1,714
содержание, %: СО
31,5
28,5
26,8
26,0
26,0
22,7
СО2
22,6
20,8
18,1
16,8
20,9
21,6
Н2
9,0
8,3
7,5
7,1
8,4
8,2
87
83
87
91
6
0
Агломерат+окатыши+руда, кг/т
1565
1565
1565
1564
1609
1610
Известняк, кг/т
Железо в шихте, %
57,9
58,0
57,9
57,9
58,0
58,2
Рудная нагрузка, т/т
5,1
5,2
4,7
4,4
6,0
7,5
Вынос пыли общий, кг/т
23
23
24
24
22
20
Содержание в шлаке, %:
кремнезем
36,0
35,7
36,0
36,4
35,7
35,2
глинозем
10,1
10,0
10,1
10,3
9,9
9,6
известь
37,8
37,5
37,8
38,2
37,5
36,9
магнезия
8,8
8,8
8,8
8,8
8,8
8,8
Количество шлака, кг/т
397
395
397
399
394
390
Расход дутья, м3/т
228
175
171
152
137
88
Объем влажного газа, м /т
1762
1885
2180
2375
1786
1687
Теоретическая температура горения, °С
2087
1990
1884
1785
1961
1840
Количество фурменного газа, м3/т
1621
1745
2037
2233
1671
1576
3
Количество сухого колошникового газа, м /т
1653
1774
2072
2269
1669
1561
Прямое восстановление оксида Fe, %
19,7
20,0
19,8
18,8
21,0
21,5
Использование СО+Н2, %
41,6
42,1
40,1
39,0
44,6
48,8
3
Кусковой углерод, кг/т:
общий/в районе фурм
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
282/179
273/170
302/199
323/222
233/133
185/85
Общий приход теплоты, кДж/кг:
4653
4787
5235
5371
4578
4111
в том числе: горение кокса
1757
1668
1953
2175
1305
834
2838
3062
3224
3137
3218
3223
Потребность теплоты, кДж/кг
3218
3250
3316
3358
3084
3070
Энтальпия колошникового газа, кДж/кг
958
1018
1250
1269
958
484
Потери теплоты, кДж/кг
476
520
670
744
536
557
теплота дутья и добавок
Доля полезной теплоты, %
69
68
63
63
67
75
Отношение водяных чисел
0,828
0,8
0,772
0,707
0,802
0,781
Теплотворность колошникового газа, кДж/м3
4957
4508
4210
4059
4191
3755
Интенсивность: по газу, м3/(м3·мин)
2,08
2,09
2,17
2,23
2,05
2,01
498/2104
1785
1897
438/2640
1408
1576
362/2740
1408
1576
по коксу/ЖРШ, кг/(м ·сут)
ПГУ: количество, м3/т чугуна
температура, °С
3
содержание СО+Н2, %
Дутье для газификации угля, м3/т чугуна
545/2637 497/2487 493/2227
1183
1408
1631
1376
1509
1687
50,3
47,9
35,8
28,4
47,9
47,9
732
915
1213
1407
915
915
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
31
Таблица 3. Расчетные показатели и параметры плавки на ДП-9 ПАО «АМКР» при вдувании горячего дутья
и получаемых при разных значениях О/С продуктов газификации углей с минимизацией расхода кокса
(КминРРН) при расходе угля 400 кг/т
Показатели
Удельная производительность, т/(м ·сут)
3
Расход твердого топлива, кг/т чугуна
О/С=0,4
1,191
331
О/С=0,5
1,183
331
О/С=0,6
1,095
360
КминРРН
1,386
234
Дутье (при содержании кислорода 27%): расход, м3/мин
3045
2441
2229
1616
1100
1100
1100
1300
65
53
52
30
270
267
320
166
температура, °С
Расход технического кислорода, м3/т
Колошниковый газ:
температура, °С
содержание, %: СО
26,9
26,9
25,9
24,3
СО2
17,7
17,7
16,8
20,0
Н2
7,9
7,9
7,4
8,6
116 + 118
115 + 118
119 + 118
2 + 122
Агломерат + окатыши + руда, кг/т
1611
1611
1609
1672
Железо в шихте, %
53,0
53,0
53,0
53,2
Рудная нагрузка, т/т
5,6
5,6
5,1
7,7
Вынос пыли общий, кг/т
Содержание в шлаке, %:
кремнезем
глинозем
43
43
44
41
36,9
36,8
37,0
36,4
Известняк + конвертерный шлак обогащ., кг/т
7,8
7,8
7,9
7,6
известь
45,0
44,9
45,1
44,4
магнезия
4,2
4,2
4,2
4,2
Количество шлака, кг/т
569
569
571
566
Расход дутья, м3/т
732
590
583
334
Объем влажного газа, м3/т
2115
2113
2314
1738
Теоретическая температура горения, °С
1920
1966
1944
1954
Количество фурменного газа, м3/т
1949
1948
2159
1616
Количество сухого колошникового газа, м3/т
2001
2000
2198
1616
Прямое восстановление оксида Fe, %
21,8
21,9
17,6
22,8
Использование СО+Н2, %
39,5
39,5
39,2
45,2
276 / 174
276 / 174
300 / 206
195 / 98
5225
5365
5832
4541
Кусковой углерод, кг/т: общий / в районе фурм
Общий приход теплоты, кДж/кг
в том числе:
горение кокса
1711
1707
2023
964
теплота дутья и добавок
3397
3541
3690
3467
Потребность теплоты, кДж/кг
3799
3818
3788
3528
Энтальпия колошникового газа, кДж/кг
1038
1119
1537
585
Потери теплоты, кДж/кг
389
427
506
427
Доля полезной теплоты, %
73
71
65
78
Отношение водяных чисел
0,786
0,784
0,768
0,825
Теплотворность колошникового газа, кДж/м3
4259
4262
4071
3993
1,75
1,74
1,76
1,67
по коксу / ЖРШ, кг/(м ·сут)
386 / 2016
383 / 2003
386 / 1852
317 / 2435
ПГУ: количество, м /т чугуна
1006
1186
1331
1186
температура, °С
1391
1550
1788
1653
содержание СО+Н2, %
58,6
56,3
43,6
56,3
559
699
912
699
по газу, м3/(м3·мин)
3
3
Дутье для газификации угля, м3/т чугуна
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Интенсивность:
32
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
О/С = 0,5 ГД
О/С = 0,7 ГД
Температура газов Т , °C
10
0
8
6
5
4
2
Температура газов Т , °C
0
200
200 600
400 800
400
1000
1200
1400
0
10
8
15
5
15
800
20
2
1400
1600
25 1200
30
0
4
2
0
0
400
600
200
800
400
1600
800
15
400
800
600
1400
800
20
1000
25
25
1200
1400
1600
30
30
0
0
Значения по радиальным
зонам T-t, °C
0 100 200 300 400 500 600 700
0
1200
1400
30
Значения по радиальным
зонам T-t, °C
100 200 300 400 500 600 700
0
5
5
5
10
10
10
10
15
15
15
15
20
р1 20
р2
р3
р4
р5 25
р6
р7
р8 30
р10
р1
р2
20
р3
р4
р5
р6 25
р7
р8
р9
30
р10
р1
р2 20
р3
р4
р5 25
р6
р7
р8
р9 30
р10
30
200 400
600
1200
10
5
25
200
1000
1200
1400
600
Температура газов Т , °C
8
6
4
2
0
5
1000
10
10
1000
1400
1600
Значения по радиальным
зонам T-t, °C
100 200 300 400 500 600 700
6
5
20
1200
8
15
800
1000
10
200
1000
1200
1000
1400
1600
0
200
600
400
800
600
О/С = 0,7 ХК
Температура газов Т , °C
0
20
25
0
4
200
10
600
6
400
1600
10
О/С = 0,5 ХК
0
Значения по радиальным
зонам T–t, °C
100 200 300 400 500 600
р1
р2
р3
р4
р5
р6
р7
р8
р9
р10
Температуры фазовых превращений Температуры фазовых превращений Температуры фазовых превращений Температуры фазовых превращений
10
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
0
10
8
6
4
2
0
5
5
5
5
1078 tр
1077 tр
1204 tп
10
1064
15
1292 tж
1066 1065
15
1188 1063
1061
20
1288
1184
1287
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
25
1189
25
ЗРП
2,2 1,2 2,0 1,8
1289
10
1067
1189
1289
1,6
30
1288
25
1045
Толщина
ЗРП
2,3 1,8 2,2 2,1
1067
1188
20
2,0
1,8
15
1294 tж
1068
1067
1189
1288
20
25
1032
1158
1279
Толщина
30 ЗРП
2,6 2,1 2,3 2,3
1081 tр
10
1206 tп
1293 tж
15
1165
1279
2,3
1206 tп
1293 tж
1187
1288
1287
1045
1163
1279
30 Толщина
1065
20
1186
1081 tр
1205 tп
10
2,2
2,0
1064
1190
1289
1186
1288
1049
1169
1281
Толщина
30 ЗРП
2,2 3,0 2,6 2,9
1189
1289
2,7
2,5
Рис 1. Изолинии температуры газа (Т), разности температур газа и шихты (T–t), а также параметров зоны размягчения
и плавления (ЗРП) в рабочем пространстве ДП при вдувании горячего дутья (ГД) или неподогретого кислорода (ХК)
совместно с получаемыми при разных значениях О/С продуктами газификации углей; по горизонтали – расстояние
от оси ДП, по вертикали – расстояние от «технологического нуля», м. Температура начала размягчения – tр,
плавления – tп, жидкофазного течения – tж
НАУК А
О/С = 0,5 ГД
О/С = 0,5 ГД КминРРН
Температура газов Т, °C
8
6
4
2
0
200
600
400 800
200
400
5
10
15
0
8
4
2
0
200
200
400
400
600
0
10
8
800
6
4
2
400
5
Температура газов Т, °C
0
1000
1200
1400
600
1600
800
15
1000
20
25
25 1200
1400
1600
30
20
р1
р2
р3
р4
р5
р6
р7
р8
р9
р10
5
10
15
1400
Значения по радиальным
зонам T- t, °C
0 100 200 300 400 500 600 700
0
4
2
0
400
200
600
200
400
800
1000
1200
1400
1600
600
10
1800
800
30
Значения по радиальным
зонам T- t, °C
0 100 200 300 400 500 600 700
5
10
10
10
15
15
15
25
25
30
30
5
р1
р2 20
р3
р4
р5
р6 25
р7
р8
р9 30
р10
Температуры фазовых
превращений
10
8
6
4
2
0
р1
р2
р3
р4
р5
р6
р7
р8
р9
р10
5
Температуры фазовых
превращений
10
8
6
4
2
1077 tр
1204 tп
10
1088 tр
10
1064
1061
1184
1287
1292 tж
11881063
1288
15
1293 tж
1078 10771077
20
1186
1287
1045
1163
1279
30 Толщина
ЗРП 2,2
2,2 2,0 1,8 2,3 1,6
25 1062
1194 1209
1290 1291 1209
1291
1175
1284
30 Толщина
ЗРП
4,8 2,02,1 2,0 2,0 1,8
15
20
25
0
1081 tр
10
1206 tп
1212 tп
15
0
5
20
Температуры фазовых
превращений
10
8
6
4
2
0
0
1200
1400
25 1600
1800
5
20
25
6
5
20
1000
25 1200
1400
1600
30
1200
30
Значения по радиальным
зонам T- t, °C
0 200 400 600 800 1000
20
8
15
1000
5
10
1000
20
0
0
200 400
600
800
200
800
1000
1200 10
1400
600
15
800
6
33
О/С = 0,5 ХК КминРРН
Температура газов Т, °C
Температура газов Т, °C
10
1000
5
1200
1400
1600
10
600
О/С = 0,5 ХК
П Р О И З В ОДС Т В О
1068
1293 tж
1066
1066
1189
1289
1188
1288
1187
1288
1032
1158
1279
30 Толщина
ЗРП
2,6 2,1 2,3 2,3 2,2 2,0
Значения по радиальным
зонам T- t, °C
0 100 200 300 400 500 600 700
р1
р2
р3
р4
р5
р6
р7
р8
р9
р10
20
25
30
5
Температуры фазовых
превращений
10
8
6
4
2
0
1087 tр
10
1210 tп
15
1293 tж
20
1076
1069
1181 1208
1291
25 1286
1076
1076
1208
1291 1208
1291
30 Толщина
ЗРП
2,5 1,1 1,4 1,4 1,1 1,7
Рис. 2. Изолинии температуры газа (Т), разности температур газа и шихты (T–t), а также параметров зоны размягчения
и плавления (ЗРП) в рабочем пространстве ДП при вдувании горячего дутья (ГД) или неподогретого кислорода (ХК)
совместно с получаемыми при заданных значениях О/С продуктами газификации углей с минимизацией расхода кокса
(КминРРН); по горизонтали – расстояние от оси ДП, по вертикали – расстояние от «технологического нуля», м.
Температура начала размягчения – tр, плавления – tп, жидкофазного течения – tж
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
0
10
ТЕХНИКА
34
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
мена при вырожденном теплообмене во всех промежуточных радиальных зонах верхней ступени
теплообмена и сдвиге большинства элементов
ЗРП вниз (см. рис. 2).
Заключение. Выполненное с помощью разработанной в ИЧМ НАН Украины аналитическое
исследование показало, что при замене высокосортных углей (в виде ПУТ) низкосортными (в
виде ПГУ) для вдувания в ДП возможно не только достижение целевой экономии кокса, но также
при выборе рациональных параметров плавки –
сокращение расхода кокса до минимального значения, близкого к 190–200 кг/т.
Дополнительными параметрами минимизации расхода кокса являются ввод дополнительного флюса в агломерат, увеличение температуры
дутья до 1300 °С и равномерное распределение
рудной нагрузки в промежуточных радиальных
зонах колошника.
Установлено также, что увеличение расхода кислорода для газификации вдуваемого угля
при отношении О/С>0,5 моль/моль способствует возрастанию расхода кокса во всех вариантах
технологии в результате роста удельных потерь
теплоты, обусловленного сокращением производительности ДП, а также уменьшения теплоотдачи ПГУ, обусловленного ростом доли азота.
При этом в объеме ДП происходит сдвиг изотерм
вниз с уменьшением высоты нижней ступени теплообмена. Аналогичные изменения температурного поля ДП наблюдаются в режимах с минимизацией расхода кокса.
Библиографический список
1. Товаровский И.Г., Меркулов А.Е. Аналитическое
исследование процессов доменной плавки при вдувании
продуктов газификации углей // Металлург. 2012. № 5.
С. 40–47.
2. Товаровский И.Г., Большаков В.И., Меркулов А.Е.
Аналитическое исследование процессов доменной плавки.
Монография. Днепропетровск : Экономика, 2011. 206 с.
3. Товаровский И.Г. Процессы доменной плавки. Монография. Том 1. Анализ состояния. – 595 с. Т. 2. Проблемы и перспективы. – 406 с. // ИД LAP LAMBERT Academic
Publishing, 2012.
Selection of BF technology parameters at injection
of coal gasification products
© Tovarovsky I.G., SсD, prof.; Merkulov A.E., PhD
Analytical research of the BF melting with blowing products of coals gasification performed by means of a multizone
mathematical model which has been developed at ISI of NAS of Ukraine showed that additional saving of coke can be
achieved due to the flux input, increasing the temperature of the blast and even distribution of load over the cross section
of the ore furnace top.
Keywords: gasification of coal products; the mathematical model; replacement of coke; oxygen; carbon.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Правила оформления статей, направляемых в журнал «Металлург»
1. Статья должна содержать:
• индекс универсальной десятичной классификации (УДК);
• ученые степени авторов;
• реферат и ключевые словами предоставляются на русском и английском языках.
2. Статью следует представить в электронном виде в
формате MS \Word (*.doc) размер шрифта – 12 кегель, через
1,5 интервала между строками, поля 1,25 см.
3. При наборе текста использовать стандартные шрифты
– Times New Roman и Symbol. Формульные выражения желательно выполнить в “Редакторе формул” (Equation Editor).
4. Термины и определения, а также единицы физических величин, используемые в статье, должны соответствовать действующим ГОСТам.
5. Иллюстрации должны быть представлены в виде графических файлов форматов *.xls, *.tif, *.bmp, *.jpg, *.gif, *.eps с
разрешением 300 dpi с учетом следующих требований:
• буквенные и цифровые обозначения по начертанию
и размеру должны соответствовать обозначениям в тексте
статьи;
• размер иллюстраций – не более 15х20 см;
• текстовая информация выносится с иллюстраций
в текст статьи или в подрисуночные подписи.
6. На последней странице статьи должны быть подписи
всех авторов.
7. К статье необходимо приложить следующие сведения: служебные и домашние адреса с обязательным указанием почтового индекса и номеров телефонов.
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
35
XII Международный конгресс сталеплавильщиков
Межрегиональная общественная организация «Ассоциация сталеплавильщиков России» при
поддержке ЗАО «Объединенная металлургическая компания» провела 22–26 октября 2012 г. в г. Выксе
Нижегородской обл. XII Международный конгресс сталеплавильщиков. Конгресс был приурочен к
255-летию Выксунского металлургического завода и 20-летию Объединенной металлургической компании
и проходил под девизом: «Сталь: качество диктует технологию».
Город Выкса выбран не случайно. Он является одним из исторических центров металлургической
промышленности России. Завод был основан в 1757 г. братьями Баташовыми. В городе помнят об
основателях завода и их вкладе в развитие промышленности. За последние пять лет ОМК и завод вышли
на новый технический и технологический уровни: введены в строй литейно-прокатный комплекс на базе
высокомощной дуговой сталеплавильной печи (ДСП) и прокатный комплекс стан 5000.
В работе XII конгресса сталеплавильщиков приняли участие более 260 специалистов металлургических
предприятий, инжиниринговых и внедренческих фирм, ученых научно-исследовательских и проектных
организаций, высших учебных заведений, аспирантов и студентов из России, Украины, Германии, Италии
и других стран. Было сделано более 100 докладов, обобщающих технические, технологические и научные
достижения в области металлургии стали.
Конгресс сталеплавильщиков проходил в формате четырех секций: Металлургия стали; Ковшовая
металлургия стали и чугуна; Разливка и кристаллизация стали; Энергоэффективность, ресурсосбережение
и экология сталеплавильного производства.
Схема тонкослябового литейно-прокатного модуля (ЛПК) приведена на рис. 1. Толщина сляба на
выходе из кристаллизатора равна 110/90 мм, ширина 800–1800 мм, скорость разливки до 6 м/мин.
Кристаллизатор имеет воронкообразную форму.
УНРС оборудована системой динамического мягкого обжатия. Порезка заготовки длиной 8–37 м
производится маятниковыми ножницами.
В докладе К.Л.Косырева и А.И.Зайцева «Сталь
для труб и других массовых назначений: требования, состав, структура, качество, технология производства» обстоятельно рассмотрена динамика
роста требований по коррозионной стойкости, механическим и другим свойствам к трубным сталям
ответственного массового нефтепромыслового назначения и автолистовым сталям. Структура трубных сталей изменяется от ферритно-перлитной в
прошлом к ферритно-бейнитной, к бейнитно-ферритной и, наконец, к бейнитно-мартенситной в наСтенд стальковша
Промковш
Кристаллизатор
Участок
интенсивного
Вторичное охлаждение охлаждения
Маятниковые ножницы
Чистовые
Мягкое динамичное
Обрезные
клети
обжатие
ножницы
Окалиноломатель
Челночная
Туннельная печь секция Подогреваемый
рольганг
Черновые клети Окалиноломатель
Ламинарное
охлаждение
Подпольная
моталка
Рис. 1. Литейно-прокатный модуль ОМК
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
П
ленарное заседание проходило в Большом
зале Дворца культуры завода. Участников
конгресса приветствовали председатель правления
МОО «Ассоциация сталеплавильщиков России»
д-р техн. наук, генеральный директор ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина» проф. К.Л.Косырев и директор инженерно-технологического центра ЗАО
ОМК П.П. Степанов. Памяти скончавшегося год
назад министра металлургии СССР С.В.Колпакова
посвятил свое выступление С.З.Афонин.
На пленарных заседаниях в первый и последний дни работы Конгресса были сделаны обобщающие доклады, посвященные качеству стали,
развитию техники, технологии, экологии, ресурсосбережению и экономике металлургии в России
и мире и перспективным направлениям производства.
В докладе П.П.Степанова «Литейно-прокатный комплекс ОМК – новое слово в российской
металлургии» были приведены основные параметры комплекса, который включает ДСП Danarc
вместимостью 160 т с трансформатором мощностью 140 МВА, оборудованную пятью инжекторами
для вдувания кислорода и тремя инжекторами для
вдувания угольного порошка, с расходом электроэнергии 375–410 кВт∙ч/т. Цикл плавки составляет 55
мин. В комплекс входят двухпозиционный агрегат
ковш-печь и двухкамерный вакууматор VD-VOD,
обеспечивающий достижение концентрации водорода 1,5, азота 60, кислорода 15 ppm.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
36
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
стоящее время. Ключевые подходы к достижению
высокого комплекса свойств сталей основаны на
методах управления типом, количеством, размером, морфологией неметаллических включений,
выделением неметаллических избыточных фаз,
структурных составляющих, а также содержанием и
прежде всего формами присутствия примесей; фазовым составом и структурным состоянием стали;
равномерностью распределения химического, фазового состава, структурного состояния и свойств
по объему металла. Большое внимание необходимо
уделять примесям цветных металлов. Так, для стали 10–15ХСНД содержание каждого элемента Zn,
Pb, Sn в отдельности не должно превышать 0,01%, а
их сумма 0,03% – по массе. В современных низкоуглеродистых сталях примеси классифицируются по
группам:
– твердорастворные (присутствующие либо в
твердом растворе, либо по границам зерен в виде
сегрегаций) примеси и их рекомендованные концентрации в %, масс.: Si<0,02; P<0,015; 0,12<Cr +
+ Ni + Cu<0,15;
– примесные элементы, которые образуют в стали избыточные фазы: Ti, Nb, V, Mo, (Cr);
– условно неконтролируемые примеси: Sb, As,
Zn, Pb, Sn.
Формы их присутствия требуют дополнительных исследований, но значительная часть их может
находиться в твердом растворе. Для повышения
коррозионной стойкости трубных и других высококачественных сталей необходимо обеспечить
присутствие в стали выделений избыточных фаз
сравнительно больших размеров, приводящих к
упрочнению стали по механизму измельчения зерна, и исключить возможность выделения более мелкодисперсных (наноразмерных) частиц, вызывающих дисперсионное твердение.
Предложены физико-химические модели для
прогнозирования состава металла и шлака, выделения фаз, определения содержания примесей. Показана экономическая эффективность таких моделей.
Марио Зуккер сделал доклад «Siemens-VAI –
двигатель технологий: тенденции, проекты, разработки». Компания Siemens-VAI Metals Technologies – один из мировых лидеров по разработке
комплексных решений для металлургии – от производства железа прямого восстановления (ЖПВ)
до проката. Компания обеспечивает работоспособность оборудования в течение всего цикла его
функционирования. Предложенные решения по
технологии, модернизации и сервису дополняются
лучшими разработками в области автоматизации и
компетенциями в области охраны окружающей сре-
ды. Примером может служить завод полного цикла
Vöstalpine Stahl в г. Линце (Австрия). Завод расположен в центре города. Непрерывный контроль за
выбросами показал эффективность внедренных
технологий (фактические выбросы / нормы ЕС) по
летучим органическим соединениям (мг/м3) – 9/20;
по диоксинам и фуранам (нг/м3) – 0,03/0,1; по шуму
(дБ) – 55/70; пыли (далее все размерности в мг/м3)
– 7,2/10; SO2 – 1,2/250; Cd – 0,006/0,2; Pb+Cu – 0,6/5;
по бензолу – 0,44/5.
Siemens-VAI предлагает новую разработку –
дуговую печь Quantum с оптимальным энергопотреблением и прямой рекуперацией тепла. Завод
«Хадид» в Саудовской Аравии демонстрирует соединение установки Midrex для производства ЖПВ
с непосредственной загрузкой ЖПВ в дуговую печь.
Горячее ЖПВ транспортируется укрытым ковшовым конвейером в накопительный бункер. Производительность ДСП возросла на 15–20%, а расход
электродов снизился на 0,5–0,6 кг жидкой стали.
Разработан литейно-прокатный агрегат ЕSР для
производства горячекатаной сверхтонкой полосы
в рулонах. Предложена УНРС для разливки слябов
толщиной до 400 мм. Разработан план мини-завода
по технологии WinLink площадью 9700 м2 при стандартной площади 16 800 м2. Приведены примеры заводов, построенных компанией Siemens-VAI.
В докладе Л.М.Аксельрода «Огнеупоры для сталеплавильной отрасли: производство, экономика,
применение, перспективы» отмечены изменения,
произошедшие в последние годы в огнеупорной и
сталеплавильной отраслях. Это консолидация производителей огнеупорных материалов, формирование вертикально-интегрированных фирм, усиление
борьбы за источники сырья, поиск альтернативных
решений, развитие сервисного обслуживания, изменение в ассортименте потребления огнеупорных
материалов (первенство углеродсодержащих огнеупорных изделий, снижение потребления алюмосиликатных изделий, повышение доли неформованных огнеупоров), расширение применения
теплоизоляционных материалов; отмечено, что
интенсифицируются научно-исследовательские работы. Металлургические предприятия освобождаются от собственного огнеупорного производства.
Компании «Магнезит» и ОАО «Уральский институт
металлов» разработали и внедрили на металлургических заводах России, Украины и Казахстана новые
комплексные магнезиальные флюсы с содержанием
MgO от 30–35 до 85–90%, повышающие стойкость
футеровки конвертеров, ДСП и сталеразливочных
ковшей. Стойкость футеровки конвертеров достигает 4200–6000 плавок. Мировые запасы магнезита
НАУК А
составляют 13 млрд т. На долю Китая приходится
26%, КНДР – 23%, России – 21%. В мировой добыче магнезита 49% приходится на Китай и 12% – на
Россию.
В докладе Д.Амелинга (Германия) «Сталь и глобализация: ресурсы, мировая торговля, экология»
дан анализ производства конструкционных материалов. В мире было произведено (1970 г. / 2011 г.),
млн т: стали 595/1518, алюминия 22/58, магния
0,24/0,81, пластмасс 27/265, углеродистых материалов 0/0,4. На рис. 2 приведены данные о производстве стали в мире за весь ХХ в. и начало ХХI в. С
2000 г. наблюдается существенный рост производства, что связано с бурным ростом выплавки стали
в Китае. В 2011 г. в странах было произведено стали, млн т: Китай – 683, страны ЕС – 177, Япония –
108, США – 86, Индия – 72, Россия – 69, Республика Корея – 68, Украина – 35, Бразилия – 35. Фирмы
– крупнейшие производители стали произвели,
млн т: Arcelor Mittal – 91,9, POSCO – 37,3, Nippon
Steel – 34,9, JFE Steel – 29,2, Baosteel – 43,3, ThyssenKrupp – 17,9, Tata Steel – 24,5, USSteel – 22,0, Nucor –
17,7, Evraz – 16,8, Severstal – 15,3. Из произведенных
в 2011 г. 1373 млн т проката потреблено: в Китае –
46%, в странах ЕС – 11%, в том числе в Германии 3%.
Североамериканские страны (НАФТА) потребили
9%, страны СНГ 4%, Средний Восток 4%.
В 2011 г. в мире выплавлено 1518 млн т стали,
из них 69,6% приходится на конвертерную сталь,
29,2% – на электросталь и 1,2% – на мартеновскую
сталь. На производство этой массы стали затрачено
1690 млн т шихтовых материалов, из них на долю
жидкого чугуна доменных печей приходится 64,7%,
жидкого чугуна процессов Corex и Finex – 0,4%.
Выплавка стали в мире, млн т
1600
1400
1200
1000
800
2013: 1674
2012: 1594
2011: 1517
2010: 1417
2007: 1346
2008: 1326
2009: 1231
2013: 750
2012: 720
2011: 695
2010: 626
2009: 576
2008: 501
600
Выплавка стали в мире
КНР
Индия
200
0
1900
10
20
30
37
Доля стального лома составляет 30,6%, а ЖПВ 4,3%.
В 2011 г. в мире добыто 2248 млн т товарной руды, из
них доля Китая составляет (%) 24, Австралии – 22,
Бразилии – 19, Индии – 11, России – 5, США – 2. Самые крупные фирмы – производители руды, %: Vale
– 18, Rio Tinto – 10, BHP Billiton – 7. В 2010 г. экспорт
лома составлял (млн т): из США – 20,6; Германии –
9,7; Великобритании – 7; России – 2,4 (в 2000 г. вывоз
лома из России составил 6,8 млн т). Покупателями
лома были, млн т: Турция – 20,6, Южная Корея – 8,1,
Китай – 5,8, Германия 5,6. В 2011 г. в мире произведено 644 млн т кокса, из них в Китае – 430 и СНГ –
50. Цены на руду и коксующийся уголь подвержены
значительным колебаниям. В 2011 г. в мире выплавлено около 33 млн т коррозионно-стойкой стали,
около 40% приходится на Китай.
Выплавка коррозионно-стойкой стали растет быстрее производства продукции из нее. Ведущие фирмы-производители холоднокатаного листа из коррозионно-стойкой стали, млн т: Inoxum (Германия,
ранее ThyssenKrupp Stainless) 2,49; Posco (Республика Корея) 2,23; Acerinox (Испания) 2,06; Aperam
(Франция) 1,71; Tisco (КНР) 1,51; Yusco (Тайвань) 1,35;
Baosteel (КНР) 1,26; Outokumpu (Финляндия) 0,96.
В 2010 г. масса выбросов углекислого газа в
мире достигла 33 509 млн т, из них, %: Китай – 24,6,
США – 16,4, Индия – 6,2%, Россия – 5,04, Германия
– 2,28. По прогнозу на 2030 г. выбросы составят
40 666 млн т, из них доля Китая – 29,5%.
В среднем в мире выбросы СО2 на 1 т жидкого
чугуна составляют 1752 кг; самый низкий показатель у Республики Корея – 1556 кг, Германии – 1560,
России – 1729, Украины – 1894. Минимальные расчетные показатели выбросов при выплавке жидкого
Среднегодовой рост
за период, %
1950–1960 6,2
1960–1970 5,5
1970–1975 1,6
1975–1980 2,2
1980–1985 0,1
1985–1990 1,4
1990–1992 –0,5
1995–2000 2,4
2000–2007 5,9
400
П Р О И З В ОДС Т В О
40
1950
60
70
80
90
Рис. 2. Производство стали в мире (Dieter Ameling Consulting)
2000
10
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
1800
ТЕХНИКА
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
38
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
чугуна в доменных печах составляют 1519 кг/т при
минимальном расходе углерода 414 кг/т.
ЕС установил целевые нормы выбросов СО2
(кг/т продукта), в пределах которых предприятия
не платят за выбросы: агломерат (норма / средние цифры по ЕС) – 171/251; кокс – 286/441; чугун
– 1328/1630; электросталь углеродистая – 61/100;
электросталь высоколегированная – 98/115. Выбросы СО2 на душу населения (т/чел.) в 2010 г. составили: Саудовская Аравия – 18,2, США – 17,8, Австралия – 16,0, Россия – 11,5, Германия – 9,3, Китай
– 6,2, мир в среднем – 4,9. Выбросы СО2, связанные
с промышленностью, нарастают. Целевые показатели выбросов для сталеплавильного производства
технически недостижимы.
Доклад А.А.Бродова, Л.И.Макаровой, Л.П.Мака­
ро­ва и В.А.Штанского (ЦНИИчермет) содержал
анализ состояния и среднесрочный прогноз производства стали в России. За 9 мес. 2012 г. выплавка
стали в России составила 53,5 млн т. Ожидается,
что производство стали в России в 2012 г. составит около 98–99% от уровня докризисного 2007 г.
– 72,4 млн т. Общая мощность предприятий по
выплавке стали оценивается в размере 86,4 млн т,
а уровень ее использования – 82,5%, в том числе
по производству конвертерной стали – 92,5% и по
электропечной – 69,3%.
Технический уровень сталеплавильного производства крупнейших комбинатов соответствует
мировому уровню. Это является результатом крупномасштабного технического перевооружения. За
последние 10–12 лет российская черная металлургия существенно обновилась. В нее вложено порядка
40 млрд долл. США, или 1,2 трлн руб. Это позволило производить конкурентоспособную продукцию.
Однако более 70% приобретенного оборудования
– импортное. Это ставит нашу металлургию в ряд
догоняющих, поскольку нам поставляют не самое
современное оборудование. По объемам потребления проката черных металлов Россия занимает 7-е
место в числе 10 основных производителей металлопродукции мира, тогда как по производству стали
– 5-е место. При прогнозных расчетах потребности
России в готовом прокате учтен вариант развития
экономики страны на 2015 г. и до 2030 г. Этим прогнозом предусматривается тенденция опережающего роста обрабатывающих производств, в первую
очередь машиностроения, по сравнению с производством топливно-энергетических ресурсов. Прогнозные расчеты на период до 2020 г. показывают,
что мощности по производству стали достигнут
100 млн т, а выплавка стали – порядка 86 млн т, что
соответствует утвержденной Стратегии развития
отрасли. Черная металлургия сохраняет за собой
роль инновационно активной отрасли.
Доклад К.В.Григоровича (ИМЕТ РАН) был посвящен итогам работы 5-го Международного конгресса «Наука и технология в сталеплавильном производстве», прошедшего в Дрездене 1–5 октября
2012 г. В работе конгресса приняли участие 220 специалистов (29 из Германии, 51 из Китая, 32 из Японии, 13 из Республики Корея, 13 из Швеции, 10 из
Украины, 5 из России, 5 из США, 4 из Мексики). На
конгрессе дан анализ развития сталеплавильного
производства в целом и кислородно-конвертерного
производства в частности. Рассмотрены примеры
работы конвертеров с донной продувкой и варианты конвертерных технологий на заводах Китая и
Японии. Рассмотрены примеры ковшовой обработки чугуна и стали для десульфурации, дегазации с
использованием вакууматоров RH.
На заводе POSCO (Р. Корея) непрерывно разливают сталь по технологии POCAST с использованием жидких шлаков. Повышение доли равноосных
кристаллов достигается благодаря электромагнитному перемешиванию металла в кристаллизаторе
в сочетании с контролируемым понижением температуры, а также за счет динамического мягкого
обжатия, снижения содержания S и P в стали, использования динамической термической модели.
Приведены примеры непрерывной разливки стали
на заводе POSCO в слябы толщиной 400 мм и кордовой стали в блюмы сечением 300×400 и 400×500 мм
с контролем неметаллических включений.
На заводе POSCO создана пилотная установка
по производству водорода (100 нм3/ч) для использования в доменном процессе и процессе Finex. В
Японии число исследователей с 1995 г. увеличилась
в целом по промышленности с 550 до 920, в сталеплавильной отрасли – с 260 до 400 на 10 000 служащих. Затраты на одного исследователя с 2007 по
2011 гг. снизились с 35 до 32 тыс. иен/год в сталеплавильной отрасли и в целом по промышленности
с 27 до 25 тыс. иен.
В докладе О.В.Юзова, А.М.Седых и С.З.Афонина
были рассмотрены тенденции изменения производственных и экономических показателей развития
черной металлургии России. За последнее десятилетие средний технический уровень отечественных
металлургических предприятий значительно повысился, однако он по-прежнему ниже, чем в промышленно развитых странах. Поэтому показатели
использования материальных и топливно-энергетических ресурсов и производительность труда в черной металлургии России ниже, чем за рубежом. В
настоящее время мировая и отечественная черная
металлургия находятся в стадии восстановительного роста. В 2012 г. объем производства стали в России составит примерно 98–99% от уровня 2007 г. Видимое потребление проката уже в 2011 г. превысило
докризисный уровень 2007 г. Мировой финансовый
кризис оказал сильное негативное влияние на показатели работы отечественных предприятий черной металлургии. В 2011 г. средняя себестоимость
и средняя цена проката на металлургических предприятиях выросли по сравнению с 2007 г. на 72 и 35%
соответственно. Это привело к значительному снижению рентабельности продукции. За годы кризиса
и посткризисного развития ухудшились также показатели финансового состояния металлургических
предприятий. Для отечественной черной металлургии в условиях вступления России в ВТО и ужесточения конкуренции на внутреннем рынке необходимо
еще более активное осуществление мероприятий по
повышению технического уровня производства и качества производимой продукции.
В докладе Б.А.Сарычева с соавторами отражено совершенствование технологии производства
стали в условиях ОАО ММК. Трубную сталь для
стана 5000 выплавляют в 370-т конвертере, производят раскисление, легирование и обработку
твердой шлакообразующей смесью на выпуске. В
агрегате ковш-печь осуществляют корректировку
состава, микролегирование и нагрев металла. Затем после вакуумной обработки он снова поступает
в ковш-печь, где осуществляют обработку металла
силикокальцием и мягкую продувку. Сталь разливают в слябы с мягким обжатием 0,6+1,2 мм/м. В
трубной стали К65 достигнуто содержание, мас. %:
S 0,002 (имеется технология для получения S<0,001),
Р<0,010, N<0,006, H 2,0 ppm. В слябах отсутствует
осевая рыхлость балла 2 и выше, а осевая химическая неоднородность балла 2 наблюдается только
в 2,4% темплетов. Разработана технология производства IF-стали с содержанием углерода не более
0,003%. В ЭСПЦ комбината установлены две высокомощные дуговые печи, двухванный сталеплавильный агрегат, три ковша-печи, установка усреднительной продувки стали, слябовая и две сортовых
МНЛЗ. Освоено производство сталей марок 35Г1Р
и 40Г1Р для тракторных заводов, арматурных сталей
80ХФЮ и 80Р для железобетонных шпал для высоконагруженных и скоростных дорог ОАО РЖД.
Л.А.Смирнов, Л.К.Косырев и А.В.Кушнарев выступили с докладом «Ванадий: ресурсы, извлечение, легирование стали, свойства и применение
сталей с ванадием». Источниками ванадия являются магнетиты, железистые пески, нефть, нефтяные
сланцы, смола, фосфористые руды, урановые руды,
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
ванадийжелезистые глины, углистый сланец. Промышленно эксплуатируемые месторождения содержат 10,215 млн т ванадия. Из них на долю России
приходится 48,9%, ЮАР – 20,4, Китая – 19,6. Резервная база по V составляет 31,094 млн т. Самые
крупные российские месторождения (категории
А+В+С1+С2): Гусевогорское, Качканарское, Медведевское, Гремяха-Вырмес, Большой Сейим, Кураханское, Пудожгорское и еще пять более мелких. В
2011 г. в мире произведено 81,7 тыс. т ванадия, из
них, %: в Китае 47,8, ЮАР 18,0, в России 15,4, Европе
9,2, Северной Америке 6,2.
Из исходных материалов получают ванадаты,
затем оксиды ванадия V2О5 или V2О3. Последние
используют в основном для производства феррованадия и других продуктов. В 2006 г. в мире потребление ванадия составило 47,2 тыс. т. Ванадий
используют для легирования углеродистых сталей
(44% мирового производства ванадия), высокопрочных легированных сталей (23%), легированных сталей (22%), инструментальных сталей (11%).
Расход ванадия (кг на 1 т стали) в 2006 г. в мире составил: США – 0,087, страны ЕС – 0,055, Россия –
0,030–0,040, мир в среднем – 0,038. В 2012 г. ванадий
использовали для легирования 10% всего объема
выплавленной стали; по прогнозу через 10 лет этот
объем достигнет 25%. За это время расход ванадия
увеличится с 0,05 до 0,065 кг/т. ОАО НТМК производит в год 1150–1250 тыс. т ванадийсодержащих
сталей для фасонного проката и трубной заготовки,
рельсовых, колесных, высокопрочных сталей для
толстого листа и 46 тыс. т сталей, легированных ванадием и азотом.
В докладе В.Н.Ковалева «Металлургический
комплекс «Энерготерм» – плавка в жидкой ваннециклоне» был предложен один из альтернативных
традиционным технологическим вариантам метод
получения железосодержащей товарной продукции
из материалов техногенного и природного происхождения. Комплекс состоит из двух взаимосвязанных частей: печи Ванюкова с барботажным слоем и
металлургического циклона-реактора. В печь Ванюкова поступает кусковая шихта (шлак и уголь), а в
циклон подаются пылевидные компоненты шихты
(пыль, окалина, шлам и т.д.) и отходящие газы из
печи Ванюкова с высоким восстановительным и
энергетическим потенциалами.
В докладе В.М.Паршина и А.П.Фоменко «Будущее металлургического производства – безотходная металлургия» основное внимание обращено на
необходимость разработки эффективной технологии и соответствующего оборудования для решения
вопроса рационального использования металлсо-
39
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
НАУК А
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
40
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
держащих отходов сталеплавильного и прокатного производств. Эта проблема не ограничивается
только возвратом в оборот металла из отходов. Ее
решение кардинально улучшит общие экологические показатели производства и экологическую
обстановку градообразующих металлургических
предприятий и позволит обеспечить дополнительный выпуск товарной продукции, в том числе для
гражданского и дорожного строительства, народного потребления. Использование в сталеплавильном производстве техногенных отходов в режиме
рециклинга вторичных ресурсов – существенный
резерв повышения эффективности металлургического производства. Основой предлагаемой схемы
является региональный мини-завод – «промышленный кластер», выполняющий многие функции,
в том числе переработку твердых бытовых отходов,
производство строительных материалов, снабжение тепловой и электрической энергией жилого
сектора и пр.
В.М.Паршин, Я.Ш.Школьник, О.В.Федотов,
А.В.Ламухин, В.Н.Ковалев выступили с докладом
«Создание и первые результаты промышленных
испытаний агрегата по переработке жидких сталеплавильных шлаков». Агрегат барабанного типа
основан на принципе охлаждения расплава на металлической поверхности с использованием пространства, образованного металлическими шарами
при их нахождении в емкости. Агрегат внедрен в
ЛПК ОАО «ОМК-Сталь». В результате выполнения
этой работы созданы основы технологии безотвальной утилизации жидких сталеплавильных шлаков с
переработкой непосредственно за сталеплавильным агрегатом. Это дает возможность получения
кондиционного товарного продукта для дорожного
строительства и извлечения металлической составляющей. Разработанная технология применима для
переработки всех видов металлургических шлаков,
в том числе с предварительным восстановлением
оксидов железа из шлака перед его переработкой.
В докладе Л.Н.Шевелева «Энергоэффективность черной металлургии России: современное
состояние и перспективы развития на период до
2020 г.» освещены актуальные вопросы снижения
энергоемкости продукции на всех переделах металлургического производства. Единицей энергоемкости является масса СО2/1 т продукции. В результате
реализации инновационных мер в 1990–2010 гг. в
России расход стали на прокат снизился на 18,5%,
а выбросы СО2 в отрасли сократились на 38,0%. Это
самый высокий в мире показатель снижения выбросов СО2 за весь период 1990–2010 гг. Вместе с тем
по энергоемкости стали Россия все еще значитель-
но уступает ЕС и США (т СО2/т стали): Россия = 1,7,
ЕС = 1,4, США = 1,2. Программа «Стратегия развития металлургической промышленности России
на период до 2020 г.» (полный вывод мартеновских
печей, рост доли MHЛ3 до 98,0%, вдувание пылеугольного топлива в доменные печи и др.) предусматривает снижение выбросов СО2 в атмосферу на
62 млн т или на 34,8% по сравнению с 1990 г. При
этом энергоемкость стали в России к 2020 г. достигнет уровня 1,451 т СО2/т, но она будет выше, чем в
ЕС (1,134 т СО2/т) и США (1,06 т СО2/т). Внедрение
прорывных технологий, например «Рециклинг доменного газа», позволит резко снизить расход кокса
на 1 т чугуна и, соответственно, выбросы СО2. В результате внедрения данной технологии на всех доменных печах России к 2020 г. энергоемкость стали
может снизиться до 1,1 т СО2/т.
На конгрессе был заслушан доклад представителя фирмы Metso Lindeman о производимом
ею ломоперабатывающем оборудовании: прессножницах, шреддерных установках, пакетировочных и брикетеровочных прессах. Доклад содержал
сообщение, что в ЛПК ОМК заканчивается монтаж
шреддерной установки.
Секция «Металлургия стали». Всего было
заслушано 29 докладов. В докладе В.А.Бигеева,
А.Н.Федякина «Анализ выплавки стали в современных ДСП с использованием различных видов
металлошихты» была в очередной раз поднята проблема взаимосвязи металлошихты и качества стали. В настоящее время при ограниченных возможностях рафинирования металлического расплава
от ряда примесей цветных металлов роль подбора
металлошихты для обеспечения потребительских
свойств металлопродукции выходит на первый
план. Авторы приводят негативные данные о доле
примесей цветных металлов в ломе, а если учесть,
что доля этой шихты в электросталеплавильном
производстве основная, то электропечной сортамент может сужаться.
На основе конкретных производственных данных в докладе показаны возможности электросталеплавильного процесса при использовании в
металлошихте различных исходных материалов
– горячебрикетированного железа, традиционного
скрапа, чугуна.
Авторы предлагают в каждом конкретном случае использовать аппарат математического моделирования для обоснованного выбора состава металлошихты.
В докладе И.Ю.Зинурова, С.Г.Овчинникова,
А.М.Шумакова и др. «Анализ состояния конструк-
ции, основных параметров и показателей работы
большегрузных ДСП, действующих на металлургических заводах России» дается анализ работы введенных за последние годы печей. Авторы отмечают,
что на начало 2012 г. на металлургических заводах
России действуют 24 большегрузных ДСП из имеющихся 26. На этих печах было выплавлено в 2011 г.
16 млн т стали при их суммарной производственной
мощности 22 млн т. Из общего количества семь печей российского производства, остальные изготовлены зарубежными фирмами. 17 печей оснащены
эркерным выпуском металла и работают с остатком
от предыдущей плавки. Большая часть печей использует технологию с пенистым шлаком. На ряде
печей по проекту ООО НТП «Аконт» была проведена модернизация ДСП, например на печах ОАО
ММК. На трех ДСП используют тепло отходящих
газов (две печи на Череповецком металлургическом
комбинате с шахтным подогревом шихты конструкции Fuchs Systemtechnik и одна – на Ашинском металлургическом заводе конструкции Consteel). В
шихте ДСП на ЧерМК используется до 25% чугуна, при этом расход электроэнергии сокращен до
260 кВт∙ч/т.
На ДСП-120 Consteel при общей длине конвейера 105 м нагрев шихты производится на участке
30 м. Средняя температура шихты на конвейере
150–250 °C. В настоящее время эти значения не достигают проектных показателей: температуры металлошихты, поступающей в ДСП (600 °C).
Авторы приводят анализ работы печей с использованием жидкого чугуна – способов заливки,
доли жидкого чугуна в металлошихте. Рассмотрены
конкретные показатели по ДСП-180 ММК, когда
проблему с заливкой чугуна удалось решить благодаря применению разработок фирмы «Аконт».
Предложения включали изменения в конструкции
желоба и ряд технологических параметров. В докладе приводятся данные по энергетическому режиму
плавки полупродукта в ДСП, анализируются причины увеличения длительности работы под током и
перегрева стеновых панелей.
В докладе В.Г.Евстратова, З.Х.Шакирова,
Д.В.Васильева, М.Т.Гиндуллина «Опыт освоения
дуговой сталеплавильной печи фирмы Danieli на
Ашинском металлургическом заводе» приводятся
результаты, полученные предприятием на этапе освоения этой печи, главные проблемы, которые возникли в процессе освоения производства. Одна из
проблем – «зависание» металлошихты при передаче ее с конвейера в ДСП (нарушение нормального
схода шихты с конвейера). Другая проблема – низкая стойкость водоохлаждаемых поддонов конвей-
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
ера Consteel. Применительно к зимним условиям
эксплуатации ДСП неожиданно обнаружилось значительное попадание воды в печь из конвейера. К
ряду проблем на предприятии не были готовы, их
пришлось решать непосредственно в производственных условиях. Исследования заводских специалистов показали недостаточную эффективность
нагрева металлического лома. На стадии освоения
процесса остаются проблемы с расходом электродов. Как показывает практика, качество металлошихты во многом влияет на показатели электроплавки стали. Синхронизация скорости подачи
лома с его расплавлением, режимом шлакообразования является определяющей в процессе эксплуатации введенного комплекса. При этом плотность
шихты, исходная влажность, интенсивность нагрева на конвейере – основные взаимосвязанные факторы, влияющие на технологический режим плавки.
Неоспоримыми преимуществами процесса авторы
считают снижение уровня шума, газовыделения.
Ряд докладов посвящен вопросам выплавки полупродукта в ДСП под магнезиальными шлаками. В
докладе А.А.Бабенко, С.П.Бурмасова, М.В.Ушакова
и др. «Формирование магнезиальных шлаков по
периодам плавки в ДСП и их роль в эффективности вспенивания шлака» рассматриваются способы формирования магнезиального шлака. В работе
приводится модель, позволяющая расчетным путем
определить концентрацию насыщения шлака оксидом магния. Показано влияние степени насыщения
шлака оксидом магния на его рафинирующие свойства. Наряду с повышением рафинирующих способностей у таких шлаков снижается агрессивное
воздействие на огнеупорную футеровку. Авторами
определены физические свойства магнезиальных
шлаков. При этом шлаки обеспечивают эффективное вспенивание, что, как известно, во многом повышает технологические показатели выплавки полупродукта в ДСП.
В
докладе
М.В.Зуева,
Е.Г.Житлухина,
А.И.Степанова и др. «Освоение технологии выплавки стального полупродукта в ДСП-135 ОАО
СТЗ под магнезиальными шлаками» рассмотрены
конкретные промышленные плавки, проведенные
с различной степенью насыщения оксидом магния.
Для формирования магнезиальных шлаков в области насыщения оксидом магния был разработан и
прошел опытно-промышленное испытание двухстадийный режим присадки высокомагнезиального
материала, содержащего в среднем 80% MgO. Присадка магнезиальных материалов по предложенному режиму позволила сформировать устойчиво
вспененный шлак, который наряду с экранирова-
41
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
НАУК А
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
42
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
нием дуг обеспечил снижение газонасыщенности
металла в ДСП. Стойкость футеровки ДСП доведена до рекордной (для данной ДСП) – свыше 1400
плавок. Расход извести был сокращен в среднем
на 4,8 кг/т, расход электроэнергии – на 7,4 кВт∙ч/т,
улучшены и другие показатели.
В докладе Б.Б.Либанова и М.Б.Оржеха «Практика применения магнезиальных флюсов в электросталеплавильном производстве» была приведена
методика определения оптимального для вспенивания состава шлака, исходя из диаграммы системы
FeO–MgO–SiO2–CaO–Al2O3. Авторы отмечают, что
при определенном соотношении MgO и FeO в шлаке
снижается износ футеровки. Вводимая добавка, содержащая оксид магния, ускоряет растворение извести и в целом формирование шлака. В докладе перечислены предприятия, на которых применяли и
планируют использование магнезиально-известкового флюса марки ФОМИ. Авторы утверждают, что
использование магнезиальных флюсов позволяет
сформировать шлак, защищающий футеровку шлакового пояса ковша от агрессивного воздействия
шлака. Обнадеживающие результаты получены и
при использовании магнезиальных флюсов в промежуточном ковше на УНРС в условиях ООО «Ростовский электрометаллургический завод». Специалисты ООО «Группа «Магнезит» готовы принять
участие в решении вопросов, связанных с использованием магнезиальных флюсов в агрегатах, начиная
с ДСП и до промежуточного ковша УНРС.
Серия докладов была посвящена кислородноконвертерному процессу. В сообщении В.А.Бигеева,
Ю.А.Колесникова «Новые технологические и конструктивные решения в кислородно-конвертерном
процессе» отмечается определяющая роль конвертерного производства в получении высококачественной стали. Доля чугуна в составе металлошихты за последние 10 лет увеличилась на 8–10%.
Одной из причин этого является недостаточное
качество металлического лома. Однако проблема
металлошихты – это только часть задач, требующих
решения. Моделирование процессов плавки, создание тренажеров для обучения персонала, возрождение школы мастеров, обмен передовым опытом
– залог постижения сложной профессии сталевара.
При этом школа мастерства должна базироваться
не просто на элементарном усвоении, а на базе теоретического обоснования, единственного правильного решения. В докладе приводятся данные о конкретных достижениях кислородно-конвертерного
цеха ОАО ММК за 2011 г. при производстве стали
ряда марок, в том числе особонизкоуглеродистой
стали для автолиста.
А.А.Бабенко, Л.А.Смирнов, М.С.Фомичев и др.
в докладе «Повышение стойкости футеровки конвертеров при переделе углеродистого полупродукта
на сталь» очередной раз уделили повышенное внимание одной из главных проблем – типу и качеству
футеровки агрегата. Приведены конкретные данные
по основным факторам, влияющим на стойкость
рабочего слоя футеровки. Наряду с этим дана оценка рафинирующей способности шлака на примере дефосфорации металла. Рассмотрено влияние
пересыщения шлака оксидами магния на полноту
процесса дефосфорации. Исследования химического и фазового составов конечных магнезиальных
шлаков при выплавке стали из углеродистого полупродукта позволили авторам разработать рациональный состав шлаков и технологические приемы,
обеспечивающие создание гарнисажа с высокой огнеупорностью.
В докладе А.П.Возчикова, К.Н.Демидова,
Л.А.Смирнова и др. «Повышение стойкости футеровки конвертера с применением магнезиальноглиноземистого флюса при переделе высокофосфористых чугунов» приводятся данные, полученные на
300-т кислородных конвертерах АО «АрселорМиттал Темиртау». К началу исследований стойкость
футеровки конвертеров составляла 1800–2000 плавок. На опытных плавках с применением магнезиально-глиноземистых флюсов (МГФ) стойкость футеровки на двух кампаниях достигала 3500 плавок.
В рамках секции был заслушан доклад тех же авторов «Разработка борсодержащих высокомагнезиальных флюсов рационального состава для сталеплавильного производства и экспериментальная оценка
их физико-химических и рафинирующих свойств», в
котором предложено использовать флюсы, обеспечивающие глубокое рафинирование металлического
расплава. Борсодержащие флюсы показали высокую
скорость растворения, а, как показывает практика,
раннее шлакообразование обеспечивает ряд преимуществ в процессе сталеварения.
Представители Северского трубного завода
А.А.Клачков, В.О.Красильников, М.В.Зуев и др. в докладе «Передовые технологии эксплуатации футеровки электросталеплавильной печи на примере
ДСП-135 ОАО «Северский трубный завод» сообщили о повышении показателей производства. Применение передовых технологий позволило повысить
стойкость стен ДСП до 1403 плавок, стойкость центральной части свода до 600–800 плавок, эркерного
отверстия – до 200 плавок, рост производственных
показателей: 26 плавок в сутки, 75 000 т стали в месяц.
С.М.Нехамин в выступлении «Модернизация
действующих и создание новых высокоэффектив-
ных дуговых печей для литейных и малотоннажных
металлургических производств» отметил, что простое копирование характеристик большегрузных
печей в малотоннажных может не дать ожидаемого
положительного эффекта. Например, водоохлаждаемые элементы в конструкции ДСП при длительном цикле плавки приводят к значительным тепловым потерям, использование газокислородных
горелок вызывает потери легирующих элементов.
Другие факторы также требуют несколько иного
подхода к модернизации малотоннажных печей.
На примерах, реализованных ООО «НПФ КОМТЕРМ», автор приводит решение, позволяющее
повысить эффективность малотоннажных сталеплавильных агрегатов. Решения касаются двухшлаковой технологии, которая остается определяющей
для литейных цехов машиностроительного производства.
Секция «Разливка и кристаллизация стали». На секции заслушано 29 докладов. Доклад
С.Ю.Бойко «Проект сортовой МНЛЗ для получения качественных заготовок из сталей широкого марочного сортамента», представленный ОАО
«МК-ОРМЕТО-ЮУМЗ», ЗАО «Корад» и ФГУП
«ЦНИИчермет им. И.П.Бардина», заслушан на заключительном пленарном заседании.
В работе секции приняли участие представители 17 организаций: металлургических предприятий,
научно-исследовательских институтов, коммерческих компаний и фирм. Всего на заседании присутствовали более 50 специалистов из России, Украины, Германии, Австрии и Италии.
Все доклады были сгруппированы по четырем
подсекциям, охватывающим все аспекты рассматриваемого раздела металлургической технологии.
В разделе «Экспериментально-технологиче­
ские вопросы технологии разливки стали» был
сделан ряд докладов, имеющих большой теоретический и практический интерес, позволяющих расширить представление об особенностях процесса
затвердевания литой заготовки в условиях непрерывной разливки. В их числе сообщение, сделанное В.Н.Селивановым (ФГБОУ ВПО «МГТУ им
Г.И.Носова») «Продольная деформация затвердевающих непрерывнолитых слябов при вытягивании из кристаллизатора», доклады П.Ю.Жихарева
и М.А.Голенкова (ФГУП «ЦНИИчермет им.
И.П.Бардина»), где отражены результаты исследования в промышленных условиях влияния волнового воздействия в широком диапазоне частот,
включая УЗ-колебания на условия формирования
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
литой заготовки, а также непосредственно на процессы кристаллизации. В докладе Г.Н.Еланского
приведены результаты анализа процесса кристаллизации расплавов железо–кислород в реальных
условиях.
Особый интерес вызвало сообщение А.Д.Черто­
ва (ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Барди­
на»)
«Управление качеством непрерывнолитой заготовки», в котором впервые было предложено применить современные достижения интеллектуальных
технологий в качестве универсального средства решения задач оптимизации металлургического производства, включая управление технологическим
процессом непрерывной разливки для достижения
уровня качества «бездефектная заготовка».
В разделе «Промышленная технология непре­
рывной разливки стали» из ряда докладов фирмы Siemens IMT особое внимание привлек доклад
«Новая технология бесконечной разливки в полосу
Arvedi ESP – три года успешной работы» (докладчик
Оливер Шульц). В презентации отражены результаты реализации идеи бесконечной разливки. Как известно, такой комплекс превосходит классическую
схему литейно-прокатного агрегата с порезкой заготовок, поступающих в нагревательную печь, однако в докладе не были представлены средства преодоления необходимости точной синхронизации
работы МНЛЗ и стана при схеме «бесконечной разливки».
В докладе А.Г.Шалимова (ФГУП «ЦНИИчермет
им. И.П.Бардина») «Производство тонкой горячекатаной полосы на двухвалковых литейно-прокатных агрегатах» был произведен технический
анализ этой технологии на примерах пяти таких
производств, действующих в настоящее время в
мире. Были показаны ее возможности в части сортамента листа, а также возможные схемы применения, в том числе в условиях действующих металлургических производств. Следует отметить, что
прогресс освоения такой технологии, особенно в
США (в части расширения марочного сортамента),
очевиден.
О совершенствовании процесса мягкого обжатия слябовых литых заготовок путем выявления дополнительных факторов влияния на его эффективность было сообщено в выступлении Л.В.Буланова с
соавторами (ОАО «Уралмашзавод»).
Большое число докладов было посвящено изучению поведения шлакообразующих смесей в
кристаллизаторе МНЛЗ. В частности, в докладе
В.Н.Шабловского с соавторами (ЧАО «НПП “Техмет”») на основании анализа и большого практического опыта применения смесей при разливке
43
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
НАУК А
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
44
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
сортовых заготовок, особенно малых сечений, предложена авторская схема подбора их составов.
В докладе С.В.Горосткина с соавторами (S&B
Industrial minerals; VGH-AG) подробно охарактеризован способ автоматической подачи смеси в кристаллизатор.
В работе Д.С.Тарвида, С.Н.Павленко (ОАО ВМЗ,
ИТЦ) «Исследование влияния технологических
параметров производства на образование поверхностных дефектов непрерывнолитой заготовки и
рулонного проката с целью формирования продукции повышенного металлургического качества в условиях ОАО «ОМК-Сталь» (филиал г. Выкса)» рассмотрены базовые параметры технологии по всему
циклу производства, сделаны аргументированные
выводы и показаны возможности и резервы совершенствования технологии.
В разделе «Оборудование для непрерывной раз­
ливки стали» основные сообщения отражали вопросы повышения стойкости кристаллизаторов
различных типов. Так, привлек внимание доклад
А.А.Вопнерука (ЗАО НПП «Машпром») «Кристаллизаторы МНЛЗ с высоким ресурсом эксплуатации.
Опыт внедрения на НТМК». По заявлению докладчика, предлагаемый метод нанесения покрытий позволяет достигать стойкости, значительно превышающей стойкость кристаллизатора по сравнению
с повсеместно практикуемым гальваническим методом.
В заключение работы секции было рекомендовано отметить в качестве лучших доклады
А.Д.Чертова – по новым подходам к управлению качеством заготовки на базе интеллектуальной оптимизации технологического процесса непрерывной
разливки (ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина»)
и Д.С.Тарвида, С.Н.Павленко (ОАО ВМЗ, ИТЦ) –
как образец комплексного решения практических
задач.
В качестве первоочередной задачи в области
технологии непрерывной разливки стали и получения существенной экономии энергоресурсов в
промышленных условиях участниками особо было
обращено внимание на необходимость достижения гарантированного качества литых заготовок,
соответствующего требованиям максимального обеспечения «горячего посада». Решение этой
первоочередной задачи связано со строжайшим
соблюдением технологического регламента при
автоматизации систем контроля и мониторинга,
используя современные интеллектуальные технологии в режимах самообучения и адаптации алгоритмов управления с максимальным исключением
человеческого фактора.
Cекция «Энергоэффективность, ресурсосбережение и экологии сталеплавильного производства».
В работе секции приняли участие представители
35 организаций от металлургических предприятий,
научно-исследовательских институтов, коммерческих организаций и фирм. Всего присутствовало на
заседании от 35 до 50 человек из России, Украины,
Германии, Австрии. На секции заслушаны 29 докладов.
Доклады были посвящены как общим вопросам,
инвестициям, направленным на обеспечение экологичности электросталеплавильного производства,
так и энергосбережению и использованию тепла
отходящих газов (Носка Людвиг – Siemens 1MT) и
другие.
Из принципиальных вопросов развития металлургических процессов нового поколения следует отметить доклад Г.А.Дорофеева с соавторами
(ООО НПМП «Интернет-сервис», ОАО «Тулачермет», ФГБОУ ВПО «Тульский государственный
университет») «Энергометаллургический процесс
нового поколения». Авторами показано, что наибольшие затраты энергии и сырья, загрязнение
окружающей среды приходится на производство
чугуна с обеспечивающими его производство
агломерата и кокса. В связи с этим приоритетной
задачей черной металлургии является создание
принципиально новой экологически чистой энерго- и ресурсосберегающей технологии, способной
произвести подлинную революцию в производстве
металлов. Этому направлению посвящены также
доклады «Современные ресурсосберегающие технологии фирмы TECHCOM GmbH в производстве
стали» (авторы Э.Шумахер, М.Семеняк, В.Эндерс,
TECHCOM GmbH, Германия); «Создание энергоэффективной ресурсосберегающей технологии
получения металлошихты для сталеплавильного
производства из железосодержащих материалов
техногенного и природного характера с попутным
извлечением цинка» В.В.Журавлева, В.А.Кобелева,
В.Е.Черных, Н.В.Гусевой (ФГУП «ЦНИИчермет им.
И.П.Бардина», ОАО «Уральский институт металлов, г. Екатеринбург; ООО «ММТ-инжиниринг»,
г. Иркутск).
Особый интерес вызвал доклад В.П.Цымбала с
соавторами (СибГИУ) «Мини-металлургия полного
цикла на основе процесса СЭР для развития машиностроения и восточных районов страны», отражающий процессы СЭР, которые позволяют получать
прямым восстановлением из пылевидных материалов и отходов не только чугун, но и сталь. Кстати,
этот доклад признан лучшим на секции.
НАУК А
Большое внимание в работе секции уделено
проблеме переработки цинксодержащих пылей
электросталеплавильных печей – доклады: «Технология переработки цинксодержащей пыли электросталеплавильных печей» (автор В.Н.Ковалев, генеральный директор НПП «Энерготерм-система»),
сотрудников ОАО ВМЗ, ИМЕТ РАН и др.
Мировые тенденции развития металлургии таковы, что объемы выплавки электростали постоянно возрастают, соответственно растут объёмы
образования цинксодержащей пыли. При этом
содержание цинка в ней также постоянно растет.
Все это требует решения проблемы вовлечения в
рециклинг цинксодержащих металлургических отходов.
Проблеме создания оборудования для переработки жидких сталеплавильных шлаков были
посвящены два доклада: «Технология и оборудование для переработки и стабилизации жидких
сталеплавильных шлаков в кондиционный наполнитель для дорожного строительства TRSS» (ав-
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
45
торы А.Г.Шакуров, Я.Ш.Школьник, В.М.Паршин,
Г.А.Дорофеев, А.С.Костин, Д.В.Моров, Е.Л.Васильев,
И.В.Подкопаев) и «Технология переработки шлаковых расплавов в установках барабанного типа» (авторы Ю.В.Сорокин, Б.Л.Демин, Л.А.Смирнов, ОАО
«Уральский институт металлов»). Оба доклада посвящены созданию оборудования, в основе которого лежит дробление и охлаждение шлакового расплава в межшаровом пространстве, что исключает
длительное вылёживание шлаков в отвалах, использование дробильно-сортировочных комплексов, а
также значительное сокращение технологических
процессов и улучшает экологию.
Следует отметить, что вопросы энергоэффективности, ресурсосбережения и экологии сталеплавильного производства впервые выделены в отдельную секцию. Судя по количеству докладов, их
актуальности и большому интересу, проявленному
участниками, можно надеяться, что эта проблема
постоянно будет в сфере интересов металлургов и
последующих конгрессов.
Д-р техн. наук, проф. Г.Н.Еланский
Заместитель председателя Правления
Ассоциации сталеплавильщиков России,
д-р техн. наук, проф. А.Е.Сёмин
НИТУ «МИСиС»,
д-р техн. наук И.Н.Шифрин
ОАО «АХК ВНИИМЕТМАШ»,
д-р техн. наук В.М.Паршин,
д-р техн. наук Я.Ш.Школьнгик
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина»
канд. техн. наук Г.А.Зинягин
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Принимающая сторона – ЗАО «Объединенная металлургическая компания» и Вык­
сунский металлургический завод создали прекрасные условия для проведения XII Международного конгресса сталеплавильщиков. В распоряжении конгресса был великолепный
Дворец культуры завода, в главном зале которого проходили пленарные и секционные заседания. Все помещения для удобной и четкой работы секций были оборудованы современной оргтехникой.
Для участников конгресса была предоставлена возможность посещения литейно-прокатного комплекса и стана 5000. Председатель правления Ассоциации сталеплавильщиков
России д-р техн. наук, проф. К.Л.Косырев от имени всех участников поблагодарил руководство ЗАО «Объединенная металлургическая компания» и Выксунского металлургического
завода за реализованную возможность проведения конгресса на их площадке и высокий
уровень организации форума. Следующий конгресс сталеплавильщиков запланирован на
октябрь 2014 г. в Таганроге.
46
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
УДК 669.184.001.57
ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ УРОВНЯ ВСПЕНИВАНИЯ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ШЛАКА
В КИСЛОРОДНОМ КОНВЕРТЕРЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТЕОРИИ ПРОТЕКАНИЯ
И ФРАКТАЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИИ
© Кожухов Алексей Александрович, канд. техн. наук
Старооскольский технологический институт (филиал) НИТУ «МИСиС». Россия. г. Старый Оскол. E-mail: [email protected]
Статья поступила 05.04.2012 г.
В статье рассмотрены вопросы вспенивания сталеплавильного шлака на примере кислородного конвертерного процесса. На основе
теории протекания и фрактальной геометрии описан процесс перераспределения жидкости в объеме вспененного сталеплавильного
шлака, получено выражение, с помощью которого возможна оценка характера изменения высоты вспененного сталеплавильного
шлака по ходу продувки конвертерной ванны.
Ключевые слова: кислородный конвертер; вспененный шлак; фрактал; теория протекания.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
С
пособность шлаков вспениваться изу­
чается достаточно давно, исследовани­
ем этого процесса занимались В.И.Явойский,
В.А.Кудрин, В.Б.Охотский, В.И.Баптизманский,
А.Г.Чернятевич, Е.В.Протопопов, Ю.М.Нечкин,
С.И.Попель, К.Спейт, К.Купер и др. Однако акту­
альность и важность данной проблемы, а также
сложность процесса заставляют вновь возвра­
щаться к ее изучению [1, 2].
Вспенивание сталеплавильного шлака – это
сложный гидродинамический процесс, который
играет значительную роль во многих вариантах
и этапах сталеплавильного производства. Анализ
научно-технической литературы [1–3] показы­
вает, что вспенивание шлаков при производстве
стали может использоваться для интенсификации
процессов рафинирования, но может привести и
к их осложнениям [1]. С одной стороны, вспени­
вание шлака затрудняет теплопередачу к жидкой
ванне и перелив шлакометаллической эмульсии
через пороги мартеновских печей, создает опас­
ность выбросов металла в кислородных конвер­
терах [1, 3]. С другой стороны, вспенивание шлака
позволяет снизить вынос технологической пыли
из сталеплавильных агрегатов, тем самым сокра­
тить расходы на газоочистку. В дуговых стале­
плавильных печах (ДСП) вспенивание шлака яв­
ляется важнейшим технологическим фактором,
который позволяет повысить скорость выплавки
стали [2] благодаря более стабильному горению
электрических дуг, увеличению доли передавае­
мой ванне тепловой энергии от дуг, повышению
эффективности передачи теплоты от факелов
топливно-кислородных горелок, увеличению сте­
пени дожигания монооксида углерода в объеме
вспененного шлака.
Процесс вспенивания жидкого сталеплавиль­
ного шлака происходит в результате дисперги­
рования в его объеме монооксида углерода, вы­
деляющегося из жидкой стали. Другими словами,
вспенивание является результатом двух одно­
временно протекающих гидродинамических про­
цессов: поступления в объем жидкости все новых
пузырьков газа извне или в результате реакций в
самой жидкости и выделения газовых пузырьков
из ее объема. Если первый процесс по интенсив­
ности превосходит второй, то вспенивание усили­
вается, и уровень вспененного шлака повышается.
Вспененный шлак имеет чрезвычайно разви­
тую межфазную поверхность и, следовательно,
избыток свободной энергии, поэтому он термо­
динамически неустойчив и начинает разрушаться
в момент получения. При этом протекают следу­
ющие процессы [4, 5]:
1) перетекание жидкости из пленок в кана­
лы под действием капиллярного разрежения,
процесс протекает очень быстро – в течение не­
скольких секунд. Это время гораздо меньше ха­
рактерного времени разрушения газожидкост­
ных систем. Поэтому перетекание вряд ли играет
заметную роль в существовании вспененного ста­
леплавильного шлака;
2) уменьшение общего объема вспененного
шлака. Этот процесс начинает проявляться, когда
основные процессы в пене уже практически за­
кончились;
НАУК А
П Р О И З В ОДС Т В О
47
n=0
n=1
n=2
n=3
n=4
Рис. 1. Регулярное дерево Кейли
уровне для части узлов ветвистость будет про­
падать. Обратный случай D>d имеет место, если
связаны не только ближайшие иерархические
уровни, но и отдаленные. Однако использование
фрактальных деревьев сложной формы для моде­
лирования вспененного сталеплавильного шлака
представляет определенные трудности, поэто­
му при разработке этой математической модели
принято более простое регулярное иерархиче­
ское дерево Кейли (рис. 1), ветвистость которого
во всех узлах одинакова.
Примем простое фрактальное дерево Кейли
(см. рис. 1) соответствующим системе развет­
вленных каналов. Разрушение этого дерева про­
исходит из-за корреляции размеров разрушенной
области и размеров прилегающей области, не за­
тронутой разрушением, но находящейся под дей­
ствием нагрузки [7, 8]. Из каждой вершины (узла
полиэндрической структуры) фрактального дере­
ва выходят два ребра (стык пленок), образующие
между собой угол θ. На n-м уровне существует 2n
ребер, соединяющих каждую вершину (n–1)-го
порядка с двумя вершинами n-го порядка. Высота
n-го уровня равна ΔHn = ΔH1/2n–1, а высоту всего
дерева можно определить по выражению
.(1)
Итак, вспененный шлак, начиная с момента
его получения, моделируется простым фракталь­
ным деревом, ребра которого представляют со­
бой каналы. Разрушение нагруженного фракталь­
ного дерева связывается с процессами вытекания
из него жидкости.
В работах [9–11] отмечено влияние высоты
газожидкостной пены на скорость разрушения
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
3) процессы, протекающие во вспененном
шлаке в течение всего времени его существова­
ния, – это укрупнение газовых пузырьков и сокра­
щение межфазной поверхности. При укрупнении
пузырьков изменяется структура шлака: размер
и форма газовых пузырьков, их распределение
по размерам. Этот процесс и является причиной
разрушения вспененного шлака;
4) процесс, который начинается в момент
получения или образования вспененного стале­
плавильного шлака и заканчивается лишь с раз­
рушением последнего пузырька, – это стекание
жидкости из верхних слоев в нижние под дей­
ствием силы тяжести при неизменной дисперс­
ности.
Известно, что реальные газожидкостные
пены, в которых присутствуют пузырьки одно­
го и того же размера (монодисперсные пены), на
практике встречаются редко. Как правило, газо­
жидкостные пены полидисперсны, т.е. состоят
из пузырьков разных размеров, распределение
которых не подчиняется какой-либо определен­
ной закономерности. Поэтому в данной работе
рассматривается модель пенной структуры, кото­
рая описывает устойчивость вспененного шлака
с точки зрения фрактальной геометрии и теории
протекания. За основу была взята полиэндири­
ческая модель газожидкостной системы [4], со­
гласно которой процесс разрушения связывается
только с вытеканием жидкости из каналов под
действием силы тяжести. Этот процесс является
основным при разрушении газожидкостных пен.
Дисперсная среда в этом случае имеет три четко
разделяющихся элемента: пленки на стыке двух
ячеек, каналы на стыке трех пленок, углы на сты­
ке четырех каналов. Если пренебречь объемом
жидкости в узлах и ее течением по пленкам [4],
предложенная модель представляет собой систе­
му взаимосвязанных беспорядочно ориентиро­
ванных каналов. Чтобы учесть неоднородность
структуры вспененного шлака при моделирова­
нии его внутреннего строения, воспользуемся
принципами фрактальной геометрии, которые
позволяют описать самую разнообразную струк­
туру: от монодисперсной до полидисперсной.
Фрактальное дерево может иметь различные
формы [6]: быть регулярным и нерегулярным,
одно- и двумерным, с одинаковой и разной высо­
той уровней, с постоянным и разным углом рас­
хождения ветвей. Фрактальная размерность (D)
таких деревьев может иметь как дробное, так и
целочисленное значение, причем D будет меньше
топологической размерности d, если на каждом
ТЕХНИКА
48
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
синерезиса. Так, в работе [9], в которой изучалась
устойчивость газожидкостных пен, было показа­
но, что процесс вытекания жидкости начинается
тем раньше, чем больше высота столба пены, а
при некоторой высоте вытекание жидкости во­
обще прекращается. В связи с этим рассмотрим
столб вспененного сталеплавильного шлака та­
кой малой высоты, что из него не будет происхо­
дить вытекание жидкости. Фрактальное дерево,
которое моделирует данный пенный объем, бу­
дем считать ненагруженным. Увеличение высоты
столба вспененного шлака за счет поступления в
объем шлака все новых пузырьков извне или в ре­
зультате реакции в самом вспененном шлаке при­
водит к появлению дополнительной нагрузки на
ребра фрактального дерева.
При этом дополнительное давление на каж­
дое ребро n-го уровня составляет
Pn = Pcos(θ/2)/2n, (2)
где P – нагрузка (давление, оказываемое добав­
ленной массой жидкости), приложенная к урав­
нению n = 0.
В состоянии равновесия для жидкости внутри
каналов n-го уровня будет выполняться равен­
ство [12]
, (3)
где P0n – давление в пенных каналах, убывающее
с высотой.
Если такое состояние нарушается, то
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
. (4)
Это в свою очередь приводит к движению
жидкости в каналах, что в нашей модели соответ­
ствует разрушению ребра фрактального дерева.
Флуктуация размеров, форм и других вну­
тренних параметров ребер реальной структуры
приводит к статистическому распределению зна­
чений разрушающегося давления, при котором
происходит протекание жидкости по ребрам n-го
уровня.
Вероятность разрушения ρn, т.е. вероятность
того, что давление Pn превосходит некоторое дав­
ление Pc, при котором в канале (ребре дерева) на­
рушается гидростатическое равновесие, опреде­
ляется выражением [7]
,
(5)
где m – порядок распределения.
Разрушение вспененного шлака в предлага­
емой модели развивается по масштабно-инва­
риантному механизму переноса нагрузки: если в
одном из ребер n-го уровня нарушается гидро­
статическое равновесие, то во втором ребре так­
же может нарушиться гидростатическое равно­
весие от дополнительной нагрузки с условной
вероятностью ρn12, которая вычисляется [7, 8] для
распределения Вейбулла (5) как
. (6)
Стекающая жидкость создает дополнитель­
ное давление на ребра (n–1)-го уровня и приво­
дит к нарушению гидростатического равновесия
в ребре этого уровня. Вероятность разрушения
ребра на (n–1)-м уровне определяется выражени­
ем [7]
.
(7)
Первое слагаемое выражения (7) описывает
прямой процесс, вызванный разрушением двух
ребер n-го уровня, образующих пару, а второе
слагаемое описывает индуцированное разруше­
ние и появляется только в том случае, если разру­
шается непосредственно одно из двух ребер n-го
уровня, образующих пару.
Если подставить формулу (6) в выражение (7),
получится рекуррентное соотношение, описыва­
ющее нарушение гидростатического равновесия
от верхнего к нижнему уровню и применимое ко
всем уровням структуры вспененного сталепла­
вильного шлака [7]
.
(8)
Критическое значение вероятности для дере­
ва данного вида
(9)
соответствует критическому давлению
,
(10)
при котором развивается процесс разрушения.
Для значений m = 2 формула (10) приобретает вид
.(11)
Катастрофическое разрушение шлакометал­
лической пенной структуры при Pс обусловлено
резким ростом той части фрактального дерева,
где произошло нарушение гидростатического
равновесия и началось вытекание жидкости.
Таким образом, иерархическая модель, при­
водящая к рекуррентному соотношению (8),
описывает разрушение пенной структуры через
расходимость характеристической длины рас­
пространения. Основным механизмом такого
НАУК А
П Р О И З В ОДС Т В О
49
зырей из объема пены. Для этого случая в работе
[9] приводится формула для расчета критической
высоты пенного столба
, (12)
где K0 – среднее значение кратности по всей высо­
те пенного столба; Kmin – минимальная кратность
в нижнем слое пены (z = 0); r0 – средний радиус пу­
зырьков, образующих пену; ρж – плотность вспе­
ниваемой жидкости; σж – коэффициент поверх­
ностного натяжения вспениваемой жидкости.
Смысл этого неравенства заключается в том,
что для столба пены существует некоторая высота
ΔH0 такая, что при условии ΔН ≤ ΔH0 скорость по­
ступления газа извне превышает скорость выделе­
ния газовых пузырей из объема газожидкостной
пены, т.е. вытекание жидкости из столба пены бу­
дет происходить как угодно долго, что приводит к
росту высоты столба газожидкостной пены. Одна­
ко при ΔН > ΔH0 скорость поступления газа извне
уравновешивается скоростью выделения газовых
пузырей из объема пены, что говорит о стабилиза­
ции высоты столба газожидкостной пены.
Определим высоту ΔH0 нагруженного фрак­
тального дерева, начиная с которой скорость
поступления газа извне равна скорости его вы­
деления. Пусть на уровне n установилось гидро­
статическое равновесие. В проекции на ось Z (ось
Z направлена вверх) получается
–∂P0n/∂z – ρg = 0 или ∂P0n/∂z + ρg = 0.
(13, 14)
В этом случае давление в пенных каналах P0n
определяется по формуле
P0n = Pb – Pk, (15)
где Pb – давление газа в смежном пузырьке; Pk –
капиллярное давление, создаваемое поверхно­
стью канала, можно определить по следующей
формуле:
Pk = σ/r, (16)
где r – радиус цилиндрической кривизны.
Подставив выражение (16) в формулу (15), по­
лучим
P0n = Pb – (σ/r). (17)
Радиус кривизны r связан с площадью по­
перечного сечения канала S геометрической
зависимостью [5]
,(18)
при этом
,
(19)
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
катастрофического поведения является индуци­
рованное разрушение, обусловленное дополни­
тельным давлением, возникающим при течении
жидкости в ребрах дерева.
Разрушение (синерезис) вспененного шлака
(пены) является следствием вытекания жидкости
из каналов и пленок, заключенных между газо­
выми пузырями. Экспериментально установлено
[9–11], что высота столба образующейся газо­
жидкостной пены оказывает значительное влия­
ние на процессы вытекания из нее жидкости. Из
результатов экспериментов различных исследо­
вателей, занимающихся изучением вспенивания
различных жидкостей, и представленных в рабо­
тах [9–11], следует, что при определенной высоте
пенного столба ΔH время вытекания очень слабо
зависит от ΔH. Но когда высота становится мень­
ше некоторой ΔH0, время накопления начинает
быстро расти, а при ΔНп = ΔHс вытекание жидко­
сти прекращается совсем. Наличие характерных
высот пенного столба ΔH0 и ΔHс указывает на то,
что разрушение фрактального дерева происходит
по типу протекания, т.е. определяется процесса­
ми вытекания жидкости.
Используя результаты, полученные при мо­
делировании образования пенного столба нагру­
женным фрактальным деревом, можно сделать
вывод о том, что существует некоторая высота
пенного столба ΔHс, начиная с которой (ΔН < ΔHс)
вытекание жидкости отсутствует, так как почти
во всех ребрах фрактального дерева на всех уров­
нях дополнительное давление Pn (следовательно,
и вероятность разрушения ρn) меньше критиче­
ских. Другим словами, во всех ребрах установле­
но гидростатическое равновесие. С ростом высо­
ты столба пены при ΔHc < ΔH < ΔH0 увеличивается
содержание в нем газа и, конечно, возрастает до­
полнительная нагрузка на ребра фрактального
дерева, что приводит к нарушению гидростатиче­
ского равновесия в некоторой малой части ребер,
т.е. происходит вытекание жидкости. Однако на
этом этапе давления столба жидкости не хватает
для того, чтобы Pn превысило критическое дав­
ление в большей части ребер. Начиная с высоты
пенного столба ΔH0, дополнительной нагрузки,
вызываемой высотой пены, оказывается доста­
точно для превышения критических значений
давлений в ребрах фрактального дерева, т.е. при
ΔНп > ΔH0п процессы вытекания больше не зави­
сят от высоты пенного столба – достигается пре­
дельная высота вспенивания. Другими словами,
устанавливается равенство скоростей вытекания
жидкости из слоя пены и выделения газовых пу­
ТЕХНИКА
50
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
где r0 – радиус пузырьков; k1 – коэффициент про­
порциональности, характеризующий структу­
ру вспененного шлака; γ – объемная плотность
вспененного шлака.
Подставив (19) в (18) и далее в (17), получим
следующее выражение для давления в пенном ка­
нале:
. (20)
Если дисперсность во всем объеме шлакоме­
таллической пены неизменна, то радиус пузырь­
ков r0 и давление газа в них постоянны и от ко­
ординаты z не зависят. Тогда, используя формулы
(14) и (20), можно получить дифференциальное
уравнение
,
(21)
решением которого является зависимость объ­
емной плотности вспененного сталеплавильного
шлака от высоты n-го уровня
,
(22)
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
где γ– – средняя объемная плотность пены.
Подстановка выражения (22) в (20) дает воз­
можность получить формулы для расчета давле­
ния в пенном канале на уровне n и высоту n-го
уровня
,
(23)
.
(24)
Предположим, что Pn стало равным критиче­
скому, т.е. Pc = Pcos(θ/2)/2n. (25)
Это критическое давление соответствует кри­
тической вероятности ρn (см. формулу (9)). Если
Pn > Pc в большей части ребер, то происходит
переход от режима, при котором области нару­
шения гидростатического равновесия в ребрах
фрактального дерева остаются ограниченными,
к режиму, при котором нарушения гидростатиче­
ского равновесия происходят в значительной ча­
сти ребер, что и приводит к ее разрушению.
Приравнивая выражения (11) и (25), получим
формулу для определения давления Р0n
, (26)
где P = 2(σ/r0).
Учитывая выражения (24) и (26) и тот факт,
что давление газа в пузырьках Pb = 2(σ/r0), мож­
но получить формулу для расчета высоты n-го
уровня, в котором нарушается гидростатическое
равновесие
. (27)
Используя формулу (27), можно определить
высоту пенного столба ΔH0, начиная с которой
время вытекания жидкости из пенного столба
не зависит от ΔН, т.е. устанавливается равенство
скоростей поступления газа в объем газожид­
костной пены и его выделения из нее.
Для проверки выражения (27) на адекват­
ность и его применимости в условиях кислород­
но-конвертерной плавки для оценки изменения
уровня вспенивания сталеплавильного шлака по
ходу кислородной продувки необходимо знать ве­
личину средней объемной плотности образующе­
гося вспененного сталеплавильного шлака.
Объемная плотность вспененного сталеплавиль­
ного шлака характеризует долю жидкости в пене
γ = 1/K, (28)
где K – кратность вспененного шлака.
Величина кратности определяется как от­
ношение вспененного объема шлака Vп к объему
содержащейся в нем жидкости Vж, другими сло­
вами, кратность характеризует степень «вспенен­
ности» шлака
K = Vп/Vж = (Vж + Vг)/Vж = 1 + (Vг/Vж), (29)
где Vг – объем газа в объеме вспененного шлака.
При описании процесса вспенивания стале­
плавильного шлака используется также соотно­
шение между объемом газа и жидкости – газо­
содержание. Под данной величиной понимается
объемная доля газа в объеме вспененного шлака
ϕ = Vг/Vп = Vг/(Vж + Vг). (30)
Из сравнения выражений (29) и (30) видно,
что кратность связана с газосодержанием следу­
ющей зависимостью:
K = 1/(1 – ϕ). (31)
Тогда объемная плотность вспененного ста­
леплавильного шлака может быть определена по
следующей формуле:
γ = 1 – ϕ. (32)
Газосодержание вспененного шлака в услови­
ях кислородно-конвертерного процесса можно
определить по одному из выражений [3]
,
(33)
– приведенный расход газа, м3/(м2·с); Н0 –
где
глубина спокойной ванны, м; Fг – критерий Фруда.
5
–1
–2
–3
4
4
2
0
0,4
0,8
1,2
1,6
Критерий Фруда,
3
2,0
2,4
Fr
Рис. 2. Зависимость изменения уровня ванны
ΔН/Н0 = (Н0 + ΔH)/Н0 от параметров продувки
(критерия Фруда Fr =
): 1 – 50-т конвертер [3];
2 – 130-т конвертер [3]; 3 – холодные модели, полученные на
лабораторном конвертере с разными жидкостями [3];
4 – результаты расчета по формуле (35)
Приведенный расход можно определить по
данным М.Я.Меджибожского в соответствии с
уравнением
, (34)
где Gст – масса стали в конвертере, т; Тг – сред­
няя температура газов в полости конвертера, °С;
– скорость окисления углеро­
да, % С/с; D – диаметр ванны, м; [C]ст – содержа­
ние углерода в стали, %.
Тогда выражение (27) приобретает следую­
щий вид:
. (35)
Результаты расчета по выражению (35) при
r0 = 0,007 [1], σ = 0,6 Н/м [1], ρ = 3500 кг/м3, q = 120°
[1], k1 = 780 представлены на рис. 2. Сравнитель­
ный анализ данных (см. рис. 2) свидетельствует
о хорошей сходимости (менее 10%) результатов
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
51
расчета по выражению (35) и практических дан­
ных о работе современных кислородных конвер­
теров [3]. Следовательно, уравнение (35) адек­
ватно и применимо в практических условиях
продувки конвертерной ванны.
Выводы. На основе теории протекания и фрак­
тальной геометрии описан процесс перераспределе­
ния жидкости в объеме вспененного сталеплавиль­
ного шлака, что позволило получить выражение,
с помощью которого возможна оценка характера
изменения высоты вспененного сталеплавильного
шлака по ходу продувки конвертерной ванны.
Библиографический список
1. Охотский В.Б. Физико-химическая механика стале­
плавильных процессов. М. : Металлургия, 1993. 150 с.
2. Лопухов Г.А. Применение кислорода в дуговых стале­
плавильных печах // Электрометаллургия. 2005. № 3. С. 2–26.
3. Меркер Э.Э. Проблемы дожигания оксида углерода и
утилизации пыли в конвертере. М. : Металлургия, 1996. 191 с.
4. Канн К.Б. Капиллярная гидродинамика пен. Новоси­
бирск : Наука, 1989. 163 с.
5. Кротов В.В. Теория синерезиса пен и концентрированных
эмульсий // Коллоидный журнал. 1980. Т. 42, № 6. С. 1081–1091.
6. Олемской А.И., Флат А.Я. Использование концеп­
ции фрактала в физике конденсированной среды // УФН.
1993. Т. 163, № 12. С. 2–50.
7. Шевнина Т.Е. Дис. ... канд. наук. Тюмень, 2004.
8. Солла С. Разрушение нагруженных фрактальных де­
ревьев: В. кн. «Фракталы в физике». М. : Мир, 1988. 670 с.
9. Канн К.Б. Некоторые закономерности синерезиса пен.
Вытекание // Коллоидный журнал. 1978. Т. 40, № 5. С. 858–864.
10. Кругляков П.М., Таубе П.Р. К закономерности сте­
кания жидкости из пен // Ж. прикладной химии. 1966. № 7.
С. 1514–1520.
11. Сафонов В.Ф., Левинский Б.В., Кругляков П.М.
Исследование синерезиса низкократных пен // Ж. приклад­
ной химии. 1980. Т. 53, № 12. С. 2662–2666.
12. Канн К.Б. Об аналитических зависимостях для опи­
сания синерезиса пен // Коллоидный журнал. 1983. Т. 45,
№ 3. С. 430–435.
Assesment of changes for level of steelmaking
slag foaming in BOF from the viewpoint of percolation
theory and fractal geometry
© Kozhukhov A.A., PhD
Problems of foaming of steel-smelting slag on an example of BOF are considered. Within the theory of percolation and
fractal geometry process of redistribution of liquid in volume of the made foam steel-smelting slag is described, expres­
sion by means of which it is obviously possible to estimate nature of change of height of the made foam steel-smelting slag
when course of a purge of BOF bath is received.
Keywords: BOF; the made foam slag; fractal geometry; the percolation theory.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Уровень ванны ΔН/Н0
НАУК А
52
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
УДК 669.054.8
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ УГЛЕРОДА
С КОМПОНЕНТАМИ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЫЛИ
©Доронин Илья Евгеньевич; Свяжин Анатолий Григорьевич, д-р техн. наук, проф.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС». Россия, Москва. E-mail: [email protected]
Статья поступила 24.10.2012 г.
Проведено исследование термодинамики взаимодействия компонентов пыли газоочистки электросталеплавильной печи с твердым
углеродом с использованием программы термодинамического расчета состава фаз произвольных гетерогенных систем TERRA. Приведены данные по стандартному изменению энергии Гиббса для реакций восстановления металлов, находящихся в составе пыли
(предположительно в виде оксидов), на основе которых определены металлы, которые могут восстанавливаться углеродом до температуры 1200 °C. Рассчитано количество углерода, необходимое для восстановления таких металлов. Определен равновесный состав
системы «сталеплавильная пыль – твердый углерод» в температурном интервале 27–1227 °C при атмосферном давлении. Определено оптимальное количество углерода для переработки сталеплавильной пыли.
Ключевые слова: сталеплавильная пыль; цинк; железо; углерод; восстановление; равновесный состав.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
П
ри производстве 1 т стали образуется 10–
30 кг пыли [1, 2]. Из них в настоящее время
утилизируется лишь третья часть, остальное направляется в отвалы [3]. Пыли сталеплавильного
производства представляют собой многокомпонентный полидисперсный материал, который
классифицируется как опасный вид промышленных отходов. В последнее время пыли сталеплавильных агрегатов все чаще рассматривают как
техногенное сырье для последующей переработки ввиду высокого содержания в нем как железа,
так и цветных металлов. Помимо экономического эффекта переработка пыли улучшает состояние окружающей среды.
Химический состав сталеплавильной пыли,
образующейся при производстве стали, зависит
от состава используемой шихты (варьируемого в зависимости от марки выплавляемой стали), а также от физико-химических процессов,
происходящих в процессе плавки. В частности,
существенное влияние на ее состав оказывают
количество и качество лома, который является
источником попадания в сталеплавильный агрегат цинка. Основная часть сталеплавильной пыли
представляет собой оксиды металлов, в пыли
также могут присутствовать такие соединения,
как сульфиды, хлориды и т.д.
Наиболее ценными компонентами сталеплавильной пыли являются железо и цинк. По
известным данным в сталеплавильной пыли содержание Fe находится в пределах 20–73%, содержание Zn от 1 до 35% [3]. В промышленных спо-
собах переработки с целью извлечения цинка и
восстановления железа процессы протекают, как
правило, при 1100–1200 °C [3]. В качестве восстановителя металлов чаще всего используют углерод.
По результатам ранее проведенных исследований установлено, что количества углерода, содержащегося в пыли естественного состава, недостаточно для извлечения цинка и других летучих
компонентов [4]. В целях определения условий
восстановления компонентов пыли и перехода
некоторых из них в газовую фазу, а также определения оптимального количества добавляемого
восстановителя было выполнено исследование
термодинамики взаимодействия углерода и компонентов сталеплавильной пыли.
В качестве исследуемого был принят состав
пыли, образовавшейся при производстве углеродистой стали в электросталеплавильной печи
(ДСП), определенный с помощью рентгенофлуоресцентного (все металлы, хлор, сера и фосфор)
и инфракрасно-абсорбционного (углерод) анализов (табл. 1). Этот состав можно считать средним
для сталеплавильной пыли и типичным для пыли
ДСП. Ввиду сложности оценки присутствия того
или иного компонента в различных фазах (хлоридах, сульфидах, комплексных оксидах и т.д.) было
принято, что металлы в пыли в исходном состоянии представлены в виде оксидов, что вполне
обоснованно из-за окислительного характера атмосферы свободного пространства печи и газохода и соответствует многим литературным дан-
НАУК А
Таблица 1. Состав исследуемой сталеплавильной
пыли
53
а
400
300
Содержание, мас. %
200
компонента
металла
Fe2O3
39,60
27,70
ZnO
23,40
18,80
CaO
9,31
6,65
SiO2
5,66
2,65
PbO
3,65
3,39
Na2O
3,20
2,37
K2O
3,05
1,42
MnO
2,91
2,25
1400
MgO
1,77
1,07
1200
Al2O3
0,74
0,39
1000
Cr2O3
0,54
0,37
800
CdO
0,44
0,39
CuO
0,21
0,17
Cl
2,97
–
C
1,50
–
0
S
0,85
–
–200
P
0,18
–
–400
ным [1, 2]. В то же время следует отметить, что
значительная часть цинка и железа находится в
сталеплавильной пыли в виде ZnFe2O4, который
в свою очередь распадается на ZnO и Fe2O3 уже
при 720 °C [5, 6].
Для определения возможности протекания
реакций восстановления металлов из их оксидов
твердым углеродом было рассмотрено стандартное изменение энергии Гиббса реакций (∆G°), рассчитанное с помощью базы данных программы
FactSage [7] (рис. 1). Значения ∆G° образования веществ используемой базы данных хорошо согласуются с данными других источников (табл. 2) [8, 9].
При низких температурах (до 400 °C) восстанавливаются Cu, Pb; при средних температурах
(400–900 °C) – Cd, Fe, K; при высоких температурах (900–1200 °C) – Zn, Na; при температурах
1200 °C и ниже не восстанавливаются Cr, Mn, Si,
Mg, Ca, Al (см. рис. 1). Таким образом, до максимальной температуры исследования (1200 °C)
углеродом могут восстанавливаться Fe, Zn, Pb,
Na, K, Cd, Cu. По стехиометрическим соотношениям было рассчитано количество углерода, необходимое для восстановления этих металлов из
исследуемой пыли, включая содержание углерода
в пыли.
П Р О И З В ОДС Т В О
ΔG, кДж/моль
100
0
–100
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
–200
–300
–400
–500
–600
Fe2O3 + 3C = 2Fe + 3CO
PbO + C = Pb + CO
K2O + C = 2 K + CO
CdO+ C = Cd + CO
ZnO + C = Zn + CO
Na2O + C = 2Na + CO
CuO + C = Cu + CO
ΔG, кДж/моль
Температура, °C
б
MnO + C = Mn + CO
CaO + C = Ca + CO
Al2O3 + 3C = 2Al + 3CO
MgO + C = Mg + CO
SiO2 + 2C = Si + 2CO
Cr2O3 + 3C = 2Cr + 3CO
400
1200
600
400
200
0
200
600
800
1000
1400
1600
1800
Температура, °C
Рис. 1. Изменение стандартной энергии Гиббса реакций
восстановления оксидов углеродом, протекающих
при температуре ниже 1200 °C (а) и при температуре
выше 1200 °C (б)
Таблица 2. ∆G°T образования Fe2O3, кДж/моль
(по различным источникам)
Источник
Температура, °C
527
927
1327
[7]
– 612,5
– 513,9
– 415,8
[8]
– 612,1
– 514,2
– 416,2
[9]
– 609,6
– 511,6
– 414,5
При этом необходимо отметить следующее:
при проведении восстановительной обработки
железосодержащего материала (в том числе сталеплавильной пыли) в трубчатых печах, на конвейерных машинах, а также в ходе некоторых
других процессов, использующих в качестве восстановителя различные виды твердого углерода,
образующийся оксид углерода также участвует в
восстановлении. Следовательно, наблюдается как
прямое, так и непрямое восстановление. Различные исследования показывают, что максимальное
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Соединение
ТЕХНИКА
54
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
1
30
0,45
0,40
0,35
20
C(c)
Содержание, %
Содержание, %
25
CO
15
CO2
10
5
0,30
0,25
0,20
0,15
0,05
0
200
400
600
800
1000
1200
0
1400
Температура, °C
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Температура, °C
20
2
18
5,0
16
6
4,5
14
4,0
12
Содержание, %
Содержание, %
5
0,10
0
Zn
10
ZnO(c)
8
ZnS(c)
6
4
2
0
Cd
CdS(c)
Cu(c)
3,5
3,0
2,5
K
KCl(c)
KCl
K2Cl2
K2S(c)
NaKCl2
2,0
1,5
1,0
0
200
400
600
800
1000
Температура, °C
1200
0,5
1400
0
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
Температура, °C
40
Fe(c)
Fe3O4(c)
Fe3C(c)
35
Содержание, %
30
3
Содержание, %
20
1,5
15
10
1,0
5
0
200
400
600
800
1000
1200
0,5
1400
Температура, °C
0
3,5
4
3,0
Содержание, %
2,5
200
400
600
800
1000
1200
1400
Температура, °C
Pb(c)
Pb
1,5
PbS
1,0
0,5
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
0
Рис. 2. Равновесные составы исследуемых систем
2,0
0
7
Na
NaCl(c)
NaCl
Na2Cl2
Na2S(c)
2,0
25
0
2,5
0
200
400
600
800
1000
Температура, °C
1200
1400
значение степени непрямого восстановления достигает 20–25% [10].
С помощью программы TERRA [11] был выполнен расчет равновесного состава системы
«сталеплавильная пыль – твердый углерод» в
стехиометрическом количестве в интервале температур 300–1500 K при атмосферном давлении
(рис. 2).
При принятом составе пыли (см. табл. 1) получены следующие результаты:
– цинк в конденсированной (твердой) фазе
представлен оксидом и сульфидом, а при температуре выше 950 °C находится в системе только в
виде паров металла;
НАУК А
П Р О И З В ОДС Т В О
55
Таблица 3. Состав конденсированной и газовой фаз
системы, мас. %
Соединение
Температура, °C
677
977
1227
Конденсированная фаза
C
5,54
0,00
0,00
Pb
3,62
5,19
0,00
ZnO
22,27
0,00
0,00
ZnS
2,88
0,00
0,00
CdS
0,00
0,00
0,00
Cu
0,17
0,27
0,32
Fe
0,00
26,15
54,99
Fe3O4
0,00
0,00
0,00
Fe3C
31,30
22,51
0,32
MnO
3,06
4,94
3,78
MnS
0,00
0,00
2,45
Cr2O3
0,53
0,85
1,00
MgO
1,61
3,06
3,59
Mg2SiO4
0,00
0,00
0,00
MgAl2O4
1,03
0,00
0,00
CaO
0,00
1,32
0,00
CaS
0,00
0,00
1,99
Ca3P2O8
1,06
1,70
2,00
CaCO3
1,46
0,00
0,00
Ca3Si2O7
14,43
23,29
27,31
NaCl
1,16
0,00
0,00
Na2S
0,00
3,73
0,00
Na2CO3
4,72
1,03
0,00
NaAlO2
0,00
1,92
2,25
KCl
5,17
4,05
0,00
K2S
0,00
0,00
0,00
53,58
51,18
Газовая фаза
CO
40,98
CO2
56,98
3,03
0,25
Pb
0,00
0,72
5,48
PbS
0,00
0,00
0,04
Zn
0,01
35,10
30,23
Cd
2,00
0,65
0,56
Na
0,00
0,10
1,98
NaCl
0,00
0,74
2,71
Na2Cl2
0,00
0,43
0,26
K
0,00
0,07
1,07
KCl
0,01
2,20
5,02
K2Cl2
0,00
1,16
0,35
NaKCl2
0,01
2,20
0,88
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
– железо до температуры 627 °C присутствует
исключительно в виде оксида Fe3O4, в интервале
677–927 °C в виде цементита. Наличие цементита
свидетельствует о том, что в этом интервале температур наблюдается избыток углерода, связанный с тем, что часть оксидов восстанавливается
при более высокой температуре. Начиная с 977 °C
продуктом восстановления помимо цементита
является металлическое железо;
– натрий, так же как и калий, начинает выделяться в газовую фазу в виде хлоридов при температуре выше 700 °C, а при высокой температуре
(более 900 °C) в виде металла, при этом часть натрия остается в твердом остатке в виде соединения NaAlO2;
– свинец в равновесном состоянии, начиная
с низких температур, представлен в металлическом виде, а выше 700 °C переходит в газовую
фазу в виде чистого металла, а также частично
как сульфид;
– кадмий до 577 °C представлен твердым сульфидом, при более высоких температурах частично переходит в газовую фазу в виде металла, а после 650 °C испаряется полностью;
– медь остается в конденсированной фазе
в металлическом состоянии во всем интервале
температур, хром ведет себя аналогично, но в
форме оксида;
– Al, Ca, Mg, Mn во всем температурном интервале перераспределяются между конденсированными фазами и при 1200 °C остаются в твердом остатке в виде MgO, MnO, MnS, CaS, CaO,
Ca3P2O8, Ca3Si2O7, NaAlO2.
Углерод в твердом состоянии помимо отдельной фазы представлен в виде карбонатов CaCO3 и
Na2CO3 до 777 и 1027 °C соответственно. Заметное
образование газообразных оксидов углерода начинается при температуре выше 650 °C, что совпадает со временем начала восстановления цинка и железа. Таким образом, можно сделать вывод о том,
что углерод взаимодействует преимущественно с
оксидами Zn и Fe и в основном расходуется на их
восстановление, а значит, количество необходимой добавки углерода при переработке сталеплавильной пыли определяется преимущественно содержанием оксидов именно этих металлов.
Равновесный состав конденсированной и газовой фаз с точностью до сотых процента при
677 °C (начало испарения цинка и полный переход
железа в цементит), 977 °C (при полном переходе
цинка в газовую фазу) и 1227 °C (полное восстановление железа, удаление щелочных металлов и
свинца в газовую фазу) представлен в табл. 3. Из
ТЕХНИКА
56
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
данных табл. 3 и рис. 2 следует, что наиболее богатая по цинку газовая фаза, из которой, в свою очередь, при охлаждении можно получить конденсат
с наивысшим содержанием цинка (продукт термической обработки пыли), образуется при 977 °C, а
наиболее металлизованный (по железу) продукт –
в твердом остатке при 1227 °C. При этом возможно
полное удаление кадмия на низкотемпературном
(до 700 °C) этапе обработки, а при температурах
более 1000 °C газовая фаза и, следовательно, продукт обработки пыли значительно загрязнены
хлоридами щелочных металлов и свинцом.
Рассмотрели равновесный состав газовой
фазы, наиболее богатой по цинку (см. табл. 3,
температура 977 °C), как отдельную систему. При
комнатной температуре ее состав будет выглядеть следующим образом: газовая фаза – 33% общей массы компонентов рассматриваемой системы (в основном из CO2), при этом массовая доля
CO в газовой фазе составляет 2·10–9%. Конденсат
(возможный продукт термической обработки
сталеплавильной пыли) содержит более 65% оксида цинка, что соответствует более 52% Zn, а
также 22% твердого углерода и более 10% других
примесей (в мас. %: 1,04 Pb; 1,19 CdO; 2,86 NaCl;
0,55 Na2CO3; 7,19 KCl).
Для определения влияния содержания углерода на восстановление железа, восстановление
и улетучивание цинка было проведено исследование равновесного состава сталеплавильной пыли
и твердого углерода при температурах 677, 977
и 1227 °C и атмосферном давлении с изменением
общего содержания углерода от 1 до 20%. Наличие цинк- и железосодержащих фаз в системе с
изменением содержания углерода представлено в
табл. 4. Из данных табл. 4 следует, что по мере увеличения количества углерода доля цинка в виде
металла увеличивается, в виде сульфида и оксида
снижается, железо переходит из оксидной формы в
металлическую, а затем в цементит. Необходимое
количество углерода для возгонки цинка и полного
восстановления железа при термической обработ-
Таблица 4. Равновесный состав системы сталеплавильная пыль +углерод при различном содержании
углерода
Содержание углерода
в исходной смеси, %.
Zn
ZnO(c)
ZnS(c)
Наличие фазы
Fe(c)
FeO(c)
Fe3O4(c)
Fe3C(c)
+
–
При температуре 677 °C
1
–
+
+
–
–
2
–
+
+
–
+
+
–
2,5
–
+
+
–
+
–
+
12,2*
–
+
+
–
–
–
+
20
–
+
+
–
–
–
+
1
+
+
+
–
+
+
–
2,5
+
+
+
–
+
–
–
3
+
+
+
+
+
–
–
При температуре 977 °C
7,5
+
+
+
+
–
–
–
10,5
+
+
–
+
–
–
–
12,2*
+
–
–
+
–
–
+
13,5
+
–
–
–
–
–
+
20
+
–
–
–
–
–
+
1
+
+
+
–
+
+
–
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
При температуре 1227 °C
2
+
+
+
–
+
–
–
4,5
+
–
+
–
+
–
–
5,5
+
–
–
–
+
–
–
6
+
–
–
+
+
–
–
12,2*
+
–
–
+
–
–
+
14
+
–
–
–
–
–
+
20
+
–
–
–
–
–
+
* Рассчитанное по стехиометрии.
НАУК А
ке сталеплавильной пыли в температурном интервале 977–1227 °C должно быть на уровне (не менее)
рассчитанного по стехиометрии. Если количество
углерода больше стехиометрического, твердый
остаток науглерожен и состоит в основном из цементита. Фактическое же содержание углерода при
восстановительной обработке сталеплавильной
пыли должно быть больше необходимого с точки
зрения термодинамики, поскольку с увеличением
содержания углерода увеличивается фронт реакции и ускоряются процессы восстановления. Этот
вопрос относится к области кинетики процесса.
Заключение. При температурах до 1200 °C из
оксидов, находящихся в сталеплавильной пыли,
могут восстанавливаться Fe, Zn, Pb, Na, K, Cu, Cd.
По результатам термодинамического исследования при добавлении в сталеплавильную пыль
углерода в количестве, стехиометрически необходимом для восстановления металлов, установлено
следующее. При относительно низких температурах (до 700 °C) в газовую фазу переходит весь кадмий; при температуре выше 700 °C начинают выделяться свинец – в виде металла, натрий и калий
– в виде хлоридов, а начиная с 850 °C щелочные
металлы переходят в газовую фазу в чистом виде.
Окончательный переход щелочных металлов и
свинца происходит при температурах около 1100
и 1150 °C соответственно. Установлен интервал
температур от начала до полного восстановления
цинка с одновременным переходом в газовую фазу
(700–950 °C). Железо начинает взаимодействовать
с углеродом при температурах выше 650 °C с образованием цементита, а при более высоких температурах остается в твердой фазе в виде металла.
Оптимальное содержание углерода при переработке сталеплавильной пыли должно быть на
уровне стехиометрически необходимого. Углерод
в основном расходуется на восстановление оксидов цинка и железа, а при его избытке образуется
цементит.
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
57
Полученные данные могут быть использованы для проведения экспериментальных исследований процессов восстановления компонентов
сталеплавильной пыли углеродом и разработки
теоретических основ новых способов переработки сталеплавильной пыли.
Библиографический список
1. Симонян Л.М., Хилько А.А. Электросталеплавильная пыль как дисперсная система // Изв. вузов Черная металлургия. 2010. № 11. С. 68–75.
2. Стовпченко А.П., Камкина Л.В. и др. Физико-химический анализ процессов нагрева пыли дуговых сталеплавильных печей // New technologies and achievements. Seria:
Monografie. Czestochowa University of Technology. 2010. No. 5.
P. 285-296.
3. Doronin I.E., Svyazhin A.G. Commercial methods of recycling dust from steelmaking // Metallurgist. 2011. Vol. 54, No.
9–10. P. 673–681.
4. Доронин И.Е., Свяжин А.Г. Испарение компонентов
электросталеплавильной пыли // Изв. вузов. Черная металлургия. 2011. № 9. С. 56–57.
5. Machado J. Chemical, physical, structural and morphological characterization of the electric arc furnace dust // J. of
Hazardous Materials. 2006. B136. P. 953–960.
6. Lee J., Lin C., Chen H. Carbothermal reduction of
zinc ferrite // Metallurgical and materials transactions B. 2001.
Vol. 32B. P. 1033–1040.
7. [Электронный ресурс]: http://factsage.com/
8. Самсонов Г.В., Борисова А.Л., Жиднова Т.Г. Физико-химические свойства окислов. Справочник. М. : Металлургия, 1978. 471 с.
9. Элиот Д.Ф., Гелйзер М., Рамакришна Р. Термохимия
сталеплавильных процессов. М. : Металлургия, 1969. 252 с.
10. Юсфин Ю.С., Пашков Н.Ф. Металлургия железа.
М. : ИКЦ «Академкнига», 2007. 464 с.
11. Трусов Б.Г. Программная система TERRA для моделирования фазовых и химических равновесий: Тр. XIV Междунар. конф. по химической термодинамике (СПб., 2002).
Thermodynamic investigation of interaction between
carbon and components of steelmaking dust
In this paper we study the thermodynamics of interaction between the components of dust from electric arc furnace
(EAF) gas cleaning system with solid carbon using the program TERRA to calculate the composition of equilibrium
phases. On the basis of the standard Gibbs energy change were identified metals that can be recovered by the solid carbon at temperatures up to 1200°C and the amount of carbon required to recover these metals was calculated stoichiometrically. The equilibrium compositions of the “steelmaking dust + solid carbon” in the temperature range 27–1227°C at
atmospheric pressure and the optimal amount of carbon for steelmaking dust treatment were determined.
Keywords: steelmaking dust; zinc; iron; carbon; reduction; equilibrium composition.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
© Doronin I.E.; Svyazhin A.G., ScD, prof.
58
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
УДК 669.14.018.41:621.77.04
НЕРАВНОМЕРНОСТЬ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОЛСТОЛИСТОВОГО ПРОКАТА
ПОСЛЕ КОНТРОЛИРУЕМОЙ ПРОКАТКИ С УСКОРЕННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ
© Голи-Оглу Евгений Александрович, канд. техн. наук
ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина». Россия, Москва. E-mail: [email protected]
Эфрон Леонид Иосифович, д-р техн. наук
ОАО «Выксунский металлургический завод». Россия, г. Выкса. E-mail: [email protected]
Статья поступила 15.06.2012 г.
Исследовано влияние температурных режимов ускоренного охлаждения в интервале 820–590 °С на микроструктуру и свойства толстолистового проката из низкоуглеродистой микролегированной стали. Определены особенности формирования микроструктуры
при неравнозначных условиях охлаждения по длине раската при его производстве по технологии контролируемой прокатки с ускоренным охлаждением. Даны рекомендации по повышению равномерности свойств листа по длине при промышленном производстве.
Ключевые слова: низкоуглеродистая микролегированная сталь; контролируемая прокатка; ускоренное охлаждение; размер зерна;
феррит; механические свойства; неравномерность свойств; хладостойкость.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
С
овременный подход к производству высокопрочных высоковязких трубных сталей предполагает окончание чистовой стадии контролируемой прокатки (КП) в нижней части γ-области
ниже температуры остановки рекристаллизации
(Tnr–Ar3) и последующее ускоренное охлаждение
(УО) проката до температур, соответствующих
области бейнитного превращения [1, 2]. В общем
случае использование такой технологии за счет
формирования дисперсной ферритно-бейнитной
микроструктуры позволяет получить хорошее сочетание прочности, пластичности и хладостойкости толстолистового проката из низкоуглеродистой микролегированной стали [3,4]. Вместе с тем
при промышленном крупносерийном производстве проката по технологии КП+УО есть несколько нерешенных практических задач, в том числе
касающихся неоднородности свойств проката [5].
Практика производства толстолистового
проката трубного сортамента класса прочности
К52–К60 предполагает прокатку двух-, трех-, а
иногда и четырехкратных раскатов (т.е. из одного раската могут быть изготовлены 2–4 листа
мерной длины соответственно). Поэтому после
прокатки из одного сляба может получиться раскат длиной до 50 м. Такое решение является целесообразным с экономической точки зрения [6]
ввиду уменьшения производственных издержек.
Однако с точки зрения формирования конечной
микроструктуры и неоднородности механических свойств по длине раската в случае однократ-
ного либо, например, четырехкратного раската
ситуация различная и требует углубленного изучения. В подробном анализе нуждаются случаи,
когда первый крат многократного раската ускоренно охлаждается из нижней части γ-области, а,
например, третий крат того же раската уже медленно охладился ниже точки Аr3, т.е. ускоренно
охлаждается из верхней части (γ+α)-области, что,
безусловно, предопределит микроструктурное
состояние, уровень и неравномерность механических свойств трубной стали.
Цель работы – уточнить влияние неравнозначных условий УО на особенности формирования микроструктуры и свойств толстолистового
проката кратной длины из низкоуглеродистой
микролегированной стали.
Для выполнения поставленной цели провели
серию лабораторных экспериментов, основной задачей которых являлось воспроизведение реальных промышленных режимов УО толстолистового проката в потоке прокатного стана. В качестве
материала исследования использовали низкоуглеродистую микролегированную сталь промышленной выплавки следующего химического состава
(мас. %): С 0,07; Si 0,24; Mn 1,63; S 0,002; P 0,008;
Ni 0,32; Cu 0,1; Al 0,03; Ti 0,014; Nb 0,05; N2 0,008.
Критическая точка Ar3 для стали данного состава
при скорости охлаждения 1 °С/с по дилатометрическим данным составляет 755 °С.
После нагрева до 1170 °С заготовки размерами 90×60×120 мм прокатывали в две стадии по
НАУК А
Таблица 1. Деформационный режим КП
Номер
прохода
H, мм
1
2
3
4
5
6
7
8
90
75
60
48
38
28
21
16
h, мм ∆h, мм ε, %
75
60
48
38
28
21
16
12
15
15
12
10
10
7
5
4
16,7
20,0
20,0
20,8
26,3
25,0
23,8
25,0
Черновая
стадия
(1100–1000)
Чистовая
стадия
(950–790)
Таблица 2. Режимы эксперимента № 1
Чистовая стадия прокатки
Температура
начала, °С
1
2
3
б
Рис. 1. Микроструктура исследуемой стали после различных
режимов ускоренного охлаждения, СЭМ, ×3000:
а – режим № 1; Тк. чист = 850 °С; Тн.уо = 820 °С; tп = 10 с;
б – режим № 4; Тк. чист = 850 °С; Тн.уо = 770 °С; tп = 50 с
Температура
окончания, °С
Скорость °С/с
Время паузы между
деформацией и УО
(tп), c
820
950
10
800
850
590
780
4
59
а
Ускоренное охлаждение
Температура Температура
начала, °С
окончания, °С
П Р О И З В ОДС Т В О
Пауза между окончанием деформации и началом ускоренного охлаждения. Эксперимент проводили по режимам, представленным в табл. 1 и 2.
При одинаковом режиме КП (черновой и чистовой
стадий) изменяли температуру начала УО и соответственно длительность технологической паузы
tп между окончанием деформации и началом УО.
Микроструктура всех прокатанных полос
представляет собой ферритно-бейнитную смесь
(рис. 1) с содержанием феррита около 93%. Ми-
Стадия
прокатки, °С
продольной схеме деформации на лабораторном стане дуо 300 [7]. Деформационный режим
прокатки представлен в табл. 1. После прокатки
полосы в зависимости от решаемой задачи ускоренно охлаждали по различным режимам (табл. 2
и 3) в интервале 820–590 °С.
От прокатанных полос отобраны пробы для
анализа микроструктуры и проведения механических испытаний. Изучение микроструктуры проводили методом оптической (Leica DMI
5000M), сканирующей (Horiba EMAX-8500E) и
просвечивающей (JEM 200CX) микроскопии. Количественную оценку микроструктуры выполняли при помощи программы Image Expert Pro 3
в ручном режиме по ГОСТ 5639. Испытания на
растяжение проводили на пятикратных образцах
– тип III, № 7 по ГОСТ 1497; испытания на ударный изгиб – по ГОСТ 9454 на образцах типа 11 с
острым надрезом.
Номер
режима
ТЕХНИКА
18
770
20
30
50
Таблица 3. Режимы эксперимента № 2
Чистовая стадия прокатки
Температура
начала, °С
Температура
окончания, °С
5
910
800
6
920
820
7
940
850
8
910
790
9
920
810
10
940
850
Ускоренное охлаждение
Температура
начала, °С
Температура
окончания, °С
Скорость °С/с
590
18
770
740
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Номер
режима
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
а
б
ления в конечной микроструктуре проката более
грубых участков высокоуглеродистого бейнита
[8] (рис. 2).
Отмечено, что с увеличением значения tп при
одних и тех же температурно-деформационных
режимах КП размер зерна и величина стандартного отклонения, характеризующая степень разнозернистости микроструктуры, увеличиваются
(рис. 3).
На рис. 4 и 5 показано влияние паузы tп на механические свойства проката. С увеличением значения tп от 10 до 50 с прочностные характеристики проката снижаются: σт примерно на 25 Н/мм2,
σв примерно на 20 Н/мм2. Уровень пластичности
и отношение σт/σв в целом не изменились. Сериальные испытания на ударную вязкость также
показали небольшое снижение ударной вязкости
KCV и доли вязкой составляющей в изломе при
пониженной (–80 °С) температуре испытания с
увеличением параметра tп. Температура вязко­
хрупкого перехода Т80 повысилась примерно на
10 °С в случае увеличения tп от 10 до 50 с.
Уменьшение размера зерна и повышение
уровня механических свойств проката при умень-
1
4
0,3
3
2
2
0,2
1
0
10
20
30
40
50
60
0,1
700
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
кроструктура образца, прокатанного по режиму
№ 1 (см. табл. 2), характеризуется наилучшей дисперсностью, полученной в условиях описываемого эксперимента (см. рис. 1, а). Понижение температуры начала УО и соответственно увеличение
значения tп привели к ухудшению однородности
микроструктуры (см. рис. 1, б) в результате появ-
σв
600
550
σт
500
450
0
10
20
30
t п, с
40
50
60
1,0
50
tп, с
б
40
30
δ, %
Рис. 3. Влияние времени паузы между деформацией
и ускоренным охлаждением на размер зерна и
разнозернистость микроструктуры исследуемой стали:
1 – условный диаметр; 2 – стандартное отклонение
а
650
σв, σт, Н/мм2
0,4
5
Стандартное отклонение, мкм
Условный диаметр ферритного
зерна, мкм
Рис. 2. Участки бейнита в исследуемой стали, ТП в рефлексе
цементита, ПЭМ, ×15 000: а – режим № 1; Тк. чист = 850 °С;
Тн.уо = 820 °С; tп = 10 с; б – режим № 4; Тк. чист = 850 °С;
Тн.уо = 770 °С; tп = 50 с
20
δ
0,9
σт/σв
0,8
σт/σв
60
10
0
10
20
30
t п, с
40
50
60
0,7
Рис. 4. Влияние длительности паузы между деформацией
и ускоренным охлаждением tп на прочность и пластичность
исследуемой стали
НАУК А
а
350
61
б
80
300
250
60
200
tп = 10 с
tп = 20 с
tп = 30 с
tп = 50 с
150
100
50
0
–100
П Р О И З В ОДС Т В О
100
Доля вязкой составляющей в изломе образцов
KCV, %
Ударная вязкость KCV, Дж/см2
400
ТЕХНИКА
–80
–60
Температура испытания, °C
40
20
0
–100
tп = 10 с
tп = 20 с
tп = 30 с
tп = 50 с
–80
–60
Температура испытания, °C
а
50 мкм
б
50 мкм
Рис. 6. Микроструктура исследованной стали после
различных режимов ускоренного охлаждения, ×500:
а – режим № 7, Тк. чист = 850 °С; Тн.уо = 770 °С; б – режим № 10,
Тк. чист = 850 °С; Тн.уо = 740 °С
шении длительности технологической паузы, в
первую очередь, связано с уменьшением степени
разупрочнения горячедеформированного аустенита и, как следствие, уменьшением потенциальных мест зарождения феррита.
Начало ускоренного охлаждения из γ- или
(γ+α)-области. Сравнение микроструктуры и
уровня механических свойств проката при его
УО из нижней части γ-области или из верхней
части (γ+α)-области проводили, выполнив эксперимент по деформационным и температурным
режимам, представленным в табл. 1 и 3 соответственно.
Анализ микроструктурного состояния исследуемой стали (рис. 6) показал, что при УО из
верхней части (γ+α)-области бóльшее количество
феррита успевает образоваться по сравнению с
режимом, где Тн.уо > Ar3. С точки зрения формирования конечной микроструктуры, в конечном
итоге, это приводит к увеличению количества
грубых участков углеродсодержащей фазы (см.
рис. 6, б), т.е. к снижению однородности микроструктуры.
При понижении температуры начала УО в
верхнюю часть (γ+α)-области в конечной микроструктуре взамен квазиполигонального феррита формируется полигональный феррит (рис. 7),
который образуется при более низких скоростях
охлаждения и характеризуется более низкой
в сравнении с квазиполигональным ферритом
плотностью дислокаций [9].
Отмеченные закономерности в формировании конечной микроструктуры отразились на
уровне механических свойств готового проката.
На рис. 8 и 9 показано влияние условий ускоренного охлаждения (из γ- или (γ+α)-области)
на уровень механических свойств готового проката и характер разрушения ударных образцов
Шарпи при температурах испытания от –60
до –95 °С.
Как видно из данных, приведенных на рис. 8,
при охлаждении проката из верхней части (γ+α)-
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Рис. 5. Влияние длительности паузы между деформацией и ускоренным охлаждением на ударную вязкость (а) и долю вязкой
составляющей в изломе образцов KCV (б) исследуемой стали
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
а
700
а
σв, σт, Н/мм2
650
σв
600
550
σт
500
450
Tн.уо = 770 °C
Тн.уо = 740 °C
400
780
800
820
840
б
35
1,00
δ
30
δ, %
20
0,90
15
σт/σв
10
5
области σт и σв проката ниже, чем при охлаждении из нижней части γ-области примерно на
20–25 Н/мм2. Уровень пластичности выше в случае начала УО из верхней части (γ+α)-области
на ~3 абс. %. Зафиксированное понижение прочностных характеристик и небольшое увеличение
пластичности стали при снижении температуры
начала УО ниже Ar3 следует связывать с укрупнением зерна и увеличением количества «мягко-
300
250
200
150
Тн.уо = 770 °C
100
Тк.п = 800 °С
50
Тк.п = 850 °С
0
–100
Тк.п = 820 °С
–80
–60
Температура испытания, °C
0,85
Тн.уо = 740 °С
0,80
780
800
820
840
860
Температура окончания чистовой стадии прокатки, °С
Рис. 8. Зависимость прочностных свойств стали от условий
ускоренного охлаждения
го» полигонального феррита в микроструктуре
стали.
На рис. 9 приведены сериальные кривые хладостойкости проката. Более хорошую хладостойкость имеют полосы, ускоренное охлаждение
которых начиналось из нижней части γ-области.
Это связано с уменьшением количества грубых
участков углеродсодержащей фазы в ферритной
матрице и уменьшением размера зерна.
400
а
350
Тн.уо = 770 °С
0
б
350
Ударная вязкость KCV, Дж/см2
Ударная вязкость KCV, Дж/см2
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
400
б
0,95
25
Рис. 7. Микроструктура исследованной стали после
различных режимов ускоренного охлаждения, ПЭМ:
а – режим № 7, Тк.п = 850 °С; Тн.уо = 820 °С; Тк.уо = 590 °С,
квазиполигональный феррит, ×10 000; б – режим № 10,
Тк.п = 850 °С; Тн.уо = 740 °С; Тк.уо = 590 °С,
полигональный феррит, ×7300
860
Температура окончания чистовой стадии прокатки, °С
σт/σв
62
300
250
200
150
Тн.уо = 740 °C
Тк.п = 790 °С
100
Тк.п = 810 °С
50
Тк.п = 850 °С
0
–100
–80
Температура испытания, °C
–60
Рис. 9. Зависимость ударной вязкости (а) и доли вязкой составляющей в изломе образцов KCV (б) стали от условий
охлаждения: а – при начале УО из нижней части γ-области; б – при начале УО из верхней части (γ+α)-области
Рекомендации по снижению неоднородности механических свойств по длине листового
проката при промышленном производстве по
технологии КП+УО. Практика промышленного
производства толстолистового проката из низкоуглеродистой микролегированной стали показывает, что листы после КП характеризуются
некоторой неравномерностью свойств по площади. Это связано с технологическими особенностями производства толстолистового проката на
реверсивных станах горячей прокатки. Исследования показывают, что фактический разброс по
временному сопротивлению может составлять
до 30 Н/мм2 и выше (зависит от режимов деформации и технического состояния оборудования).
Полученные экспериментальные данные указывают на то, что при производстве толстолистового проката по технологии КП+УО неравномерность механических свойств по его длине может
существенно повышаться, в том числе с увеличением длины (кратности) раската. Причиной
этого, в первую очередь, является то, что раскат
входит в установку УО постепенно, и в момент,
когда передняя часть раската уже охлаждается
ускоренно водой со скоростью 15–20 °С/с, задняя
часть раската все еще охлаждается на воздухе со
скоростью порядка 1 °С/с, что и оказывает непосредственное влияние на конечную микроструктуру и уровень механических свойств проката.
Задача уменьшения неравномерности свойств
кратных раскатов, производимых по технологии
КП+УО, может быть решена последовательным
изменением режима последеформационного УО
листа по его длине в зависимости от входных
технологических параметров, главными из которых являются температура окончания чистовой
стадии деформации и температура начала УО.
Способов корректировки (подстройки) режима
УО в потоке прокатного стана два: изменение
расхода воды по секциям установки ускоренного
охлаждения (УУО); контролируемое изменение
скорости транспортировки раската на участке
УУО непосредственно во время охлаждения.
Положительный результат от использования
последовательного изменения режима УО достигается при соблюдении заданного технологией
соотношения температур начала и окончания УО
для каждой условной части раската. Статистический анализ результатов механических испытаний после КП+УО стали близкого к исследуемой
стали (см. табл. 1) химического состава показывает, что понижение температуры окончания УО
в интервале 600–500 °С на 5 °С приводит к повы-
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
шению σв стали примерно на 3–4 Н/мм2. Поэтому,
если температура начала УО для головной части
раската выше, чем для хвостовой, на 30 °С, температуру окончания УО хвостовой части раската
следует снизить примерно на 10–15 °С. Это позволит скомпенсировать изменение уровня свойств
от неравнозначных условий начала УО по длине
раската и тем самым уменьшить неравномерность свойств металла многократных раскатов.
Тем не менее при корректировке режимов УО
следует помнить о том, что УО части раската из
γ-области, а второй части из (γ+α)-области может
привести к существенным изменениям параметров
конечной микроструктуры, что в итоге негативно
отразится как на уровне, так и на степени равномерности механических свойств проката по его
длине. Поэтому УО по всей длине раската необходимо начинать из γ-области или при соблюдении
некоторых условий (например, одновременное начало охлаждения всего раската) из (γ+α)-области.
Выводы. Исследовано влияние температурных режимов ускоренного охлаждения в интервале 820–590 °С на особенности формирования
конечной микроструктуры и уровень свойств
толстолистового проката из низкоуглеродистой
микролегированной стали. Показано, что:
– уменьшение технологической паузы tп между окончанием чистовой стадии деформации и
началом ускоренного охлаждения благоприятно сказывается на дисперсности ферритно-бейнитной микроструктуры и уровне механических
свойств проката;
– при понижении температуры начала ускоренного охлаждения из нижней части γ-области
в верхнюю часть (γ+α)-области (при одинаковом
режиме охлаждения) в конечной микроструктуре
проката одновременно увеличивается доля высокотемпературных продуктов аустенитного распада и появляются грубые участки углеродсодержащей фазы, в результате чего происходит снижение
прочности и ухудшение хладостойкости проката;
– в промышленных условиях степень неравномерности свойств проката по длине значимо
повышается в случае применения ускоренного
охлаждения. Проблема неравномерности механических свойств по длине раската может быть
решена последовательным изменением режима
(скорость транспортировки, расход воды по секциям) последеформационного ускоренного охлаждения листа в потоке прокатного стана.
Исследования выполнены в рамках государственного контракта № 16.513.11.3082 «Разработка составов
и способов получения высокопрочных толстолисто-
63
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
НАУК А
64
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
вых строительных сталей, обладающих повышенным
сопротивлением хрупкому и вязкому разрушению, для
эксплуатации в сложных климатических и геологических условиях».
Библиографический список
1. Морозов Ю.Д., Настич С.Ю., Матросов М.Ю., Чевская О.Н. Обеспечение повышенного комплекса свойств
проката для труб большого диаметра на основе формирования ферритно-бейнитной микроструктуры стали // Металлург. 2008. № 1. С. 41–47.
2. Hillenbrand H., Gras M., Kalwa C. Development and
production of high strength pipeline steels: Niobium. Science
and technology. Proc. of the Int. Symp. Niobium 2001. (Orlando,
Florida. USA. December 2–5, 2001). P. 543–570.
3. Настич С.Ю., Морозов Ю.Д., Матросов М.Ю. и др.
Освоение производства на стане 5000 ОАО ММК толстолистового проката из низколегированных сталей с повышенными характеристиками прочности и хладостойкости // Металлург. 2011. № 11. С. 57–64.
4. Banadkouki G.S., Dunne D.P. Formation of Ferritic
Products during Continuous Cooling of a Cu-bearing HSLA
Steel // ISIJ Int. 2006. Vol. 36, No. 5. P. 759–768.
5. Шабалов И.П., Морозов Ю.Д., Эфрон Л.И. Стали для
труб и строительных конструкций с повышенными эксплуатационными свойствами. М. : Металлургиздат, 2003. 520 с.
6. Погоржельский В.И., Литвиненко Д. А., Матросов
Ю. И., Иваницкий А.В. Контролируемая прокатка. М. : Металлургия, 1979. 184 с.
7. Морозов Ю.Д., Борцов А.Н. Стан горячей прокатки
дуо 300 для разработки технологии производства трубных и
конструкционных сталей // Проблемы черной металлургии
и материаловедения. 2010. № 1. С. 47–51.
8. Матросов М.Ю., Лясоцкий И.В., Кичкина А.А. и
др. Особенности и классификация структур низкоуглеродистых низколегированных высокопрочных трубных сталей //
Сталь. 2012. № 1. С. 65–74.
9. Krauss G., Thompson S. Ferritic microstructures in
continuously cooled low- and ultralow-carbon steels // ISIJ Int..
1995. Vol. 35, No. 8. P. 937–945.
non-uniformity OF MECHANICAL PROPERTIES OF steel plates
AFTER CONTROLED ROLLING WITH ACCELERATED COOLING
© Goli-Oglu E.A., PhD; Efron L.I., ScD
Influence of accelerated cooling in the interval 820–590°C on the microstructure and mechanical properties of low-carbon microalloyed steel plates was studied. Features of microstructure formation under unequal conditions of cooling over
the length of the steel plate produced by controlled rolling with accelerated cooling were determined. Recommendations
to improve the uniformity of plate properties per its length at industrial production are given.
Keywords: low-carbon microalloying steel; controlled rolling; accelerated cooling; grain refinement; ferrite; mechanical
properties; non-uniformity of mechanical properties; cold resistance.
ВНИМАНИЮ ПОДПИСЧИКОВ!
Подписку на журнал «МЕТАЛЛУРГ» на первое полугодие 2013 года можно оформить:
⇒по Объединенному каталогу АРЗИ «ПРЕССА РОССИИ». «ПОДПИСКА-2013» (подписной индекс – 70535)
⇒непосредственно в редакции.
Стоимость 1 экз. журнала – 900 руб. без доставки.
Стоимость 1 экз. журнала – 1000 руб. с доставкой.
Реквизиты для оформления подписки по безналичному расчету:
Получатель: ЗАО "Металлургиздат"
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
ИНН/КПП 7701164970/ 770101001; 107005 г. Москва, ул. 2-я Бауманская д. 9/23, оф. 474.
р/сч. 40702810638070100176 в Московском банке Сбербанка России, г. Москва.
к/сч. 30101810400000000225, БИК 044525225 ; ОКПО 46523298, ОКОНХ 87100
⇒через Агентства (только для юридических лиц):
ООО «Урал-Пресс»
Екатеринбург
Тел.: (343) 262-35-31
ЗАО «МК-Периодика»
Москва
Тел.: (495) 672-70-89
ООО «Интер-Почта»
Москва
Тел.: (495) 500-00-60
В поле "Назначение платежа"
должны быть указаны:
•
•
•
•
•
почтовый адрес доставки
юридический адрес
контактный телефон, факс, e-mail
подписной период
число подписных комплектов,
которое Вы хотите получать
⇒ В редакции вы также можете
подписаться на электронную
версию журнала.
Стоимость электронной
подписки за год – 18000 руб.
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
65
УДК 621.771
ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ КОМПАКТНОГО МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КАТАНКИ В БУНТАХ
© Злобин Анатолий Аркадьевич, Злобин Степан Анатольевич
Научно-производственное предприятие «ТОЧМЕТ». Россия, Москва. E-mail: [email protected]
Статья поступила 13.09.2012 г.
Разработаны новая технология и оборудование компактного металлургического комплекса для эффективного производства стальной катанки в бунтах массой 2,5–5,0 т при ограниченном годовом выпуске 50–100 тыс. т. Основу новой технологии составляет непрерывная центробежная разливка заготовки малого сечения 6–12 мм со скоростью 10–25 м/с. Технология позволяет в 2,5–3,3 раза
снизить удельные капитальные затраты, а также на 20–25%.производственные затраты.
Ключевые слова: металлургический мини-завод; компактные литейно-прокатные комплексы; сортовой прокат; катанка; бунты; непрерывная разливка стали; совмещенные литейно-прокатные агрегаты; металлургический микро-завод.
тальная катанка в бунтах массой 2,5–5,0 т
производится на непрерывных мелкосортных станах с годовым объемом выпуска 500–
750 тыс. т в год.
В последнее время наметился устойчивый
спрос на рынке металлургических технологий и
оборудования на металлургические производства
ограниченной производительности 50–100 тыс. т
проката в год для обеспечения районных потребностей в металлопрокате, в основном строительного назначения.
Разработаны новая технология и оборудование компактного металлургического комплекса
для выпуска катанки в бунтах по ГОСТ 30136–94
с высокой эффективностью производства при
ограниченных объемах 50–100 тыс. т в год. Основу новой технологии производства катанки составляет литейно-прокатный агрегат нового поколения (ЛПА НП) (рис. 1).
ЛПА НП состоит из специализированной непрерывной центробежной литьевой машины 1
(НЦЛМ), совмещенной с непрерывным прокатным станом в едином технологическом потоке.
Оборудование прокатного стана включает в себя
10-клетевой чистовой прокатный блок 3 170/150
с групповым приводом, летучие ножницы 2, линию ускоренного охлаждения 4, виткоукладчик 5,
1
2
4
конвейер 6 с контролируемым охлаждением и
уплотнителем бунтов.
Основные особенности новой технологии:
– формирование исходного непрерывнолитого кольцевого слитка происходит в благоприятных условиях двухосного напряженно-деформированного состояния с преобладанием
напряжений сжатия. Благоприятные условия обеспечиваются одновременным действием гравитационного поля, возникающего от вращения кольцевого кристаллизатора, и «мягкого» обжатия
кольцевыми валками первичных корок твердой
фазы в зоне раскатки исходного кольцевого слитка до требуемой толщины заготовки;
– сечение прямоугольной заготовки максимально приближено к размеру готового проката.
Толщина заготовки от 6 до 12 мм;
– уровень качества заготовки по литейным
дефектам и мелкокристаллическая структура
первичной корки твердой фазы обеспечивают
высокие механические характеристики стали при
суммарной вытяжке n = 4÷6;
– скорость разливки находится в интервале
15–25 м/с, что обеспечивает прямое совмещение
разливки с прокаткой без предварительного подогрева прямоугольной заготовки перед прокаткой;
5
3
Рис. 1. Общий вид ЛПА НП
6
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
С
66
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
щее износ от скольжения корок
18 твердой фазы кольцевого
слитка 16 (рис. 3). Консольные
валки смонтированы в станине
на сферических подшипниках
25 с возможностью поворота
относительно
вертикальной
оси вращения. Консольные валки приводятся во вращение от
опорных валков 19, которые
имеют индивидуальные приводы вращения и настройки межвалкового зазора. Консольный
валок 3 снабжен приводом 11 для перемещения
вдоль оси вращения и приводом возвратно-поступательного перемещения 10 нижней вставки 5
с возможностью регулировки канала-дозатора 15
промежуточной кольцевой емкости 14. По периметру кристаллизатора смонтированы опорные
ролики 8 с возможностью удержания на линии
раскатки выступающей части кольцевого слитка 16 и форсунки 21 охлаждения внешних кромок
и рабочих поверхностей зоны раскатки 7 и слитка 16. В зоне раскатки на участке с минимальным
межвалковым зазором установлено дисковое отрезное устройство 9 с возможностью отделения
прямоугольной заготовки 17 от кольцевого слитка 16. По траектории движения заготовки смонтированы направляющая проводка 22 и чистовая
группа прокатных клетей 23. В корпусах консольных валков, в зоне формирования кольцевого
слитка установлен датчик 26 определения уровня
жидкого металла, связанный через блок управления с приводом 10 перемещения нижней вставки 5 промежуточной кольцевой емкости 14.
Перед началом работы производятся предварительная сушка и нагрев до температуры 850–
900 °С вставок 4 и 5 промежуточной кольцевой
емкости 14 и огнеупоров рабочих поверхностей
кристаллизатора. В зависимости от марки разливаемой стали, температурных, скоростных параметров процесса и заданных размеров прямоугольной заготовки управляющим компьютером
выбирается вариант управляющей модели процесса, производится предварительный расчет требуемого уровня жидкого металла hм по выражению
hм = τфbзагn,
где bзаг – требуемая ширина заготовки, мм; n – частота вращения кристаллизатора, с–1; τф = 60τкр
– время формирования корки твердой фазы;
τкр = (0,5hзаг/Kкр)2 – время кристаллизации, мин, где
hзаг – требуемая толщина заготовки, мм; Kкр – коэффициент кристаллизации, для стали Kкр = 27÷30.
hм
Рис. 2. Общая схема НЦЛМ
– прокатная группа стана состоит только из
чистового 10-клетевого прокатного блока с групповым приводом.
– масса бунта равна массе жидкого металла в
сталеразливочном ковше и составляет 2,5–5,0 т.
Подробнее остановимся на работе НЦЛМ, схема которой приведена на рис. 2. В состав НЦЛМ
входят: станина 1, два сопряженных консольных
валка 2 и 3 с вертикальными осями вращения и
вогнутыми торцевыми поверхностями, образующими внутреннюю полость кристаллизатора. На
торцевой поверхности валков выполнены зона
формирования 6 и зона раскатки 7 кольцевого
слитка 16. В центральной области валков установлены вставки 4 и 5 из теплоизолирующего материала. Сопряжение вставок образует промежуточную
кольцевую емкость 14 с кольцевым каналом-дозатором 15. Зона формирования 6 кольцевого слитка
16 выполнена из медного сплава МР-1. На внешней
стороне валков смонтирована открытая система
теплоотвода, состоящая из напорного кольцевого
коллектора 12 с питателями 24, кольцевой емкости 13 и радиальных каналов 20 в зонах 6 и 7. Зона
раскатки выполнена из стали 60ХН.
На рабочую поверхность зоны 6 нанесено износостойкое хромоникелевое покрытие, снижаю13
15
24
2
9
7
6
4
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
17
3
14
5
hм
16
18
20
Рис. 3. Зоны формирования и раскатки кольцевого слитка
(обозначения см. рис. 2)
Уровень металла в зоне
формирования hм, мм
На рис. 4 показана зависимость уровня жидкого металла в зоне формирования от частоты
вращения кристаллизатора при различных сечениях заготовки (hзаг×bзаг), мм: 6×12; 8×16; 8,5×17;
9×18; 10×20.
Затем определяется оптимальный угол раскатки, настраиваются опорные валки 19. По команде оператора включаются приводы их вращения
и привод перемещения 11 нижнего консольного
валка 3. Этот валок прижимается по зоне раскатки 7 без зазора к верхнему консольному валку 2,
который опирается на верхнюю группу опорных
валков 19, и его ось вращения отклонена от вертикальной оси на угол, равный 1/2 угла раскатки
(0,3°–0,5°). Кристаллизатор вращается с частотой
120–400 мин–1. Включается привод перемещения 10, нижняя вставка 5 прижимается к верхней
вставке 4 без зазора. Жидкий металл начинают
подавать в промежуточную кольцевую емкость 14
кристаллизатора. После ее заполнения подается команда на реверсивное включение привода 10, вставка 5 опускается на заданную величину. Между вставками 4 и 5 образуется кольцевой
канал-дозатор 15, и под действием центробежных
сил жидкий металл, не касаясь стенок внутренней полости кристаллизатора, начинает поступать в зону 6 формирования кольцевого слитка.
При взаимодействии жидкого металла с рабочей
теплоотводящей поверхностью зоны 6 его формирования, по мере заполнения, мгновенно начинают образовываться корки твердой фазы 18. По
достижении требуемого уровня жидкого металла
от датчика уровня 26 через блок управления подается команда на реверсивное включение привода перемещения 11, валок 3 опускается вниз и,
прижимаясь к нижней группе опорных валков 19,
разворачивается на угол раскатки, образуя межвалковый зазор требуемой величины. Кольцевой
слиток под действием центробежных сил выдав250
200
5
150
4
3
100
2
1
50
0
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
Частота вращения кристаллизатора n, с
5,0
–1
Рис. 4. Зависимость уровня жидкого металла hм в зоне
формирования от частоты вращения кристаллизатора
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
ливается в межвалковый зазор, и его периферийная часть поступает в зону раскатки 7. Поскольку
оси вращения консольных валков развернуты, то
межвалковый зазор изменяется в зависимости от
угла вращения кристаллизатора, и зона раскатки 7
имеет сектор сужения межвалкового зазора, где
происходят сжатие до сваривания корок твердой
фазы кольцевого слитка и последующая пластическая деформация раскаткой до требуемой толщины заготовки. Под действием пластической
деформации раскатки (1,5–3%) кольцевой слиток
увеличивается в диаметре и в секторе увеличения
межвалкового зазора зоны раскатки выступает за
внешнюю кромку кристаллизатора, где подхватывается и удерживается на линии раскатки опорными роликами 8, которые задают траекторию движения выступающей части кольцевого слитка до
сектора уменьшения межвалкового зазора зоны
раскатки. Ширина выступающей части кольцевой
заготовки равна требуемой ширине заготовки 17.
В секторе минимального межвалкового зазора,
равного требуемой толщине заготовки 17, установлено дисковое отрезное устройство 9, которое
отделяет заготовку 17 от кольцевого слитка 16. Наличие предварительно настроенных опорных валков позволяет получать заготовку более высокой
точности, кроме того, разгружается центральная
область консольных валков, в которой сосредоточены детали из огнеупорных материалов, чувствительные к деформационному воздействию. При
изменении температурно-скоростных параметров
процесса производится управление межвалковым
зазором за счет индивидуальных приводов настройки опорных валков. При отклонении уровня
жидкого металла от заданного подается управляющая команда на изменение ширины кольцевого
канала-дозатора 15 путем включения привода 10.
Таким образом появляется возможность управления толщиной корок твердой фазы без изменения
частоты вращения кристаллизатора, это существенно расширяет технологические возможности
процесса, позволяет повысить качество заготовки, уменьшить отрезаемую головную и хвостовую
части заготовки 17. Для повышения скорости и
точности позиционирования нижнего валка 3 и
вставки 5 при управлении процессом в установке
применены скоростные линейные серводвигатели.
Время регулирования сокращено до 0,1–0,15 с.
Отвод тепла от зоны формирования и зоны
раскатки кольцевого слитка осуществляется потоком воды в радиальных каналах 20, выполненных в консольных валках. Скорость движения
воды в радиальном канале составляет 8–10 м/с.
67
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
НАУК А
68
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
Требуемый напор создается в результате действия центробежных сил при вращении кристаллизатора в открытой кольцевой емкости 13.
Постоянный уровень воды в кольцевой емкости
поддерживается через питатели 24 напорных
кольцевых коллекторов 12.
Одновременно с разведением и поворотом
валка 3 включаются форсунки 21, которые предотвращают перегрев рабочих кольцевых поверхностей зоны раскатки 7 и образуют зону вторичного охлаждения (ЗВО) выступающей части
кольцевого слитка 16. В нижней части станины
смонтирован поддон для сбора воды со сливом
для отвода воды в систему оборотного водоснабжения установки. Подшипниковые опоры
25 консольных валков также имеют контуры водяного охлаждения. Отделяемая дисковым отрезным устройством 9 заготовка 17 со скоростью
15–25 м/с через проводку 22 направляется в чистовую группу клетей 23, где прокатывается на
требуемый размер проката, затем проходит через
линию ускоренного охлаждения и укладывается
виткоукладчиком на конвейер с контролируемым
охлаждением. В конце конвейера охлажденная
катанка формируется в бунт. Затем бунты уплотняются, обвязываются и отправляются на склад
готовой продукции.
Ниже приведены технические характеристики
компактного высокотехнологичного металлургического комплекса КВМК-50К для производства
катанки в бунтах с годовым объемом выпуска до
50 тыс. т:
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Сортамент выпускаемой продукции:
катанка ГОСТ 30136–94
арматура ГОСТ 5781–82, Р 2544–2006
Масса бунта, т
Производительность, тыс. т/год
Режим работы, смен
Годовой фонд рабочего времени, ч
Сталеплавильное отделение
Индукционная сталеплавильная печь:
Количество плавильных узлов
Вместимость плавильного узла
по жидкой стали, т
Часовая производительность печи, т/ч
Устройство загрузки шихты в печь:
Вместимость приемного контейнера, м3
Отделение разливки и прокатки
Центробежная литьевая машина:
Частота вращения кольцевого
кристаллизатора, с–1
Внешний диаметр кольцевого
кристаллизатора, мм
5,0; 5,5; 6,0;
6,5; 7; 8; 9;
10; 11; 12
№ 8; 10; 12
2,5–5,0
50,0
3
6500
2
5
8,5
6,0
12,5–31,5
1600
Ширина прямоугольной заготовки, мм
Толщина прямоугольной заготовки, мм
Скорость разливки, м/с
Летучие ножницы:
Усилие резания, т
Мощность привода, кВт
Непрерывный прокатный стан:
Чистовой блок прокатных клетей
Количество клетей
Диаметр валка, мм
Групповой привод чистового блока, кВт
Скорость прокатки на выходе, м/с
Отделение охлаждения проката
Линия ускоренного охлаждения:
Расход охлаждающей жидкости, м3/мин
Виткоукладчик:
Длина конвейера с контролируемым
охлаждением, м
12–20
6–12
10–25
15
120
10
170/150
2500
До 120
2,0–3,5
24,0
Новая металлургическая технология позволяет снизить капитальные затраты на 1 т производимой продукции в 2,5–3,2 раза. Удельные капитальные затраты снижены до 210–250 долл/т.
Снижение удельных капитальных затрат достигнуто в результате:
– сокращения энерго- и материалоемкости
технологического оборудования;
– уменьшения производственных площадей
на единицу выпускаемой продукции;
– отсутствия уникальных сталеплавильных,
сталеразливочных и прокатных устройств и механизмов, требующих высокого уровня подкрановых путей и высокой грузоподъемности кранов.
Рассматриваемая технология позволяет также снизить производственные затраты на 20–25%
благодаря:
– применению заготовки с размерами, максимально приближенными к размерам готового
проката;
– исключению предварительного нагрева исходной заготовки перед прокаткой;
– отсутствию избыточной прокатной деформации при формировании готового профиля;
– повышению доли мерности проката и выхода годного до 0,985;
– сокращению численности производственного персонала и вспомогательных служб.
На рис. 5 показана планировка производственного корпуса компактного высокотехнологичного
металлургического комплекса КВМК-50К.
Производственный корпус КВМК-50К состоит из двух пролетов длиной по 145 м и шириной
18 м. В первом пролете расположено основное
производство, во втором – отделение подготовки
металлолома, ремонтно-механический участок,
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
69
145000
1
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
18000
1.1.
2
3
4.1.
4
Рис. 5. Планировка производственного корпуса КВМК-50К: 1 – производственный пролет КВМК-50К; 1.1 – индукционная
сталеплавильная печь ИСТ-5; 1.2 – специализированная непрерывная центробежная литьевая машина; 1.3 – чистовой 10-клетевой
прокатный блок; 1.4 – линия ускоренного охлаждения; 1.5 – виткоукладчик, конвейер с контролируемым охлаждением; 2 – участок
подготовки металлолома; 3 – ремонтно-механический участок; 4 – склад готовой продукции; 4.1 – правúльно-отрезной станок
склад готовой продукции. На складе готовой продукции размещен правúльно-отрезной станок
для производства из бунта стержневой арматуры
различной длины под заказ.
В основу новой технологии положена концепция максимально возможного приближения размеров исходной непрерывнолитой заготовки к
размерам готового проката.
Актуальность задачи уменьшения поперечного сечения непрерывнолитого слитка диктуется
необходимостью снижения капиталоемкости и
энергоемкости оборудования компактного металлургического комплекса ограниченной производительности, доведения сроков окупаемости
вложений до двух лет и менее. Быстрый возврат
вложенных средств является доминирующим
фактором, влияющим на инвестиционную привлекательность создаваемого и реконструируемого
металлургического производства. Этот критерий
является определяющим в идеологии построения
технологических процессов и компоновки оборудования разрабатываемых металлургических
комплексов ограниченной производительности.
Заключение. Непрерывная центробежная
разливка с получением качественной заготовки
малого сечения, максимально приближенного к
размеру готового проката, и скоростью разливки, позволяющей прямое совмещение с чистовой группой мелкосортного прокатного стана,
обеспечивает высокоэффективное производство
стальной катанки в бунтах массой 2,5–5,0 т при
ограниченном годовом выпуске 50–100 тыс. т.
Библиографический список
1. Пасечник Н.В., Целиков Н.А. От литейно-прокатных
агрегатов до литейно-прокатных комплексов // Черные металлы. 2009. № 3. С. 8–14.
2. Злобин С.А., Злобин А.А. Компактный высокотехнологичный металлургический комплекс // Научная перспектива. 2012. № 8. С. 88–93.
3. A modern mini-plant for the production of long products
// Danieli News. 2011. Nо. 160. P. 18.
4. Смирнов А. Мини против макси // Рынок металлопроката. 2012. № 7. С. 35–38.
5. The first micro-Danieli Made Plant in Russia JSC “Ruspolimet” // Danieli News. 2011. Nо. 161. P. 6.
6. Пат. 2198064 РФ, МПК С2B22D11/10. Способ получения прямоугольной заготовки и устройство для его осуществления / Злобин А.А., Косов А.А. – заявл. 04.10.2000,
опубл. 10.02.2003.
© Zlobin A.A.; Zlobin S.A.
New technology and equipment for space-saving metallurgical complex for effective production of steel wire rods in coils
of 2.5–5.0 mt at limited annual capacity of 50–100 kmt are developed. The basis of the new technology is continuous
centrifugal casting of billets with small cross-section of 6–12 mm at the speed of 10–25 m per second. This process allows
reducing capital requirements by 2.5–3.3 times and reducing running costs by 20–25%.
Keywords: mini metallurgical plant (mini-mill); space-saving casting and rolling complex; long products; wire rod; coils,
continuous casting of steel; combined casting and rolling machines; metallurgical micro-mill.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Process and equipment of space-saving METALLURGICAL complex
for WIRE rod production IN COILS
70
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ
УДК 669.35:621.774.02
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ В РОССИИ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНЫХ ТРУБ И ПРУТКОВ
ИЗ НЕПРЕРЫВНОЛИТЫХ ЗАГОТОВОК
© Васильев Владислав Александрович, почетный металлург, заведующий конструкторским отделом
ОАО «Институт Цветметобработка». Россия, Москва. E-mail: [email protected]
Статья поступила 01.03.2012 г.
Выполнен краткий анализ способов непрерывного литья заготовок из меди и ее сплавов. Приведены состав оборудования и его
характеристики. Показан принципиальный состав универсального комплекса для производства литых заготовок. Намечены
направления совершенствования оборудования для микро- и мини-производств заготовок из цветных металлов.
Ключевые слова: непрерывное вертикальное литье труб, прутков и полос; индукционный миксер; графитовый кристаллизатор; клеть
тянущая; пила летучая и приемное устройство; комплекс для производства литых заготовок непрерывным литьем.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Т
рубы из меди пользуются значительным и
возрастающим спросом на мировом и отечественном рынках вследствие их широкого применения в энергетике, строительстве и бытовой
технике. В частности, увеличивается спрос на
медные трубы, в том числе тонкостенные (для
кондиционеров) на мировом рынке, особенно в
странах Азии. Наибольшим спросом пользуются
бесшовные медные трубы, которые выпускаются
в основном по традиционной схеме, включающей в себя разливку в слитки сплошного сечения,
прессование и серию циклов холодной прокатки
и волочения. Существующий технологический
процесс отличается повышенной трудоемкостью
и пониженным выходом годного:
– имеют место значительные геометрические
отходы на операциях полунепрерывного литья
(до 10%) и прессования (20%);
– при прессовании сложно получить достаточно равностенную заготовку, разностенность
прессованной заготовки доходит до 10–20%;
– требуются существенные затраты на дорогостоящий прессовый инструмент (иглы и пр.).
Возможности заметного снижения себестоимости труб и улучшения их качества в рамках традиционной технологии практически исчерпаны, в
том числе по причине значительного физического и морального износа прессового оборудования
на заводах по обработке цветных металлов.
Существующая технология весьма капиталоемка и рассчитана на большие объемы выпуска
труб – 25 тыс. т в год и более. Современная ситуация характеризуется ростом числа производи-
телей труб при одновременном снижении перспективных объемов выпуска до 1,0–12,0 тыс. т
труб в год и повышении требований по качеству
труб.
Одним из наиболее перспективных направлений решения комплексной задачи снижения затрат на производство бесшовных труб при одновременном улучшении их качества, в частности
уменьшения разностенности в сочетании со снижением удельных капитальных затрат (для новых
производств), является переход на процесс, базирующийся на непрерывном литье полых и прутковых заготовок и их последующей холодной периодической прокатке и волочении [1].
Применительно к различным объемам производства перспективен процесс непрерывного литья заготовок способом вытягивания из расплава, находящегося в печи-миксере [2]. Известны
следующие разновидности этого способа: литье
вверх; литье в горизонтальном направлении; литье вертикально вниз.
Способ литья вверх предполагает размещение вытягивающего устройства над печью-миксером, что усложняет конструкцию установки. Этот
способ получил применение для многоручьевого
непрерывного литья прутковых заготовок из бескислородной меди.
Способ горизонтального литья трубных заготовок связан с пристыковкой узла кристаллизатора сбоку от обогреваемого тигля печи-миксера, что создает определенные сложности для
применения эффективных индукционных печей
в качестве миксера [1]. Одним из примеров та-
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
пуска медных труб различного сортамента следующего назначения:
– трубы для газоводопроводных систем наружным диам. 8–35 мм, толщиной стенок 0,75–
2,0 мм;
– трубы для теплообменников и охладителей
наружным диам. 8–35 мм, толщиной стенок 0,75–
2,0 мм;
– трубы для кондиционирования (тонкостенные) размерами 7,94×0,23 ÷ 16×0,7 мм;
– для получения полых и прутковых заготовок из латуней и бронз машиностроительного назначения.
В состав плавильного комплекса вертикального непрерывного литья входят:
– плавильная поворотная индукционная печь
(рис. 1) вместимостью 65–250 кг (возможно и
больше);
– индукционный миксер (рис. 2) вместимостью 350 кг с графитовыми стопором и тиглем,
к которому с помощью фланца присоединен графитовый кристаллизатор с первичным и вторичным водяным охлаждением. При этом выходящая из блока кристаллизатора и холодильников
заготовка в виде прутка или трубы душируется
по окружности водой, собираемой далее водосборником.
Тянущая клеть (рис. 3) представляет собой
узел, содержащий три пары роликов, каждый из
которых приводится во вращение индивидуальным электроприводом. Жесткая механическая
связь, которую представляют собой вытягиваемые трубы или прутки, надежно усредняет работу
всех двигателей. Это дает возможность питания
всех электродвигателей от одного общего источника тока с общим для всех двигателей органом
регулирования скорости вытягиваемого изделия.
Все органы управления
пуском оборудования и регулирования скорости литья
находятся на пульте, установленном на площадке вблизи
от тянущей клети. В схеме
питания
электроприводов
предусмотрено два варианта
вытягивания изделий: непрерывное с постоянной скоростью; прерывистое, при
котором все двигатели периодически включаются на время
вытягивания заготовки.
Рис. 2. Индукционный миксер (в стадии
монтажа на рабочей площадке комплекса)
К редукторам первой пары
тянущих роликов (верхней)
71
Рис. 1. Индукционная плавильная
поворотная печь (позади нее
установлен индукционный миксер)
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
кого оборудования была двухручьевая установка
для литья труб конструкции братьев Мясоедовых
в середине XX в. С этого же времени в институте «Гипроцветметобработка» велись работы по
созданию оборудования для непрерывного литья полос, труб и прутков из цветных металлов и сплавов под руководством В.Д.Седова и
В.А.Данкова. Такая установка была внедрена на
производственной базе Экспериментального завода качественных сплавов (ЭЗКС) в г. Мценске
(В.А.Васильев и Н.И.Паршин).
Способ литья вниз отличается простой пристыковкой кристаллизатора к основанию тигля
индукционной печи-миксера, при этом облегчается выделение газов из расплава при кристаллизации, что способствует получению плотной по
периметру заготовки, поэтому применительно к
непрерывному литью труб и прутков этот способ
можно рассматривать как наиболее предпочтительный.
Вариант вертикального непрерывного литья
трубных заготовок размерами сечения (диам./
толщина стенки) 98/12; 70/12; 70/8 и 40/5 обеспечивает симметричную схему их формирования и ряд других важных преимуществ по
сравнению с вариантом горизонтального непрерывного литья.
Была создана (В.А.Васильев, Г.В.Ашихмин)
одна из очередных установок непрерывного литья полых и прутковых заготовок из меди марок
М1р и М2р (содержание фосфора 0,015–0,04%) с
целью последующей обработки давлением и вы-
72
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
Рис. 3. Тянущая клеть
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
крепятся тахогенераторы – один для измерения и
второй для стабилизации скорости вытягивания.
Резание труб и прутков производится без прекращения вытягивания их из кристаллизаторов
(на ходу), для чего каретка летучей пилы снабжена
зажимом, с помощью которого подвижные части
пилы прочно соединяются с разрезаемым изделием выше места отрезки. Зажим изделий и подача
пилы осуществляются с помощью гидропривода.
Команду «зажим–разжим» пила получает от
системы измерения заданной длины литой заготовки. В зависимости от требуемой мерной длины прутков или труб плавильный комплекс может
быть оборудован различными механизмами приемки и выдачи литых заготовок. В случае литья
прутков или труб длиной до 7,0 м устанавливается тележка с двумя приемными коробами. Короба
расположены на таком расстоянии друг от друга,
что когда один заполняется прутками или трубами, второй выходит за пределы литейной установки, и находящиеся в нем изделия могут быть
извлечены с помощью троса и подъемного крана.
В короба с помощью цехового крана и электромагнита в случае необходимости устанавливаются проставки (под изделия меньшей длины) и на
них демпферы, смягчающие падение отрезанного
летучей пилой изделия.
На рис. 4 приведен примерный перечень операций, которые должны сопровождать производство заготовок труб и прутков из меди и ее сплавов способом вертикального непрерывного литья
заготовок от входного контроля сырья и мониторинга технологического процесса до приема
готовой продукции. На рис. 5 показан комплект
основного технологического оборудования литейного комплекса для производства заготовок
медных труб, используемых в кондиционерах,
холодильниках и теплообменниках с объемом
производства до 10 тыс. т/год из бескислородной
меди и меди, раскисленной фосфором.
Рис. 4. Схема производства заготовок труб и прутков из меди и ее сплавов способом непрерывного литья
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
73
Технические характеристики оборудования
литейного комплекса приведены ниже:
Печь плавильная индукционная канальная
промышленной частоты типа ИЛК:
вместимость, т
полезная
1,0
полная
1,3
мощность потребляемая, кВт
250,0
температура расплава, °С
1200
производительность, т/ч
1,25
расход воды на охлаждение индукторов, м /ч
3
0,25
Миксер:
вместимость, т
полезная
2,0
общая
3,8
мощность потребляемая, кВт
120,0
температура расплава, °С
1180
Кристаллизатор графитовый (два варианта):
диаметр наружный трубной заготовки, мм
До 100,0
количество вытягиваемых заготовок, шт.
До 3,0
толщина стенки трубной заготовки, мм
До 10,0
длина трубной заготовки, м
До 7,0
скорость литья, м/ч
До 25,0
Комплект оборудования должен производить
заготовки бесшовных медных труб в прямых отрезках и в бухтах. При необходимости участок
может быть укомплектован оборудованием для
литья прутковой заготовки в несколько ручьев и
для производства полос способом вертикального
литья вниз.
Тенденции дальнейшего развития производства заготовок из меди и медных сплавов – совершенствование способа непрерывного вертикального литья.
Развитие электроники и ее миниатюризация
вызвали необходимость разработки процесса получения литых заготовок со структурой металла,
не имеющей межзеренных границ, и являющейся
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Рис. 5. Литейный комплекс для производства заготовок тонкостенных медных труб:
1 – печь плавильная индукционная канальная
промышленной частоты типа ИЛК-1,0; 2 – желоб переливной; 3 – миксер; 4 – термопара;
5 – автоматический регулятор уровня металла
в кристаллизаторе (до трех ручьев); 6 – датчик
уровня металла; 7 – кристаллизатор графитовый; 8, 9 – затравка и механизм для ее подачи в
кристаллизатор; 10 – круг поворотный; 11 – емкость для слива аварийная; 12 – гидроблок;
13 – водосборник с уплотнением по заготовке;
14 – клеть тянущая со сменным инструментом;
15 – прибор для измерения длины отливаемой
заготовки; 16 – пила летучая; 17 – приемные
короба; 18 – проставки и демпфер; 19 – короб
для сбора стружки; 20, 21 – насос погружной с
датчиком уровня воды; 22 – позиция гибочного устройства при переводе литейных заготовок для приемки их в бухты; 23 – пила летучая
горизонтальная; 24 – механизм возврата пилы;
25 – проводка; 26 – устройство для намотки
заготовки в бухту (количество – в зависимости от числа ручьев); 27 – мостик переходной;
28 – площадки рабочие
74
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
превосходным материалом для электронной промышленности.
Известные конструкции кристаллизаторов
скольжения из-за резкого теплоотвода не обеспечивают получения литой заготовки с мелкозернистой структурой и без поверхностных дефектов.
В связи с этим замедление теплоотвода от стенок
кристаллизатора в зоне начала кристаллизации
должно уменьшить направленный рост кристаллов, что в свою очередь обеспечит получение заготовок с гладкой поверхностью и мелкозернистой структурой по всему сечению слитка.
Другим направлением совершенствования
конструкции кристаллизатора для достижения
вышеописанных целей является обогрев стенки
кристаллизатора до температуры выше температуры затвердевания расплава. С возрастанием
скорости литья улучшается качество поверхности литых прутков и труб. При этом должны изменяться линейные размеры кристаллизатора. В
то же время скорость литья зависит от таких параметров, как конструкция и настройка кристаллизатора, положение уровня металла в нем, положение вытягивающей роликовой клети и других
устройств установки.
Таким образом, одно из важных и сложных
звеньев в технологической цепи получения продукции на заводах ОЦМ – процесс получения
прутков и труб с регламентированными свойствами без внутренних и внешних дефектов [3].
На основе ряда исследований, проведенных в
институте «Гипроцветметобработка», сконструирована и на одном из заводов ОЦМ внедрена
(В.А.Васильев и А.Н.Лейкин) система автоматического регулирования уровня металла в кристаллизаторе установок полунепрерывного литья
мерных слитков [4].
Результаты внедрения системы подтвердили
высокое качество регулирования во всех режимах: автоматический пуск, регулирование пери-
ода литья изделия, автоматическая остановка в
конце процесса. Освоено совместное и раздельное управление графитовыми стопорами трехручьевой установки.
Заключение. Дальнейшее развитие основных процессов непрерывного литья должно идти
в направлении совершенствования установок с
различными кристаллизаторами [5]. При этом
особое внимание должно уделяться развитию литейных процессов, создающих предпосылки для
получения качественных заготовок с уменьшенной толщиной стенки (для труб) при достаточно
высокой производительности, что позволило бы
радикально снизить энерго- и трудозатраты при
производстве готовых изделий [6] и [7].
Библиографический список
1. Шевакин Ю.Ф., Кац А.М., Васильев В.А. и др. Производство бесшовных труб из непрерывнолитых полых заготовок // Металлург. 1997. № 6. С. 5–6.
2. Шевакин Ю.Ф. Фундаментальные проблемы российской металлургии на пороге XXI века. Т. 2. М. : РАЕН, отделение металлургии, 1998. – 486 с.
3. Хендерсон Ги П. Последние разработки в области
производства профилей из цветных металлов посредством
непрерывного литья: VI симпозиум по металлургии цветных
металлов. (Балатоналия. 1989).
4. Потресов Д.К., Беленький А.А., Лейкин А.Н., Маркелова А.В. Оптимальное регулирование уровня металла в
кристаллизаторе установок непрерывного литья: Научн. тр.
института «Гипроцветметобработка». Вып. 35. М. : Металлургия, 1971. 144 с.
5. Васильев В.А., Кац А.М. Технико-коммерческое
предложение на установку вертикального непрерывного литья полых заготовок. Установка нового поколения. АО «Институт Цветметобработка», 2003. 11 с.
6. Инновативные комплексные технологии для стали и
цветных металлов : Проспект фирмы SMSMeer. 1999.
7. Легендарной «Цветметобработке» – 70! // Metal-Expo
News. 2006. № 3.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Development trends of technology and equipment
for production of copper tubes and bars
from continuous cast billets IN RUSSIA
© Vasiliev V.A.
A brief analysis of the ways to execute continuous casting of copper and its alloys is carried out. The structure of the equipment and its characteristic is resulted. The basic structure of a universal complex for manufacture of castings is shown.
Areas for improvement of equipment for micro-and mini-enterprises of non-ferrous metals are identified.
Keywords: continuous vertical casting of pipe, rods and strips; induction mixer; graphite mold; stand of withdrawal rolls;
flying saw and receiver; complex for manufacturing of cast billet by continuous casting.
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
75
УДК 669.715.004.82
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПЛАВЛЕНИЯ УПАКОВКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА
© Михна Стефан, канд. техн. наук; Майрих Петр, канд. техн. наук
Университет им. Я.Е.Пуркине. Факультет технологии производства и управления. Чешская Республика, г. Усти-на-Лабе.
E-mail: [email protected]; [email protected]
Статья поступила 04.10.2012 г.
Выполнен расчет выхода годного полученного алюминиевого сплава с комплексной оценкой эффективности процесса переработки.
Ключевые слова: алюминиевый сплав; тара для напитков; процесс плавления.
ны методом термической десорбции в аппаратах
Aerotrap 6000 (Tekmar, США). Затем выделенные
органические вещества подвергались двойному
анализу с использованием хроматографа и массспектрометра MD800 (Fisons, Великобритания),
разделительных кремниевых колонн SPB-1 Sulphur длиной 30 м, внутренним диаметром 0,32 мм
и толщиной пленки 4 мкм. Определение летучих
соединений производили с помощью интерпретации измеренных масс-спектров. Данные термогравиметрии (рис. 1) показывают около 4% потерь массы алюминиевого лома в газообразном
состоянии при температуре 300–600 °С. Следовательно, можно сделать вывод, что нагрев алюминиевого лома от 300 °С до температуры плавления приводит к выделению газов в количестве,
соответствующем снижению массы алюминиевого лома на 4% его общей массы.
Соединения, наиболее часто выделяемые
при 200 °С, с точки зрении экологии и риска для
здоровья (рис. 2, а). Стирол (фенилэтилен, ви0
–1
–2
–3
–4
–5
0
100
200
300
400
500
Температура, °С
Рис. 1. Термогравиметрические результаты
600
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
елью проведенного эксперимента было получение алюминиевого материала определенного химического состава после вторичной
переработки и плавки алюминиевой тары от напитков для дальнейшего производства алюминиевых полуфабрикатов. Полученные отливки из
алюминиевого сплава были проанализированы
химическими и металлографическими методами.
В ходе экспериментов проведены три плавки, при
этом шихта была полностью сформирована из
алюминиевого лома в виде тонко измельченных
алюминиевых банок. С учетом того, что алюминиевые отходы покрыты материалами из пластика,
бумаги, лака и краски, необходимо определить содержание и состав выделяющихся при плавлении
газообразных продуктов и оценить их возможное
негативное влияние на окружающую среду [1].
Хроматографический и масс-спектрометри­
ческий анализ газов, выделяющихся из алюминиевых емкостей для напитков. Проведен анализ
состава газов, выделяющихся при переработке
алюминиевого лома в виде химических соединений при температуре 200 и 300 °С. Анализ выполняли по следующей схеме: около 1 г измельченного и раздробленного алюминиевого лома
взвешивали и вставляли в стеклянную капиллярную трубку, которую затем помещали в печь при
200 °С. Первая десорбция проводилась в течение
20 мин при закачке и вытяжке 1 л гелия через
трубку. Выделившиеся вещества собирали в сорбционной трубке, заполненной комбинированным
угольным фильтром Carbotrap 300 (состоящим из
трех размещенных последовательно сорбентов,
например Carbotrap, Carbotrap С и Carbosieve SII).
Полученные сорбционные трубки были обработа-
Увеличение массы, %
Ц
76
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
а
системе. Острая и хроническая
токсичность этилбензола относительно невелика. Этилбензол выПорошок нагрет до
200 °С и выдержан при
зывает раздражение дыхательных
этой температуре 20 мин
путей и глаз, влияет на функции
в атмосфере гелия. Промозга и повреждает кожу, прианализированы отходящие газы
водит к головокружениям и повреждает печень, почки и глаза
(кл. опасности: в России – IV, по
классификации ООН – 3).
Метанол (кроме химического
вещества, обозначаемого по правилам правописания Чехии только «метанол»), метиловый спирт,
карбинол – наименее сложный
алифатический спирт. Летучий,
легковоспламеняющийся и высокотоксичный. Наркотическое
б
воздействие метанола немного
меньше, чем этанола, но он вывоПорошок нагрет
дится из организма постепенно,
до 300 °С и выдержан при этой теми поэтому воздействие длится
пературе 20 мин в
дольше. Двумя основными симатмосфере гелия.
Проанализироптомами отравления метанолом
ваны отходящие
являются судорожные боли в
газы
животе и нарушения зрения. Он
также повреждает химические вещества в роговой оболочке глаза,
что может привести к слепоте (кл.
опасности: в России – III, по классификации ООН – 3, вторичная
опасность – 6.1).
Бензол – органическое химическое вещество, имеющее сладРис. 2. Масс-спектры соединений при 200 °C (а) и при 300 °C (б)
кий запах, токсичная жидкость,
известная канцерогенным вознилбензол) – бесцветная или желтая жидкость
действием. Вдыхание небольшого количества
с сильным сладким запахом. Стирол имеет нарможет привести к головным болям, утомлению,
котический и местный раздражающий эффекты;
ускоренному сердцебиению, дрожи и потере сопри контакте с кожей вызывает ее воспаление и
знания. Большая концентрация бензола в воздухе
раздражение; при контакте с глазами вызывает
может вызвать даже смерть. Бензол повреждает
раздражение роговой оболочки и иногда может
костный мозг и вызывает анемию. МАИР классипривести к необратимому повреждению. Долгофицирует бензол как канцероген первой группы,
временное воздействие стирола проявляется в
в частности он вызывает лейкемию и рак легких
неврастенических расстройствах, изменениях в
(кл. опасности: в России – II, по классификации
функции печени и падении кровяного давления
ООН – 3).
(кл. опасности: в России – II, по классификации
Метилметакрилат – легковоспламеняюООН – 3).
щееся вещество, раздражает глаза, дыхательные
Этилбензол – неустойчивое соединение, коорганы и кожу, также вызывает чувствительность
торое разлагается биологически или подвергакожи при контакте (кл. опасности: в России – III,
ется фотоокислению в окружающей среде. За
по классификации ООН – 3).
исключением обширных локальных утечек оно
Наиболее часто встречающиеся при темпене причиняет большого ущерба экологической
ратуре 300 °C соединения с точки зрения эколо-
НАУК А
П Р О И З В ОДС Т В О
77
c источником питания 13,8 кВА и номинальной
тепловой мощностью 7,5 кВт. Материал расплавляли в графитовом тигле при 780 °С и после плавки алюминиевых отходов добавляли небольшое
количество флюса (20 г) для лучшего разделения
металла и шлака. Расплав перемешивали, чтобы
взять пробу с поверхности металла. Три партии
шихтовых материалов расплавляли и металл заливали в круглую форму (рис. 3), и после охлаждения отливок взвешивали для расчета выхода
годного металла по следующей формуле:
.
Выход годного металла в отдельных отливках варьировался от 70 до 80%, в результате чего
были получены следующие результаты: отливка
№ 1 – 70,5%, отливка № 2 – 79,5% и отливка № 3
– 79,7%. При переработке алюминиевой тары
для напитков в промышленном масштабе с целью достижения высокого уровня выхода годного целесообразно перед загрузкой использовать
операцию дробления банок на мелкие кусочки с
последующим прессованием лома в брикеты.
Спектрометрический анализ образцов после
плавления. Для определения точного химического состава отливок № 1, 2 и 3 после плавки и заливки алюминия в формы отбирали требуемые для
спектрометрического анализа образцы. В работе
использовали устройство SPECTROLAB производства компании Spectro – оптический эмиссионный спектрометр, в котором для выявления
спектральных линий отдельных элементов применяются специальные ПЗС-детекторы. В целом
в отдельных образцах были проанализированы 27
элементов. Результаты анализа отдельных образцов отливок № 1, 2 и 3 представлены в таблице.
Все исследованные отливки близки по составу к сплаву AlMn1 (EN AW 3103 or EN AW
Рис. 3. Макроструктура отливки № 1
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
гических и санитарных рисков (рис. 2, б). Хлорметан (метилхлорид) CH3Cl, метилендихлорид
(дихлорметан) CH2Cl2, хлороформ (трихлорметан) CHCl3, четыреххлористый углерод (тетра­
хлорметан) CCl4 получаются хлорированием метана. В основном это канцерогенные соединения
с наркотическим воздействием (кл. опасности: в
России III, по классификации ООН – 2.1, 6.1, 6.1,
6.1, соответственно).
Хлорэтен (винилхлорид) CH2=CHCl является канцерогенным газом, используется при получении поливинилхлорида, одного из наиболее
часто используемых пластиковых материалов
(кл. опасности: в России – IV, по классификации
ООН – 2.1) [2].
Ацетон – привычное название пропанона или
также диметилкетона, бесцветная жидкость со
специфическим запахом, легко воспламеняется
и может свободно смешиваться с водой. Ацетон
– основные сырье для химической промышленности (кл. опасности: в России – IV, по классификации ООН – 3).
Фенол – бесцветное твердое кристаллическое
вещество с запахом дегтя при нормальных условиях. Его формула C6H5OH определяет его состав,
когда молекула формируется одной гидроксильной группой, присоединенной к углеводородному
остатку бензольного кольца, называемого фенилом. Это означает, что фенол – ароматическое соединение. Из-за своих антисептических свойств
он используется в производстве различных антисептиков и лекарственных средств. Это исходный
материал в индустрии производства аспирина,
гербицидов и синтетических смол, например бакелита (кл. опасности: в России – II, по классификации ООН – 6.1.).
Циклопентанон – это бесцветная жидкость с
приятным запахом плотностью 0,95 г/см3 и температурой кипения 131 °С, который менее растворим в воде, но хорошо растворим в органических
растворителях (класс опасности по классификации ООН – 3).
Тестирование плавок алюминиевых тар для
напитков и выход годного металла. Первоначально взвешивали шихтовые материалы, содержащие 2,5 кг мелко измельченных отходов
алюминиевой упаковки для напитков для каждой отливки (№ 1, 2 и 3). Для определения массы измельченных банок использовали точные
весы VEB Wägetechnik Rapido со шкалой от 5
г до 1000 г и погрешностью 0,1 г. Далее шихту
загружали в графитовый тигель и помещали в
электрическую печь сопротивления LAC s.r.o.
ТЕХНИКА
78
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
Химический состав образцов отливок, мас. %
Отливка № 1
Элемент
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Ni
Zn
Ti
Содержание, %
0,337
0,90
0,094
0,452
0,67
0,043
0,156
0,264
0,026
Элемент
Ag
B
Be
Bi
Ca
Cd
Co
Ga
Li
Содержание, %
0,026
0,02
0,0007
>0,03
>0,012
0,02
>0,05
>0,042
>0,0004
Элемент
Na
P
Pb
Sb
Sn
Sr
V
Zr
Al
Содержание, %
>0,02
>0,0084
>0,048
<0,002
>0,06
>0,0085
0,05
>0,036
96,3
Отливка №2
Элемент
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Ni
Zn
Ti
Содержание, %
0,307
Ag
0,48
B
0,085
Be
0,606
Bi
0,004
Ca
0,009
Cd
0,003
Co
0,132
Ga
0,027
Li
Элемент
<0,0001
Na
0,0011
P
0,0001
Pb
0,0007
Sb
<0,0000
Sn
0,0002
Sr
<0,0001
V
0,0114
Zr
<0,0000
Al
Содержание, %
0,0017
0,0038
0,0067
0,0287
0,0014
Отливка №3
<0,0001
0,0054
0,0013
98,3
Элемент
Содержание, %
Элемент
Si
Fe
Cu
Mn
Mg
Cr
Ni
Zn
Ti
Содержание, %
0,341
Ag
0,341
B
0,098
Be
0,530
Bi
0,72
Ca
0,013
Cd
0,00065
Co
0,015
Ga
0,021
Li
Элемент
<0,0001
Na
0,0013
P
0,0004
Pb
>0,001
Sb
0,002
Sn
0,001
Sr
0,0005
V
>0,016
Zr
0,0001
Al
Содержание, %
0,0029
0,0025
0,0039
<0,002
<0,001
<0,0001
0,01
0,0026
97,9
Элемент
Содержание, %
а
б
в
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Рис. 4. Микроструктура отливки № 1 (а), отливки № 2 (б) и отливки № 3 (в)
3003) с содержанием Mn 0,452–0,606%. Содержание основных примесей находится в пределах: Fe 0,341–0,90%; Si 0,307–0,341% и Zn 0,015–
0,264%. Содержание алюминия изменяется от
96,3 до 97,9% [3].
Металлографическая оценка отливок.
Алюминиевые отливки каждой отдельной партии, размещенные в круглые формы, и полученные для металлографического исследования
шлифы разрезали вертикально в центральной
части. Для качественного изучения структуры
после резки темплеты полировали с последующим травлением 10%-ным раствором фосфорной кислоты в течение 5 мин. Микроструктура отливки № 1 принципиально отличается от
структуры других двух отливок, так как содержит повышенное количество железа, которое
проявляется при металлографическом анализе
в виде большого числа грубых игл интерметаллических фаз типа FeSiAl5 (пространственно
понимаемых как «покрывало») размером 300–
700 мкм (рис. 4, а). Микроструктура отливки
№ 2 (рис. 4, б), так же как и отливки № 3, имеет разветвленные интерметаллические фазы
типа AlFe(Si)Mn, которые называются обычно
«Китайская письменность» и достигают размера 80–200 мкм. Микроструктура всех отливок
имеет высокий уровень местной междендритной пористости (рис. 4, в) с появлением оксидных пленок различных форм.
Заключение. При температурах от 200–300 °С
с поверхности алюминия выделяется значительное количество опасных химических соединений.
Термогравиметрические результаты исследова-
НАУК А
ния показывают, что потери летучих соединений
составляют 3–4% потерь алюминия и общей массы лома.
Из анализа вышесказанного можно предположить, что алюминиевые отходы упаковки содержат 3–4% примесей (остатки лака, пластмасс,
красок и т.д.), которые улетучиваются при повышении температуры. Вещества, испаряющиеся
при переработке алюминиевых банок для напитков, опасны для здоровья. В основном это: метанол (который особо вреден, способен повредить
сетчатку и привести в будущем к нарушениям
зрения), бензол (канцерогенное вещество первой
группы, вызывающее лейкемию и рак легких) и
метилметакрилат. Кроме того, из соединений, содержащих хлор (хлорметан, хлорэтен, гидрогенхлорид, 1-хлорбутан, хлоргексанол и т.д.), могут
выделяться канцерогенные и вызывающие раздражение газы. Отсюда можно сделать вывод,
что плавка большого количества алюминиевых
банок для напитков без специальной подготовки
(или внесения изменений в технологию плавления) и без удаления этих веществ представляет
собой значительный риск для безопасности и
здоровья.
Все исследованные отливки близки по составу
к сплаву AlMn1 (EN AW 3103 or EN AW 3003) и
содержат Mn 0,452–0,606%, а также Fe, Si и Zn. Содержание алюминия в интервале 96,3–97,9%.
Полученные результаты плавки для отдельных отливок позволяют предположить, что выход годного металла изменяется в пределах 70–
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
79
80% степени извлечения, что является хорошим
результатом при переплавке измельченных неуплотненных отходов. При прессовании отходов
упаковки в брикеты можно достичь выхода годного около 80% степени извлечения.
Изучение отдельных отливок приводит к
выводу, что весь объем получаемого алюминиевого материала является компактным и однородным, без усадки, отверстий, трубок и следов
переплавки отходов. С точки зрения металлургического качества в микроструктуре всех
образцов можно увидеть появление карбидов
из-за наличия пластиковых отходов, лаков и
красок при их последующей реакции с алюминием. С увеличением количества оксидных пленок увеличивается междендритная пористость.
Для повышения качества отливок необходимо
проводить рафинирование и дегазацию, также
добавить операцию фильтрации через керамический фильтр.
Библиографический список
1. Lukáč I., Grutková J. Vlastnosti a štruktúra neželezných
kovov II, Alfa 1975.
2. Svoboda J., a kol. Organická chemie I, 1. Vydání, VŠCHT
v Praze, 2005, ISBN 978-80-7080-561-9.
3. Lukáč I., Michna Š. Colour Contrast, Structure and
Defects in Aluminium and Aluminium Alloys. Cambridge Int.
Science Publishing GB, 2001. September. P. 168. ISBN 1-89832670-3.
4. Bolibruchová D., Tillová E. Zlievarenské zliatiny Al–Si,
ŽU v Žiline – EDIS, 2005, ISBN 80-8070-485-6.
Analysis of melting process of food packaging
for aluminum alloy production
©Michna S., PhD; Majrich P.
The calculation of the yield of acquired aluminum alloy produced from the recycling of aluminum food packaging,
a complex efficiency assessment of the process was undertaken.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Keywords: aluminium alloy; beverage containers; melting process.
80
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
УДК 669.22.053.4
КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ПИРИТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ ГОК «ЭРДЭНЭТ»
© Семун Найдан Церма
Технологический институт им. Ш.Отгонбилэга при ГОК «ЭРДЭНЭТ». Монголия, г. Эрдэнэт
Мамяченков Сергей Владимирович, д-р техн. наук, проф.; Рогожников Денис Александрович
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н.Ельцина». Россия, г. Екатеринбург.
E-mail: [email protected]
Статья поступила 29.10.2012 г.
На основе изучения вещественного состава пиритного концентрата, попутно получающегося при флотации медно-порфировых руд
месторождения «Эрдэнэтийн овоо», рассмотрены возможности извлечения из него ценных компонентов.
Ключевые слова: пиритный концентрат; вещественный состав; технология переработки.
И
звлечение цветных металлов сопровождается переработкой большого объема рудного сырья. Например, для производства 1 т меди
в среднем приходится перерабатывать до 20 т
горной массы, отвалы которой образуют техногенные образования, являющиеся основными
источниками загрязнения водоемов, воздушного
бассейна и прилегающих земель. Для ГОК «Эрдэнэт» этот показатель приближается к 16 т и в
дальнейшем будет увеличиваться из-за снижения
содержания меди в руде по мере отработки месторождения. В связи с этим для обогатительного
производства актуальна проблема попутного извлечения ценных компонентов (в частности, благородных металлов) из пиритных концентратов,
получающихся в больших количествах при переработке медно-порфировых руд.
Монголо-российское совместное горно-обогатительное предприятие «Эрдэнэт», перерабатывая в год в среднем 26 млн т сульфидных руд
сложного минералогического состава, получает
около 0,420 млн т медного и 3,5 тыс. т молибденового концентрата. Хвосты обогащения (около
25,5 млн т/год) вместе с пиритным концентратом
(0,5–1,5 млн т/год) накапливаются в хвостохранилище комбината, создавая техногенные образования, представляющие, с одной стороны,
значительную опасность для экологии региона, с
другой – это значительный сырьевой ресурс для
извлечения благородных металлов, меди, железа и других ценных компонентов. В настоящее
время ведутся поисковые исследования по переработке пиритных концентратов по упрощенной
схеме с целью получения драгоценных металлов;
получены первые обнадеживающие результаты.
Пиритный концентрат, получающийся на стадии основной селекции пирита, содержит в среднем 0,35% меди, 39,12% железа, 42,41% серы, 3,21%
кварцита, 0, 42% свинца, до 10 г/т золота, 24 г/т
серебра и 220 г/т кобальта (табл. 1).
Известно, что в месторождении «Эрдэнэтийн
овоо» содержание пирита составляет в среднем
3–5%. Он представлен в основном в виде вкраплений и прожилок в кварце; редко встречаются
жилообразные скопления толщиной до 30–40 см.
Для месторождения пиритов характерны повышенные концентрации ряда редких элементов: селена, кобальта, меди, никеля, золота, серебра при
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Таблица 1. Усредненный химический состав основных рудных минералов месторождения «Эрдэнэтийн
овоо» (по данным работ Ж.Баатархуу)
Минерал
Cu
Fe
Содержание, %
S
Zn
Pb
Содержание, г/т
As
Sb
Au
Ag
Re
Co
Халькопирит
35,1
30,1
34,8
0,07
0,63
0,02
353
0,36
55
0,97
87,7
Халькозин
76,62
1,50
22,0
0,07
0,02
0,15
75
0,1
130
–
–
Ковелин
67,51
1,13
31,12
0,05
0,25
0,25
100
0,05
100
–
–
Сфалерит
0,62
0,57
32,6
65,02
0,06
0,01
100
–
1500
–
–
Пирит
0,11
46,34
63,51
0,03
0,31
0,02
51,7
0,18
28
0,46
230,2
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
81
Таблица 2. Режим и результаты цианидного выщелачивания благородных металлов из пиритных
концентратов
Условия цианирования*
Концентрация в растворе,
мг/л
Au
Ag
Содержание в кеке,
мг/кг
Au
Ag
расход NaCN, кг/кг
CNaCN, г/л
0,01
3,0
0,04
0,86
1,1
0,02
3,0
0,03
0,71
0,9
0,03
3,0
0,01
0,76
0,5
Извлечение, %
Au
Ag
24
87,2
96,3
18
86,8
95,5
22
87,1
96,1
* Ж:Т = 2:1, продолжительность 72 ч.
бах был выполнен в Лаборатории физики тверотсутствии висмута и ртути. Высокое содержание
дых тел при Академии наук Монголии.
в пиритах меди, серебра, кобальта можно объяснить наличием микро- и субмикровключений
Опыты проводили по схеме: обжиг–выщеласобственных минералов этих элементов. Усредчивание–цианирование–извлечение золота из
ненный химический состав основных рудных мирастворов. Концентрат предварительно подвернералов с изоморфными примесями месторождегали окислительному обжигу с целью вскрытия
ния «Эрдэнэтийн овоо» представлен в табл. 1.
дисперсного золота и вывода серы, мышьяка и
других летучих примесей. Обжиг проводили в муЦель настоящей работы – определение возфельной печи в интервале температур 650–700 °С
можности извлечения ценных компонентов из
в течение 6 ч. Полученный спек измельчали до
пиритных концентратов и выбор технологии их
крупности класса +0,2 мм и подвергали сернокискомплексной переработки с учетом минералогилотному выщелачиванию с целью перевода меди и
ческого и химического состава.
других цветных металлов в раствор, а полученный
Исследования проб пиритных концентратов,
кек обрабатывали цианидами. Режим цианировавыполненные в Центральной исследовательния и результаты трех опытов приведены в табл. 2.
ской лаборатории комбината, показали присутствие в нем (в среднем) 80% пирита,
4,7% халькопирита, 1,5% молибдениПиритный концентрат
та, 9,8% кварца. Пирит представлен в
основном в виде вкраплений в кварц
Окислительный обжиг
и халькопирит, изредка встречаются
Измельчение
H SO
жилообразные скопления размером
до 0,6 мм. Молибденит встречается
Выщелачивание
в основном в ассоциации с пиритом
и кварцем, реже наблюдается в параРаствор Cu
Кек
генезисе с халькопиритом и образует
I стадия цианирования
гнездообразные скопления, струйчатые выделения и рассеянную вкраФильтрация с
пленность.
промывкой
Золото приурочено к пириту,
встречается в незначительных количеКек
Промраствор
ствах в самородной форме, но в основОсветление
II стадия цианирования
ном в виде теллуридов. Кобальт сосреФильтрация с
доточен в пирите в виде изоморфной
Электролиз
промывкой
примеси и не встречается в собственHO
Раствор
Au/Ag осадок
ных минералах.
Кек
Промраствор
Химический состав проб пиритРепульпация
Осветление
ного концентрата (34,8% Fe; 1,66% Cu;
Обезвреживание
Цементация
0,78% Mo; 39,6% S) был получен по усредненным результатам текущих анаРаствор
Fe концентрат
Au/Ag осадок
лизов, выполняемых РСЭЛ комбината
во всех основных точках флотации.
Анализ на содержание золота и серебра (10 и 28 г/т соответственно) в про- Технологическая схема комплексной переработки пиритных концентратов
2
4
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
2
82
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
По результатам исследований можно сделать
вывод о том, что пиритный концентрат ГОК «Эрдэнэт» может быть охарактеризован как золотосодержащее труднообогатимое техногенное сырье и по
отношению к золоту отнесен к категории высокоупорного золотосодержащего сульфидного сырья.
Предлагаемая технологическая схема переработки пиритных концентратов (см. рисунок)
включает в себя операции окислительного обжига, сернокислотного выщелачивания и двухстадийного цианирования с промежуточной
отмывкой кеков. Продуктами переработки являются: богатый по содержанию благородных
металлов концентрат, медьсодержащий сульфатный раствор, пригодный для утилизации по схеме «экстракция – электролиз с нерастворимыми
анодами» (предприятие «Эрдмин», г. Эрдэнэт) и
железный концентрат для предприятий черной
металлургии.
Заключение. Проведены технологические исследования процесса комплексной переработки
флотационных пиритных концентратов, полученных при обогащении руды месторождения «Эрдэнэтийн овоо». Они показали, что технологическая
схема, включающая в себя двухстадийное цианирование с промежуточной фильтрацией и отмывкой
растворенных золота и серебра, а также электролитическое осаждение металлов с доизвлечением их
цементацией и использование растворов в обороте
обеспечивают получение достаточно высоких технологических показателей по извлечению золота и
серебра. Это свидетельствует об эффективности
данной технологии для переработки накопленных
и текущих пиритных концентратов.
Complex processing of pyrite concentrates at mining
and processing works "Erdenet”
© Semun N.Ts.; Mamyachenkov S.V., ScD, prof.; Rogozhnikov D.A.
Based on the study of material composition of pyrite concentrate, simultaneously resulting at the flotation of copper-andporphyritic ores of deposit “Erdenetiyn ovoo”, possibilities of the valuable components extraction are considered.
Keywords: pyrite concentrate; material composition; processing practice.
IX Конгресс прокатчиков
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
16–18 апреля 2013 года, г. Череповец
Организаторы – ОАО «Северсталь» и Межрегиональная общественная организация «Объединение прокатчиков».
Для участия в работе Конгресса приглашаются руководители и специалисты металлургических предприятий, прокатных, трубных и метизных цехов, научно-исследовательских. проектных и учебных институтов, проектировщики и изготовители металлургического оборудования России, стран СНГ и дальнего зарубежья, представители иностранных фирм
и металлопотребляющих отраслей.
На Конгрессе предусматривается работа следующих секций:
•
производство горячекатаного листа
•
производство холоднокатаного листа, в том числе с покрытиями
•
сортопрокатное производство
•
производство труб и гнутых профилей
•
метизное производство
•
производство валков и привалковой арматуры
•
общие и теоретические вопросы.
Президиумом Объединения прокатчиков принято решение опубликовать доклады и сообщения в виде сборника
«Труды IX Конгресса прокатчиков» в двух томах. Первый том, который намечено выпустить к 25 марта 2013 года, будет
содержать доклады и сообщения, подготовленные для работы в секциях. Второй том, включающий Решение Конгресса,
доклады и сообщения, сделанные на пленарных заседаниях, а также часть докладов, рекомендованных для печатания
руководителями секций, будет выпущен после завершения работы IX Конгресса до 15 июля 2013 года.
Для участия в работе Конгресса необходимо:
•
направить в Оргкомитет заявку с указанием Ф.И.О. и должности каждого участника;
•
заключить договор между предприятием и МОО «Объединение прокатчиков»;
•
произвести предоплату за участие в Конгрессе;
•
прибыть на Конгресс с копией платежного поручения.
За справками обращаться:
тел. +7 (495) 784 7129, факс +7 (495) 784 7112.
Координатор Чувикова Людмила Константиновна, e-mail: [email protected]
НАУК А
ТЕХНИКА
П Р О И З В ОДС Т В О
83
УДК 669.4
ПЕРЕРАБОТКА ТЕХНОГЕННЫХ СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ ПРОМПРОДУКТОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАСТВОРОВ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАТЕЛЕЙ
© Сергеев Василий Анатольевич, канд. техн. наук, доцент; Сергеева Юлия Федоровна;
Мамяченков Сергей Владимирович, д-р. техн. наук, проф.;
Анисимова Ольга Сергеевна, канд. техн. наук, доцент;
Карелов Станислав Викторович, д-р техн. наук, проф.
ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н.Ельцина». Россия, Екатеринбург.
E-mail: [email protected]
Статья поступила 05.03.2012 г.
Выполнен обзор методов переработки техногенных свинецсодержащих отходов предприятий цветной металлургии. Рассмотрено использование различных аминных и фосфорорганических комплексообразователей. Приведены характеристики процессов.
М
едь и цинк на уральских предприятиях получают из сульфидных полиметаллических
концентратов, содержащих 12–20% Cu, 0,5–7% Zn,
25–35% Fe, 0,1–5% Pb, 25–40% S. Уральские медеплавильные предприятия производят металлическую
медь различными пирометаллургическими способами, но в основе каждого из них заложены получение
медного штейна и его последующее конвертирование. Производство цинка по классической пиро-гидрометаллургической схеме начинается с обжига
цинкового концентрата в печи кипящего слоя.
Пирометаллургические процессы сопровождаются образованием металлургической грубой
и тонкой пыли. Грубая пыль – результат механического уноса частичек шихты. По своему составу
она мало отличается от загружаемого материала,
поэтому ее возвращают в процесс совместно с исходным сырьем. Тонкие пыли образуются вследствие возгонки соединений, имеющих высокую
упругость диссоциации паров. К ним относятся
соединения цинка, свинца, кадмия и редких металлов. При высоком содержании в тонкой пыли
оксида цинка ее подвергают сернокислотной обработке, в результате чего образуются обогащенные по свинцу кеки. Такие продукты необходимо
перерабатывать по отдельной технологии.
На современном уровне развития техники
при переработке вторичного сырья используют
пирометаллургические процессы, такие как плавка в шахтных, вращающихся, отражательных печах, печах Ausmelt, в электротермических печах,
в печи Ванюкова, плавка в пламенном реакторе
и др. Пирометаллургические способы характеризуются высокой производительностью, однако
имеют серьезные недостатки:
– необходимость использования исходных
материалов с относительно высоким (не менее
30%) содержанием основного металла;
– многостадийность технологий и как следствие
– относительно низкая степень прямого извлечения
металла в товарный продукт. При этом свинец частично переходит в промышленные продукты, переработка которых производится по специальным
технологическим схемам. Затраты на доизвлечение
свинца высоки, что, в свою очередь, может привести
к удорожанию выпускаемой продукции;
– экологическая опасность производства.
Альтернативой высокотемпературным пирометаллургическим способам переработки вторичного сырья являются гидрометаллургические технологические схемы. Подавляющее большинство
из них связано с использованием серной, соляной
и азотной кислот. Выщелачивание также проводят
в растворах щелочей или подкисленных солей.
Использование хлоридов приводит к выделению газообразного хлора – чрезвычайно агрессивного и высокотоксичного вещества, особенно
во влажной атмосфере и при повышенной температуре. Применение сульфатов не нашло широкого применения в связи с низкой растворимостью
сульфата свинца в воде. При использовании щелочных растворителей возникают трудности с регенерацией растворителей, их утилизацией.
В отличие от кислых и солевых растворов
алкиламины являются не агрессивными по отношению к конструкционным сталям различных
марок [1,2]. Применение комплексообразующих
реагентов обеспечивает селективное извлечение свинца из свинецсодержащих промпродуктов. При гидрометаллургической переработке
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Ключевые слова: свинец; кек; пыль; комплексообразователь; выщелачивание; карбонизация; осаждение; электроэкстракция.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
84
НАУК А
ТЕХНИКА
ПРОИЗВОДСТВО
свинецсодержащих техногенных промпродуктов
растворитель должен иметь высокую емкость по
свинцу, достаточную селективность и обеспечивать возможность регенерации.
Одним из аминов, применяемых для переработки свинецсодержащих техногенных образований, является этилендиамин (ЭДА) [3]. Используют водные растворы с концентрацией ЭДА
200–240 г/дм3. Свинецсодержащий материал, отмытый от сульфатов меди и серной кислоты до рН
не ниже 3 в промывных водах, выщелачивают в закрытом реакторе со скоростью вращения мешалки не менее 300 мин–1. В процессе выщелачивания
поддерживают оптимальную концентрацию ЭДА,
для чего реактор снабжен специальным дозатором
для подачи концентрированного реагента, Ж:Т
поддерживают на уровне 2:1. После выщелачивания пульпу фильтруют, богатый свинецсодержащий раствор (в г/дм3: Pb 90–180, Cu 1–4, Ni 0,1–0,5)
поступает на очистку от примесей, а шлам направляют на извлечение других ценных компонентов.
Очистку раствора от примесей осуществляют
методом цементации во вращающемся цементаторе. В качестве материала-цементатора применяют металлический свинец в виде стружки, гранул или порошка. Продолжительность процесса
составляет 90 мин, интенсифицируя его нагреванием раствора до 35–50 °С. После цементации
пульпу фильтруют, осадок переплавляют, а фильтрат подвергают карбонизации.
Карбонизацию проводят углекислым газом
в герметичном реакторе при интенсивном перемешивании. Образование основного карбоната
свинца сопровождается выделением тепла, избыток которого приводит к разложению комплексоната, поэтому реактор оборудуют охлаждающим
устройством. Расход углекислого газа принимают
эквивалентным двойному содержанию свинца в
растворе. Полученный основной карбонат промывают горячей водой температурой 60–70 °С.
Промытый основной карбонат свинца высушивают при температуре 400 °С в течение 4 ч, измельчают и прокаливают при температуре 450–480 °С
в течение 15–20 ч с получением товарного свинцового сурика. Раствор после осаждения карбоната свинца регенерируют добавлением извести и
направляют в голову процесса на выщелачивание.
Недостатком предложенного способа является высокая токсичность этилендиамина; предельно допустимая концентрация его паров в воздухе
составляет 0,001 мг/дм3.
Эффективным и экологически выдержанным
реагентом следует считать водные растворы дина-
триевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты
(трилона Б) [4]. Предложенная технология состоит
из трех основных блоков: выщелачивание, очистка
полученного раствора и электроэкстракция свинца
с возвратом растворителя в голову процесса.
Проведены исследования [5] по выщелачиванию свинецсодержащих техногенных отходов
с определением оптимальных параметров ведения процесса: исходная концентрация трилона Б
100 г/дм3, рН = 7, соотношение Ж:Т = 7–8, температура 20–25 оС. При этих условиях извлечение
свинца в раствор близко к 96%, цинка – 30%, меди
– 20%, железо количественно остается в кеке.
Очистка полученного трилонатного раствора
от металлов-примесей (в основном цинка и меди)
основана на различной растворимости солей
ЭДТА при изменении кислотности среды. При
понижении рН до 1,5–1,0 происходит разрушение
трилонатных комплексов с образованием осадка ЭДТА. Подкисление раствора целесообразно
проводить серной кислотой для соосаждения совместно с ЭДТА свинца в сульфатной форме, при
этом цинк и медь остаются в растворе в форме
сульфатов. Полученный осадок фильтровали и
промывали подкисленной водой (во избежание
растворения и потери ЭДТА с промывными водами) для удаления металлов-примесей и обрабатывали щелочным раствором из расчета получения готового электролита с концентрацией
свинца 40 г/дм3 и рН = 10 [6].
Электроэкстракцию свинца проводили в двухкамерном закрытом электролизере с перегородкой из катионообменной мембраны марки МК-40.
Католитом служил раствор трилоната свинца, анолитом слабокислый сульфатный раствор. Мембрана предназначена для предотвращения попадания
анионов ЭДТА в анодную камеру и их окисления
в результате электрохимических реакций. Получен губчатый свинец, который после водной отмывки и переплавки под слоем покровного флюса
соответствует марке С1 по ГОСТ 1467–93. Выход
по току составляет 93%, расход электроэнергии
3100 кВт·ч/т свинца. Отработанный католит содержит: 2,3 г/дм3 Pb, 68,9 мг/дм3 Zn, 0,27 мг/дм3
Cu, 11,8 мг/дм3 Fe и после корректировки рН и
концентрации комплексоната может быть использован в голове процесса для выщелачивания
исходных свинцовых промпродуктов.
Недостатком этилендиаминтетрауксусной кислоты является низкая растворимость в воде при
комнатной температуре – не более 120 г/дм3, что
не позволяет получать свинцовые растворы с высокой концентрацией металла. Также ограничена
НАУК А
П Р О И З В ОДС Т В О
85
Кислый раствор второго (кислого) выщелачивания обрабатываем щелочным реагентом,
ступенчато повышая рН раствора. При повышении щелочности раствора из него селективно выпадают в осадок сначала соединения меди, затем
цинка и железа. Осадки, содержащие металлы,
растворяют подкислением с получением соответствующих электролитов.
Из полученных в результате растворения
осадков электролитов электроэкстракцией извлекают металлы в виде товарного продукта. Отработанные электролиты объединяют и после
корректировки рН и концентрации комплексоната направляют в голову процесса на первую стадию – щелочное выщелачивание.
Таким образом, технологические циклы переработки техногенных свинецсодержащих промпродуктов с использованием комплексообразующих реагентов являются замкнутыми и более
экологически чистыми по сравнению с пирометаллургическими методами.
Статья подготовлена в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические
кадры инновационной России на 2009–2013 годы» (государственный контракт № 16.740.11.0669).
Библиографический список
1. Набойченко С.С., Карелов С.В., Мамяченков С.В.,
Якорнов С.А. // Изв. вузов. Горный журнал. 1997. № 11–12.
С. 252–257.
2. Карелов С.В., Мамяченков С.В., Набойченко С.С.,
Якорнов С.А. // Цветная металлургия. 1994. № 2. С. 17–20.
3. Взородов С.А. Диссертация на соискание ученой степени канд. техн. наук. Свердловск, 1985. 147 с.
4. Карелов С.В. Сергеев В.А., Паньшин А.М., Мамяченков С.В., Анисимова О.С. // Цветные металлы. 2009.
№ 6. С. 29–31.
5. Карелов С.В., Анисимова О.С., Мамяченков С.В.,
Сергеев В.А. // Цветная металлургия. 2008. № 2. С. 20–23.
6. Карелов С.В., Анисимова О.С., Мамяченков С.В.,
Сергеев В.А. // Изв. вузов. Цветная металлургия. 2008. № 2.
С. 20–24.
Processing of technogenic lead-bearing middlings
with use of complexing agents solutions
©Sergeev V.A.; Sergeeva Ju.F.; Mamyachenkov S.V.; Anisimova O.S.; Karelov S.V.
The review of methods of processing man-made lead-containing waste of non-ferrous metals enterprises is executed.
The use of different amine and organophosphorous complexes is considered. Characteristics of the processes are given.
Keywords: lead; cake; dust; complexing agent; leaching; carbonization; deposition; electroextraction.
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
растворимость трилоната свинца в воде – не превышает 50 г/дм3. Приведенные недостатки затрудняют получение компактного катодного осадка.
Наряду с аминными соединениями для переработки техногенных свинецсодержащих отходов возможно применение фосфорорганических
соединений. Широко известным представителем
комплексообразователей данного класса является оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ),
применяемая в качестве ингибитора образования
накипи в теплотехнических агрегатах.
На кафедре металлургии тяжелых цветных металлов Уральского федерального университета
разработана новая технология переработки техногенных образований предприятий металлургической отрасли с использованием водных растворов
ОЭДФ. В отличие от трилона Б ОЭДФ имеет значительно большую растворимость в воде при комнатной температуре, которая превышает 1000 г/дм3. К
тому же эта кислота обладает селективностью комплексообразования со свинцом в щелочной среде.
Технология переработки техногенных отходов
включает три основных этапа: выщелачивание
техногенных образований, разделение металлов и
выделение их из раствора в металлическом виде.
Выщелачивание техногенных образований
проводим в две стадии. Первая – обработка отходов щелочным раствором комплексоната при
рН = 10÷11 и затем полученный раствор подкисляем серной кислотой до рН = 1÷0,7 в результате чего
осаждается фосфонат свинца. Осадок отфильтровываем, растворяем подщелачиванием до рН = 10
с получением готового свинцового электролита. С
использованием кислого раствора от осаждения
свинца проводим вторую стадию выщелачивания
твердого остатка от первого (щелочного) выщелачивания. В результате доизвлекаются в раствор
остальные цветные металлы и железо. Твердый
остаток от второго (кислого) выщелачивания содержит минералы пустой породы и обогащен благородными металлами. Он может быть использован в качестве флюсующей добавки при плавке
сульфидных медных концентратов на штейн.
ТЕХНИКА
86
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
XI Конгресс «Кузнец-2012»
С
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
11 по 14 сентября 2012 г. по инициативе генерального директора ОАО «Тяжпрессмаш»
А.М.Володина и президента Кузнечной Академии
им. проф. А.И.Зимина В.П.Чекалова при участии
Российской Ассоциации «Станкоинструмент» в
г. Рязани прошел XI конгресс «Кузнец-2012» на тему
«Перспективы инновационного и конкурентоспособного развития кузнечно-прессового машиностроения и кузнечно-штамповочных производств».
Всего в работе конгресса приняли участие более
100 делегатов от 40 организаций из России, Украины,
Германии, в их числе: ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань), ЗАО «НКМЗ» (Украина, г. Краматорск), ООО
НПП «Молот» (Нижний Новгород), ОАО «КАМАЗ»
(Набережные Челны), ОАО «ММЗ “Авангард”» (Москва), ЗАО «Уральский инжиниринговый центр» (Челябинск), ОАО «Металлург-Туламаш» (Тула), ЗАО
«Ижора-Деталь» (Санкт-Петербург), ОАО «Мотовилихинские заводы» (Пермь), «SMS Meer GmbH» (Германия), а также научные организации: ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина», ФГУП НИИСУ, ОАО ВИЛС,
НИТУ «МИСиС» (Москва), ФГУП ВНИИТВЧ (СанктПетербург), МГТУ «Станкин», МГТУ им. Н.Э.Баумана,
МГИУ (Москва), РГРТУ (Рязань), ОАО «МеталлургМаш» (Тула) и многие другие.
Конгресс открыл президент Кузнечной Академии
В.П.Чекалов, который в докладе отметил, что развитию
инновационных технологий и созданию новых конкурентоспособных образцов кузнечно-штамповочного оборудования принадлежит будущее, которые необходимо внедрять в производство в непростых российских условиях.
Основные факторы, препятствующие внедрению
инновационных технологий на российских предпри-
ятиях: недостаток денежных средств у предприятий,
отсутствие стимулирования со стороны государства,
высокая стоимость нововведений, высокий экономический риск, а также низкий инновационный потенциал предприятий, что связано с устаревшей технологической базой и проблемой подготовки кадров.
В этой связи Правительство РФ приняло постановление «О состоянии и мерах по развитию станкоинструментальной промышленности». Правительством
была принята также подпрограмма «Развитие отечественного станкостроения и инструментальной промышленности на 2011–2016 гг.» в рамках Федеральной
программы «Национальная технологическая база».
Подпрограмма нацелена прежде всего на создание и
развитие в России производств высокотехнологичного
станочного и кузнечно-прессового оборудования, реализующего технологии двойного назначения и наиболее востребованного отечественным ОПК и внутренним рынком. Для реализации подпрограммы, главным
образом на НИОКР, запланированы бюджетные ассигнования в размере 24–26 млрд руб. на 2011–2016 гг.
В докладе отмечено, что ускорение модернизации российских предприятий невозможно без развития комплексного инжиниринга в России. Примером
реализации инжинирингового решения проблем является производственная деятельность ОАО «Тяжпрессмаш». Сегодня это предприятие гарантирует
заказчику поставку инновационных технологий и автоматизированного ресурсосберегающего кузнечнопрессового оборудования и является надежным партнером на мировом рынке.
В докладе отмечено, что развитие отечественной
экономики невозможно без союза ученых и машино-
строителей. Так, ОАО «Тяжпрессмаш» совместно с
учеными МГТУ им. Н.Э.Баумана (руководитель проф.
Евсюков С.А.) разработали и изготовили гидравлический пресс силой 5 МН для штамповки изделий типа
«стакан» с помощью сил трения, а также в сотрудничестве с учеными МГТУ «СТАНКИН» (проф. Артес А.Э., проф. Сосенушкин Е.Н.) выполняют работы
по совершенствованию технологических процессов
изготовления крупногабаритных поковок из центробежнолитых и кованых трубных заготовок.
Важными вопросами развития кузнечно-штамповочного производства являются подготовка и переподготовка кадров. Без квалифицированных кадров
– специалистов высшей категории внедрение прогрессивных и наукоемких технологий проблематичные.
Необходимо привлекать в науку молодых ученых со
степенью подготовки, соответствующей современным
требованиям, и принимать решительные и срочные
меры, направленные на укрепление нарушенных связей науки с производством.
На церемонии открытия конгресса с приветственным словом также выступил A.M.Володин – генеральный директор ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань), отметивший активное участие молодых специалистов,
аспирантов и докторантов, он также пожелал успехов
в работе конгресса.
Работа конгресса велась по трем направлениям:
– проблемы и перспективы развития кузнечнопрессового оборудования;
– совершенствование технологических процессов
обработки металлов давлением;
– математическое моделирование и экспериментальные исследования оборудования и технологических процессов обработки металлов давлением.
Всего было сделано 32 доклада. Наибольший интерес вызвали доклады, посвященные новейшим разработкам кузнечно-прессового оборудования: ОАО
«Тяжпрессмаш» «О новых конструкциях приводов
винтовых прессов», ОАО «ММЗ “Авангард”» (Москва),
«Современное оборудование НКМЗ (Краматорск) для
кузнечно-прессового оборудования», «Опыт модернизации пакетировочных прессов» ООО НПП «Молот»
(Нижний Новгород), «Модернизация гидросистемы
и системы управления пресса усилием 30 МН» ООО
«Уральский инжиниринговый центр» (Челябинск),
«Мировые тенденции развития на рынке гидравлических прессов» SMS Meer GmbH (Германия) и др.
С докладом о состоянии мирового станкостроения выступил директор по связям с предприятиями
кузнечно-прессового машиностроения Ассоциации
«Станкоинструмент» Д.И. Ражманов. Он отметил, что
в общем объеме мирового производства металлообрабатывающего оборудования (МОО) Россия занимает
C Е М И Н А РЫ
В ЫС ТАВКИ
20-е место из 28 стран, производящих это оборудование, и 11-е место – потребляющих. За последние
20 лет развития отечественного рынка станкоинструментальной продукции объем выпуска оборудования
снизился в 25 раз по сравнению с 1991 г. В итоге: в
2011 г. производство МОО составило 4741 ед., в том
числе металлообрабатывающих станков – 2500 ед.,
кузнечно-прессовых машин – 2241 ед. Объем производства МОО в России в десятки раз меньше, чем в
Китае, Японии и Германии. Главные причины этого –
отсутствие инвестиций в развитие машиностроения и
особенно в авиа- и сельхозмашиностроение, неравные
условия в бизнесе отечественных и зарубежных производителей, недооценка развития отечественной базы
машиностроения. В стране продолжается тенденция
закупки оборудования за рубежом. Анализ импорта
показывает, что в страну преимущественно ввозится
около 2/3 среднетехнологичного оборудования. Закупаемое оборудование зачастую не решает задач, которые необходимы для перевооружения. Почти не приобретаются автоматические линии, гарантирующие
высокое качество производимых деталей.
Вместе с тем предприятия станкостроения в 2011–
2012 гг. поставили на экспорт оборудования в более
чем 48 стран мира, в том числе в Германию, Англию,
Италию, США, Японию, Китай, Индию и др. Следует
отметить и некоторый рост потребления МОО – на
13% по сравнению с 2010 г., что связано с выделением
большого количества средств на техническое перевооружение предприятий ОПК. Однако учитывая, что
парк станочного оборудования в России один из самых
устаревших в мире, это очень незначительная цифра.
Высокая доля импорта в потреблении оборудования
объясняется неравными условиями в бизнесе, отсутствием инвестиций у отечественных производителей.
К сожалению, отечественное кузнечно-прессовое
оборудование зачастую дороже импортного.
Главными факторами, сдерживающими развитие
комплекса, являются: несовершенство законодательной
базы; недостаток финансовых ресурсов; непредсказуемый рост цен на продукцию и услуги естественных монополий; утрата системы подготовки квалифицированных
кадров; ликвидация и неудовлетворительное состояние
существующих научно-проектных организаций.
В докладе канд. техн. наук С.А.Шпыгаля и проф.
Б.А.Сивака «Модернизация тяжелых гидравлических
прессов» отмечается, что современное производство
изделий атомного, энергетического и химического
машиностроения, авиа- и ракетостроения предъявляет все более высокие требования к качеству деталей, составляющих основу машин. Заготовки большинства таких деталей получаются методами ковки
или штамповки на мощных гидравлических прессах.
87
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
КО Н Ф Е РЕ Н ЦИ И
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
88
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
Главные требования, предъявляемые к заготовкам, –
гарантированная оптимальная структура металла по
всему объему, отсутствие внутренних дефектов и минимальные припуски на механическую обработку. Все
эти требования могут быть выполнены в процессе изготовления при наличии АСУ ТП. В СССР был создан
уникальный парк тяжелых гидравлических прессов,
предназначенных для изготовления крупных поковок
для авиационной, ракетно-космической и оборонной промышленности. Сегодня большая часть из них
простаивает или работает с неполной загрузкой. Технологическая отсталость кузнечно-штамповочного
производства растет, а у предприятий нет стимулов к
совершенствованию производства, так как отсутствуют перспективы его загрузки.
Общая масса мощной прессовой установки составляет 1000 т, а масса отдельных базовых деталей достигает сотен тонн и находится на пределе технологических
возможностей заводов тяжелого машиностроения. Для
их изготовления требуются уникальные технологии,
мощное металлургическое, обрабатывающее и термическое оборудование, а также дорогостоящая технологическая оснастка. Цикл изготовления таких деталей
составляет многие месяцы и требует огромных затрат.
Срок проектирования, изготовления и пуска в эксплуатацию такого пресса составляет несколько лет при
наличии конструкторов, технологов и рабочих высшей
квалификации. Сложность конструкции, трудоемкость
изготовления и стоимость этих прессов велики, а окупаемость низкая. Наиболее мощные из них имеют срок
окупаемости десятки лет при условии обеспечения загрузки. В сегодняшних условиях ни одно российское
предприятие не рискнет вкладывать деньги в такой
проект. Но без тяжелых гидравлических прессов невозможно создание современных самолетов, кораблей,
ракет и других высокотехнологичных изделий.
Выход из создавшегося положения – модернизация существующих тяжелых гидравлических прессов и
доведение их технических характеристик до мировых
требований. Модернизация тяжелой гидропрессовой
установки, включая гидропривод и систему управления, – мероприятие трудоемкое и дорогое, но это все
равно намного быстрее и выгоднее, чем строить новую. Сегодня так поступают все мировые фирмы.
Особый интерес на конгрессе вызвали доклады
специалистов ОАО «Тяжпрессмаш»: A.M.Володина,
В.А.Сорокина, Н.П.Петрова, Ю.И.Каукина. Сегодня
ОАО «Тяжпрессмаш» является лидером в области создания автоматизированного кузнечно-прессового оборудования и прогрессивных ресурсосберегающих технологий. Начиная с 2004 г. в номенклатуру выпускаемой
предприятием продукции прочно вошли уникальные
четырехбойковые ковочные устройства, включающие
обжатие заготовки двумя парами бойков, расположенными в двух взаимно перпендикулярных плоскостях,
предназначенные для ковки на гидравлических ковочных прессах силой от 5 до 125 МН поковок квадратного,
круглого и полых сечений из слитков и других заготовок. Производительность процесса ковки при использовании этого устройства увеличивается в 1,5–3 раза
по сравнению с ковкой двумя бойками. Проведенные
исследования и промышленное производство показали, что ковка слитков массой 7–10 т из углеродистых
сталей на прессе силой 25 МН в ковочном устройстве
обеспечивает получение поковок без внутренних пор
при увеличении укова слитка 3,3–3,8. При этом поковки отличались высоким качеством металла и высокой
точностью. Калибровка поковок в устройстве бойками
специальной конструкции позволяет уменьшить в 2,5
раза допуски и в 1,5 раза припуски по сравнению с традиционной ковкой двумя бойками и получить прутки
с шероховатостью поверхности, близкой к прокатной
продукции. Это экономит до 50 кг металла на 1 т поковок диаметром 300–370 мм. Существенным преимуществом четырехбойкового ковочного устройства является возможность изготовления труб большого диаметра
и длины. Все устройства по согласованию с заказчиком
изготавливаются и поставляются как в Россию, так и за
рубеж. В настоящее время ОАО «Тяжпрессмаш» изготовило и поставило 12 ковочных устройств, в том числе
семь – в КНР, один – в Германию. ОАО «Тяжпессмаш»
является обладателем десяти патентов РФ и восьми зарубежных стран на конструкцию данных устройств.
Среди первоочередных задач А.М.Володин назвал
выпуск винтовых прессов с электрическим муфтовым
приводом для предприятий оборонного комплекса и
перевод паровоздушных штамповочных молотов с
массой падающих частей 1–2 тс на электрогидравлический привод.
В докладе Н.П.Петрова отражены вопросы создания автоматизированного оборудования и прогрессивных ресурсосберегающих технологий для высокоэффективного кузнечно-штамповочного производства.
В 2012 г. в КНР сдана в эксплуатацию 2-я автоматическая горячештамповочная линия для штамповки заготовок колец подшипников, шестерен и других машиностроительных деталей модели Л324.21.100 на базе
четырехпозиционного горячештамповочного автомата усилием 8 МН. В ближайшее время планируется поставка еще двух таких линий, что говорит о высокой
оценке их технического уровня. ОАО «Тяжпрессмаш»
предлагает гамму из 33 видов подобных линий. Благодаря их внедрению почти на всех подшипниковых заводах России и стран СНГ перешли от более дорогой
трубной заготовки к более дешевой прутковой. Линия
поставлена в Китай с инструментом, технологией,
чертежами и успешно совмещена с китайской индукционной нагревательной установкой. В 2012 г. в Китай
отгружена автоматическая линия для производства
штанг глубинных насосов модели Л348.21.100, созданная на базе ГКМ с горизонтальным разъемом матриц
силой 6,3 МН. В 2012 г. аналогичная модернизированная линия поставлена в Южную Корею.
В 2011 г. изготовлен и сдан в эксплуатацию ОАО
«Подольскогнеупор» гидравлический пресс усилием
5 МН модели РПГТ37 для прессования карбидокремниевых трубок диам. до 300 мм. В 2010 г. сдан в эксплуатацию в ОАО «Трубодеталь» (г. Челябинск) пресс
гидравлический силой 63 МН с нижним тянущим силой 18 МН модели П7848, который предназначен для
изготовления соединительных деталей трубопроводов
большого диаметра (530–1420 мм).
С докладом «Современное оборудование для кузнечно-прессового производства» выступил начальник
бюро КПО ЗАО «НКМЗ» (Украина, г. Краматорск)
С.В.Винничук. Одним из перспективных направлений
отмечено производство ковочных гидравлических
прессов силой от 30 до 180 МН. Только за последние
несколько лет было изготовлено около 10 гидравлических ковочных прессов силой от 30 до 100 МН для Южной Кореи, Китая, Японии и Индии. Ковочный пресс
силой 100 МН, введенный в эксплуатацию в 2010 г. в
компании «Кобе Стил» (Япония), с производительностью в 1,4 раза большей по сравнению с обычной ковкой на прессе силой 130 МН. НКМЗ имеет большой
опыт модернизации ранее выпускаемого оборудования – как механической части прессов, так и системы
управления. На НКМЗ была проведена модернизация
штамповочных и ковочных прессов в Украине, России
и Южной Корее. Однако современные условия рынка показывают, что покупатели отдают предпочтение
всему комплексу оборудования кузнечно-прессового
цеха, включая пресс, манипулятор, печи, краны и различное вспомогательное оборудование. НКМЗ готов
их выполнять: такой опыт впервые приобретен при
создании автоматизированного ковочного комплекса
силой 50 МН в КПЦ № 3 на НКМЗ, при этом АСУ ТП
обеспечивает выполнение технологического процесса
в автоматическом и ручном режимах. В 2010 г. было
принято решение о расширении возможностей кузнечно-прессового оборудования в КПЦ-2, а уже в апреле 2012 г. пресс силой 30 МН из комплекса АКК-3000
был введен в эксплуатацию. Так, за счет повышения
жесткости пресса и автоматизации управления припуски снижены на 7–10% по сравнению со стандартами,
фактическая точность фиксирования подвижной траверсы – не более 1 мм. Максимальное число ходов в
минуту в автоматическом режиме составляет 90–100,
а скорость перемещения траверсы 250 мм/с, что по-
C Е М И Н А РЫ
В ЫС ТАВКИ
зволяет выполнить большой объем работ на прессе
за один нагрев. Таким образом, НКМЗ сегодня имеет
возможность поставить заказчику под ключ комплекс
кузнечно-прессового цеха с полным составом оборудования, всеми коммуникациями и инфраструктурой.
Специалист компании SMS Meer GmbH (Германия) В.Нойвирт в своем выступлении остановился
на развитии мировых тенденций на рынке гидравлических прессов. Был также представлен доклад д-ра
П.-Й.Нишвитца, SMS Meer GmbH (Германия) с презентацией новой гидравлической радиально-ковочной
машины SMX на базе четырехбойкового ковочного
устройства с использованием двух манипуляторов.
Важнейшими типоразмерами таких машин, которые
могут эксплуатироваться в виде ковочной линии, являются: SMX 430, SMX 650, SMX 800 и SMX 1100. В
качестве полупродукта могут применяться заготовки
(слитки), круглые и многогранные слябы различных
размеров, а также полые заготовки. Первая машина
SMX была внедрена на заводе Republic Special Metals
(США) для ковки сплавов на никелевой основе и высоколегированных сталей. Весь исходный материал обрабатывается на машине SMX без использования кузнечного пресса для черновой ковки. Сортамент этой
машины включает сортовой прокат, толстостенные
трубы и ступенчатые валы, а в перспективе – ковку
ступенчатых труб на оправке и без оправки. Для ковки сортового проката используются непрерывнолитые
заготовки диам. до 600 мм. Создание самой большой
в мире машины SMX 1100 расширит технологические
возможности развития радиальной ковки.
Доклад заместителя генерального директора по
науке ООО НПП «Молот» (г. Нижний Новгород) канд.
техн. наук В.П.Кошелева был посвящен оценке разновидностей гидроприводов кузнечных молотов, основателем разработки которых были д-р техн. наук,
проф. А.И.Зимин и д-р техн. наук, проф. Ю.А.Бочаров.
В последнее десятилетие во всем мире стали заменять
паровоздушный привод в кузнечных молотах на электрогазогидравлический и электрогидравлический приводы. Имеется перспектива применения электромагнитных приводов и в молотах со средней мощностью.
В 2012 г. разработан и находится в монтаже индивидуальный гидравлический насосный безаккумуляторный привод НН-134 для модернизации старого
трехтонного ковочного молота арочного типа. Следует отметить, что модернизация молотов в современных условиях значительно эффективнее, чем закупка
аналогичного оборудования за рубежом.
Выступление д-р техн. наук, проф. С.С.Ткаченко
– директора проектного института «Вымпел» (СанктПетербург) посвящено технологии уменьшения прибыльной части кузнечного слитка. ООО «НТЦ ПТ»
89
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
КО Н Ф Е РЕ Н ЦИ И
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
90
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
(Санкт-Петербург) предлагает предприятиям, выпускающим слитки, применять экзотермические и
теплоизолирующие вставки для утепления головной
части при выплавке слитка в комплекте с металлургическими порошковыми смесями. Предлагаются три
основных варианта конструкции вставки: состоящей
из одного элемента – так называемого «короба» прямоугольного или круглого сечения; состоящей четырех
плит с крепежными Г-образными скобами; исполненной из серийно выпускаемых гибких экзотермических
или теплоизолирующих матов.
В литейном цехе ООО «ССМ-Тяжмаш» (г. Череповец) было проведено исследование с применением
третьего варианта вставки на слитке массой 5,26 т, как
наиболее экономичного и универсального, дающего
возможность применить его на различных типоразмерах слитка. В результате испытаний было установлено,
что прибыль на экспериментальном слитке составила
10,5% общей массы по сравнению со штатным слитком, где она составляла 18,5%. ООО «ССМ-Тяжмаш»
приняло решение об использовании экзотермических
материалов при производстве кузнечных слитков.
Доклад канд. техн. наук Т.Х.Аюпова – зам. начальника цеха ОАО «ММЗ «Авангард» (Москва),
Н.П.Петрова – зам. главного инженера ОАО «Тяжпрессмаш» (г. Рязань), д-р техн. наук, проф. А.Т.Крука
(г. Воронеж) был посвящен созданию новой конструкции муфтового привода винтового пресса с электромеханической системой управления включения и отключения муфты, а также модернизации приводов и
систем управления кривошипных и винтовых прессов.
Винтовой пресс с муфтовым приводом по сравнению
с существующим винтовым прессом с дугостаторным,
кругостаторным и фрикционным приводами имеет существенно меньшую установленную мощность электропривода, большую величину эффективной энергии, больший КПД, надежен и прост в эксплуатации.
Применение на кривошипном горечештамповочном
и винтовом прессах электромеханической системы
управления позволяет осуществлять работу от электросети без применения сжатого воздуха, увеличить
при работе одиночными ходами КПД пресса до 15%,
повысить безопасность, уменьшить шумовую нагрузку
и ликвидировать выброс масляных паров в атмосферу. При модернизации пресса Ф1738 его эффективная
энергия увеличилась приблизительно в 3,4 раза при
снижении мощности электропривода в 2–4 раза.
Винтовые прессы с муфтовым приводом используются преимущественно в авиационной и ракетно-космической промышленности для получения высокоточных штампованных поковок с тонким полотном и
оребрением, турбинных и компрессорных лопаток для
авиационных двигателей.
Отрадно отметить, что на конгрессе было представлено большое число докладов молодых специалистов и аспирантов: К.Ю.Кузнецов, А.Н.Варгин, Нгуен
Суан Зунг – НИТУ «МИСиС» (научный руководитель –
д-р техн. наук, проф. О.М.Смирнов), В.В.Белокопытов,
А.Е.Сосенушкин, Д.В.Хачатрян – МГТУ «Станкин» (научные руководители – д-р техн. наук, проф. А.Е.Артес;
д-р техн. наук, проф. Е.Н.Сосенушкин); А.И.Алимов,
Н.В.Чуприна, Э.В.Зайдуллин, П.А.Рыжов – МГТУ им.
Н.Э.Баумана (научный руководитель – д-р техн. наук,
проф. С.А.Евсюков), а также с докладами выступили
докторанты: М.Н.Горохова – РГСТА им. Костычева (г.
Рязань) и В.Ю.Лавриненко – МГИУ (Москва).
В рамках конгресса состоялась встреча ученых – членов Кузнечной Академии им. проф.
А.И.Зимина А.Э.Артеса, Е.Н.Сосенушкина (МГТУ
«Станкин), С.А.Евсюкова (МГТУ им. Н.Э.Баумана),
И.Г.Роберова (МГВМИ), Н.Л.Лисунца (НИТУ «МИСиС») и В.П.Чекалова (ФГУП «ЦНИИчермет им.
И.П.Бардина») с генеральным директором ОАО «Тяжпрессмаш» А.М.Володиным, на которой были обсуждены актуальные вопросы разработки совместных проектов по новой технике и внедрению инновационных
технологий в области ОМД на предприятиях, а также
вопросы подготовки и переподготовки квалифицированных кадров и участия молодых специалистов в создании и модернизации новейшего оборудования.
Участники конгресса посетили цехи ОАО «Тяжпрессмаш» и ознакомились с работой новейшей
автоматизированной линии для штамповки колец
подшипников, шестерен и других изделий на базе четырехпозиционного горячештамповочного автомата
силой 8 МН, производящей прутковую заготовку взамен дорогостоящей трубной заготовки, а также увидели в работе автоматическую линию для горячей штамповки штанг глубинных насосов на базе ГКМ силой
6,3 МН и др.
Прошедший конгресс внес реальный вклад в развитие кузнечно-прессового машиностроения и кузнечно-штамповочного производства, содействуя
установлению полезных деловых контактов, позволяя
производителям этого оборудования проводить поиск
и привлечение потенциальных клиентов, а покупателям познакомиться с новыми технологиями и оборудованием обработки металлов давлением.
Основной задачей в области кузнечно-штамповочного производства остается преобразование его в
высокотехнологичную отрасль мирового уровня, интегрированную в большую металлургию.
В.П.Чекалов,
президент Кузнечной Академии
им. проф. А.И.Зимина
КО Н Ф Е РЕ Н ЦИ И
C Е М И Н А РЫ
В ЫС ТАВКИ
91
9–11 октября 2012 г. в Санкт-Петербурге прошла уже 5-я Российская мультиконференция по
проблемам управления (МКПУ-2012). В рамках
мультиконференции состоялась конференция
«Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах» (УТЭОСС-2012),
посвященная памяти акад. РАН В.М.Матросова,
известного советского и российского ученого в
области процессов управления. Организаторами
конференции выступили ОАО «Концерн «ЦНИИ
«Электроприбор» и Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН (ИПУ РАН) при
поддержке РФФИ, Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления
РАН, Российского национального комитета по
автоматическому управлению, Академии навигации и управления движением, Объединенного
научного совета по комплексной проблеме «Процессы управления и автоматизация» РАН, Научного совета РАН по теории управляемых процессов и автоматизации, Совета по мехатронике и
робототехнике РАН. Сопредседатели программного комитета конференции УТЭОСС-2012:
директор Института проблем управления РАН
акад. РАН С.Н.Васильев, директор НИИ многопроцессорных вычислительных систем им. акад.
А.В.Каляева Южного федерального университета
чл.-корр. РАН И.А.Каляев, заместитель директора по научной работе Института проблем управления РАН чл.-корр. РАН Д.А.Новиков, начальник
подразделения ФГУП ГосНИИ авиационных систем чл.-корр. РАН Г.Г.Себряков.
В докладах конференции рассмотрены проблемы управления в детерминированных и стохастических системах, задачи идентификации
систем, задачи управления в мехатронных и эргатических (с участием человека-оператора) системах, организационных системах, проблемы
интеллектуального управления, коммуникационно-сетевого управления, управления технологическими процессами, проблемы разработки и
применения технических средств управления.
Открыл конференцию УТЭОСС-2012 пленарный доклад «Академик В.М. Матросов: методы
исследования динамики и автоматизация проек-
тирования систем управления аэрокосмическими объектами», представленный ведущими российскими учеными, коллегами В.М.Матросова,
Э.И.Дружининым, Р.И.Козловым и Г.А.Опариным
(Институт динамики систем и теории управления СО РАН, Иркутск), С.Н.Васильевым (ИПУ
РАН, Москва), А.С.Земляковым (Казанский государственный технический университет им.
А.Н.Туполева), Е.И.Сомовым (Самарский научный центр РАН). В докладе охарактеризована
обширная научная деятельность В.М.Матросова,
особо подчеркнута возможность и актуальность
прикладного использования исследований его
научной школы, например, для развития метода сравнения и логических средств представления и обработки знаний, нового подхода к усовершенствованию программных средств для
автоматизации проектирования. Заложенные
В.М.Матросовым основные научные направления, отмечено в докладе, подтвердили их своевременность и стратегическую направленность их
выбора. Они неразделимо связаны с созданием
образцов новой техники и компьютеризацией,
которая сегодня играет все большую роль, особенно в теории и практике управления динамическими и интеллектуальными системами.
В пленарном докладе заместителя директора
ИПУ РАН Д.А.Новикова «Иерархические модели управления» приведены общие современные
подходы к построению и анализу таких моделей,
рассмотрены примеры их применения в самых
разных междисциплинарных областях – управлении техническими мультиагентными системами (МАС), социальными системами, военными
действиями,
организационно-техническими
(в частности, производственными и транспортно-логистическими) системами. Учитывая, что
МАС могут характеризоваться сложной иерархической внутренней структурой и иметь несколько иерархических уровней управления, отмечено, что на каждом уровне имеется большой
набор возможных моделей и методов, совокупность которых может рассматриваться как своеобразный конструктор, пользуясь элементами
которого исследователь собирает инструмент
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Новые решения в управлении техническими системами
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
92
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
для решения той или иной задачи многоуровневого управления.
Ниже приведен обзор докладов, имеющих прикладную направленность в области металлургии.
Cовременное состояние автоматизации технологических процессов и производственных служб
предприятий технологического типа и имеющиеся проблемы и задачи, решение которых должно
повысить уровень автоматизации производства
и существенно повлиять на эффективность существующих и планируемых систем автоматизации,
рассмотрены в докладе Э.Л.Ицковича (ИПУ РАН)
«Текущие проблемы автоматизации российских
предприятий технологических отраслей». По
мнению автора, особенно остро вопросы эффективной автоматизации производства стоят при:
– планировании новых систем автоматизации
и модернизации имеющихся систем;
– проектировании и внедрении систем автоматизации;
– построении систем автоматизации производственных служб предприятия (например,
MES-систем);
– разработке системы расчета материального
баланса;
– создании систем энергоучета и диспетчерского управления энергетическими источниками;
– учете влияния имеющегося способа административного управления на эффективность использования функционирующих систем автоматизации.
В докладе рассмотрены меры преодоления
этих проблем в процессе рационализации работ
по проектированию и внедрению систем автоматизации.
В докладе «Динамические задачи системного
проектирования
автоматизированных
технологических
комплексов»
Л.М.Яко­вис
(Санкт-Петербургский государственный политехнический университет) подчеркнул необходимость комплексной разработки технологической
и информационно-управленческой структур при
создании автоматизированных технологических
комплексов (АТК). Рассматривая формализованный подход к совместному (системному) проектированию АТК, автор доклада определил пути
решения задачи максимизации интегрального
экономического показателя, включающего качество продукции, расчетную производительность
АТК, вектор варьируемых параметров комплекса
технических средств, вектор параметров алгоритма управления, прибыльность единицы продукции, проектную стоимость АТК и др. В докла-
де рассмотрено взаимодействие трех основных
уровней управления в условиях интегрированного управления современным АТК. Сделан вывод
о необходимости учета динамики управляемых
технологических операций и прогнозирования
эффективности систем стабилизации режима
этих операций на ранних стадиях проектирования АТК.
Доклад «Управление производством горячекатаных полос на основе современных технологий», представленный сотрудниками ИПУ РАН
А.Л.Генкиным и И.В.Никулиной, содержит анализ взаимодействия информационных потоков
в современных АСУ, имеющих многоуровневую
иерархическую структуру. Рассмотрены горизонтальные и вертикальные информационные
связи подсистем АСУ в пределах организационной структуры предприятия. Проанализирована
возможность современных технических средств
объединять отдельные АСУ в интегрированные
ИАСУ, осуществляющие одновременное планирование, управление и информационное обеспечение как технологических процессов, так и
производства продукции в пределах цеха, взаимосвязанного комплекса технологических цехов,
предприятия в целом.
Рассматривая классическую иерархию функциональной структуры ИАСУ, предусматривающую три основных иерархически зависимых
комплекса управления: нижний (АСУ технологическим процессом), средний (АСУ производством) и верхний (АСУ предприятием), авторы
доклада проанализировали состав подсистем
управления каждого из этих комплексов. Более
подробно рассмотрена иерархическая взаимосвязь и функциональные особенности уровней
управления нижнего комплекса – АСУ технологическим процессом (АСУ ТП). В качестве примера в докладе рассматривается АСУ ТП, в которой объект управления – чистовая группа клетей
широкополосного стана горячей прокатки, а
технологический процесс обеспечивает горячую
прокатку металла с заданными геометрическими
параметрами и физико-механическими свойствами. Рассматриваемая в докладе трехуровневая
структура комплекса АСУ ТП позволяет обеспечить согласованное управление параметрами технологического процесса.
В докладе Р.Т.Газимова (НИТУ «МИСиС»),
А.В.Демина (ОАО «СоюзЦМА», Москва) и
З.Г.Салихова (НИТУ «МИСиС») «Способ идентификации процесса формирования макроструктуры сляба в зоне вторичного охлаждения
криволинейных МНЛЗ» рассмотрен один из
принципов построения системы автоматического управления охлаждением горячих слитков,
листов и широких полос, функционирующей в
целях улучшения макроструктуры непрерывнолитого слитка и прокатанного листа или полосы. Улучшение макроструктуры непрерывнолитого слитка достигается благодаря применению
принципиально нового метода теплосъема, реализуемого путем пропускания турбулентного потока охлаждающего агента через полые ролики,
контактирующие со стальным слитком. Поток
охлаждающего агента, попадая в ролик, сталкивается с высокотеплопроводящими шариками,
занимающими его полость, в результате чего в ролике создается турбулентность и интенсивное перемешивание хладагента. Авторами были изучены основные закономерности рассматриваемых
процессов охлаждения при изменении расхода
хладагента. С учетом выявленных особенностей
предложена новая схема самонастраивающейся
системы автоматического управления (САУ). В
структуре новой САУ предложено использовать
идентификатор-наблюдатель с имитационной
моделью, что позволяет непрерывно контролировать координаты текущего состояния процессов формирования макроструктуры крупных
слябов, а также значительно расширить диапазон
управления охлаждением слитка. Разработанный
метод динамической идентификации позволяет
существенно повысить информативность модернизированного процесса роликового охлаждения
слитка и создает инженерные основы для разработки эффективных автоматических систем стабилизации и управления скоростью кристаллизации слитка в ЗВО криволинейных МНЛЗ.
Аналогичной проблеме посвящен доклад
З.Г.Салихова (НИТУ «МИСиС»), А.Л.Генкина
(ИПУ РАН) и Р.Т.Газимова (НИТУ «МИСиС»)
«Новый способ управления температурой металла при горячей прокатке полос». Авторы доклада проанализировали методы принудительного
охлаждения металла в межклетевых промежутках широкополосного стана горячей прокатки с
целью повышения производительности стана, в
основе которых лежит форсуночная подача воды
или другого хладагента на верхнюю и нижнюю поверхности полосы. Отмечены недостатки такого
охлаждения, аналогичные форсуночному охлаждению металла в МНЛЗ: повышенные затраты воды
и электроэнергии на ее перекачку, а также низкая
управляемость температурой металла из-за нестационарности теплотехнических характеристик
C Е М И Н А РЫ
В ЫС ТАВКИ
хладагента. Для устранения указанных недостатков
авторы доклада предлагают использовать новый
метод теплосъема, реализуемый, как и в описанном в предыдущем докладе для МНЛЗ, путем
пропускания турбулентного потока охлаждающего агента через полые металлические ролики,
контактирующие со слитком, листом или полосой. Рассмотрена укрупненная функциональная
схема управления роликовым охлаждением плоского металла, показана возможность существенного повышения качества управления температурой
металла при измерении температуры входного и
выходного потоков хладагента. Реализация предложенного способа управления температурой металла не только в производстве непрерывнолитых
слябов, но и при горячей прокатке полосы, позволит улучшить качество металла, уменьшить долю
брака, снизить энерго- и ресурсозатраты и резко
повысить экологичность производства.
В докладе В.Е.Пятецкого (НИТУ «МИСиС») и
А.Л.Генкина (ИПУ РАН) «Адаптивная идентификация производственных процессов в металлургическом производстве» приведено решение задачи идентификации стохастических процессов в
производственных системах в условиях неопределенности. Предложен метод синтеза алгоритма
идентификации и разработан ряд его модификаций
с учетом информации о конкретных свойствах объекта идентификации. В качестве такой информации
могут использоваться наблюдения не только на последнем шаге, но и на нескольких предыдущих либо
последующих шагах. На основе полученных результатов предложен алгоритм моделирования производственных процессов в цехе холодной прокатки
полос конкретного металлургического объекта.
Авторы доклада «Применение технологии открытых систем при реализации решений
MES-уровня» Ю.Н.Волщуков, А.В.Романенко,
Е.Н.Иш­метьев, А.В.Леднов и Д.В.Чистяков, представляющие ЗАО «КонсОМ СКС» и МГТУ им.
Г.И.Носова (Магнитогорск), предлагают управленческие решения для осуществления интеграционного взаимодействия между различными
уровнями хранения и обработки данных на промышленном предприятии. Предлагаемый в работе программный комплекс «ПАРАДИГМА» предназначен для объединения локальных АСУ ТП
предприятия в единую систему сбора, хранения,
обработки и передачи данных, обеспечивающую
единый источник для доступа ко всей технологической информации и позволяющий интегрировать эту информацию с системами последующей
обработки данных (MES, ERP). Данное интегра-
93
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
КО Н Ф Е РЕ Н ЦИ И
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
94
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
ционное решение широко применяется в ОАО
«Магнитогорский металлургический комбинат»,
ОАО «Учалинский ГОК», ЗАО «Интеркос IV» и
других.
Задача идентификации характеристик микроструктур по имеющемуся набору фотографий
шлифов металлов с учетом их специфики рассматривается в докладе С.И.Шарыбина и А.В.Клюева
(ПНИПУ, г. Пермь) «Идентификация параметров
сложной зерновой структуры металлов и сплавов». Разработанный алгоритм идентификации
параметров зерновых структур позволяет определять все основные характеристики, необходимые при проведении анализа шлифа металлов. В докладе приведены примеры обработки и
анализа фотографий шлифов, подтверждающие
возможность применения разработанного алгоритма для идентификации параметров сложных
зерновых структур.
Представляющие Институт механики УНЦ
РАН (г. Уфа) авторы доклада «Разработка системы управления технологическим процессом получения наноструктурных материалов»
О.В.Даринцев, А.Б.Мигранов и Д.Р.Богданов анализируют технологию получения наноструктурных (НС) изделий на примере использования
наиболее перспективного метода формирования
НС-состояний в металлах и сплавах – интенсивной пластической деформации. Этот метод в сочетании с регламентированным отжигом позволяет получать НС-материалы с размером зерен
около 100 нм и широким спектром механических
свойств. Например, полученные с использованием низкотемпературной высокоскоростной
сверхпластической формовки НС высокопрочные алюминиевые сплавы могут использоваться
для изготовления авиационных изделий сложной формы. Для использования преимуществ
НС-материалов в условиях современных производств авторы доклада предлагают структурную
схему многоуровневой системы автоматизации
технологического процесса получения изделий из
НС материалов. Дальнейшие перспективы своей
работы авторы видят в построении моделей для
основных процессов получения НС-материалов,
устанавливающих закономерности между выходными и входными параметрами технологических
процессов, на основе которых планируется син-
тезировать алгоритмы интеллектуального управления процессами получения НС материалов на
всех этапах производства.
Этой же актуальной проблеме (получение наноструктурированного алюминиевого сплава и
изготовление из него авиационных изделий), но с
точки зрения выбора технических средств управления, посвящен доклад Е.В.Денисовой, Э.Ш.На­
сибуллаевой (Институт механики УНЦ РАН,
г. Уфа) и И.Ш.Насибуллаева, М.Ю.Мурашкина
(Уфимский государственный авиационный технический университет) «Применение наноструктурированного алюминиевого сплава для
проектирования элементов топливной автоматики». Проанализировав условия работы одного
из основных элементов устройства дозирования
топлива – сервопоршня, авторы доклада пришли к выводу о возможности неустойчивости его
работы в определенных условиях. На основе
проведенного анализа новых конструкционных
материалов, имеющих повышенную прочность,
высокую износостойкость и термостабильность,
авторы доклада показали, что для получения
всех вышеописанных свойств элементы гидроавтоматики целесообразно изготавливать из конкретных наноструктурированных алюминиевых
сплавов.
Завершая
работу
конференции
УТЭОСС-2012, ее сопредседатель директор ИПУ РАН
академик РАН С.Н.Васильев отметил актуальность и высокое качество представленных докладов. Он также подчеркнул, что в настоящее время
усиление тенденций децентрализации информационно-управляющих систем, миниатюризации и интеллектуализации технических средств
способствуют возникновению новых задач систематической компьютерной алгоритмизации
и последующей полномасштабной интеграции
узкопрофильных знаний для своевременного решения задач сбалансированного и безопасного
управления процессами глобализации. Для этого
требуются новые технологии управления мультиагентными и другими системами, способные
посредством раскрытия системообразующего
информационно-вычислительного и коммуникационного потенциала компьютерной среды осуществлять интеграцию глобально распределенных данных, программ, процессов и систем.
А.Л.Генкин, д-р техн. наук
Институт проблем управления
им. В.А.Трапезникова РАН
КО Н Ф Е РЕ Н ЦИ И
C Е М И Н А РЫ
В ЫС ТАВКИ
95
Ввод в эксплуатацию блока разделения
воздуха № 12 ЗАО «Эр Ликид Северсталь»
Северсталь». Новое оборудование позволит повысить общую
производственную мощность ЗАО «Эр Ликид Северсталь» на
данной производственной площадке до 5000 т кислорода в
сутки.
Воздухоразделительная установка будет способствовать модернизации производственной площадки ЧерМК и повышению
стабильности и надежности поставок технических газов ОАО
«Северсталь».
Новая установка, разработанная по самым последним энергоэффективным технологиям, позволит сократить выбросы
CO2 на 24 000 т в год, и тем самым внесет свой вклад в борьбу
с глобальным потеплением
На церемонии пуска в строй установки выступили Дмит­
рий Ермолов – генеральный директор Air Liquide в России
и Александр Грубман – генеральный директор дивизиона
«Северсталь Российская cталь»
Д.Ермолов: «Мы рассматриваем данный проект как очередной знак доверия со стороны нашего главного партнера в России
– компании «Северсталь», и с удовлетворением отмечаем очередной успех модели промышленного аутсорсинга в России».
А.Грубман: «Это уже второй наш совместный проект с
компанией Air Liquide на территории ЧерМК. Новая установка
вдвое превышает существующие по мощности, и станет основой обеспечения комбината продуктами разделения воздуха. Ее
ввод в эксплуатацию – очередной шаг в реализации программы
модернизации промышленного оборудования «Северстали».
Кроме того, мы продолжаем сотрудничество и в другом регионе нашего присутствия: в Балакове Саратовской области Air
Liquide строит завод по производству технических газов, который будет поставлять кислород, азот и аргон для ЗАО «Северсталь – Сортовой завод Балаково».
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
ЗАО «Эр Ликид Северсталь» – совместное предприятие Air Liquide – мирового лидера по поставкам технических
газов и передовых инженерных решений
для промышленности, здравоохранения
и защиты окружающей среды, и одной из
крупнейших вертикально-интегрированных сталелитейных и горнодобывающих
компаний в мире ОАО «Северсталь», созданное в 2005 г., 6 декабря 2012 г. успешно
ввело в эксплуатацию установку по производству технических газов для Череповецкого металлургического комбината.
Производственная мощность установки составляет 2 000 т в сутки газообразного
кислорода. Помимо кислорода будут также
производиться азот, аргон и редкие газы.
Общая сумма инвестиций в проект составила 50 млн евро.
Эта современная воздухоразделительная установка спроектирована и построена
компанией Air Liquide в срок в рамках бюджета и при соблюдении всех требований
промышленной безопасности. Ее эксплуатацию будет осуществлять ЗАО «Эр Ликид
96
КО НФЕРЕНЦИИ
CЕ М ИН А Р Ы
В Ы С ТА В КИ
М Е ТА Л Л У РГ • № 1 • 2 0 1 3
Немецкая энергоэффективность в России.
Cертификат ISO 50001 ОАО «НЛМК»
TÜV SÜD — крупнейший немецкий концерн, работающий
в сфере подтверждения соответствия международным стандартам, успешно провел аудит по новому стандарту ISO
50001. Обладателем сертификата стал Новолипецкий металлургический комбинат, занимающий третье место в России
среди предприятий по производству стали и проката. 18 декабря 2012 г. состоялась церемония передачи сертификата
ISO 50001 в Московском офисе ОАО «НЛМК».
На церемонии присутствовал руководящий состав компаний TÜV SÜD, ОАО «НЛМК», а также ООО «Черметстандарт Сертификация» (партнер компании TÜV SÜD).
Сертификация системы энергетического менеджмента ОАО «НЛМК» стала очередным подтверждением эффективной работы компании по внедрению наилучших
технологий в области оптимизации энергопотребления,
рационального использования энергоресурсов, и, как
следствие, снижения негативного воздействия на окружающую среду.
Реализация проектов технического перевооружения на
основной производственной площадке ОАО «НЛМК» в Липецке позволила снизить удельную энергоемкость выплавляемой стали (показатель эффективности использования
энергоресурсов) с 6,53 Гкал/т в 2007 г. до 6,1 Гкал/т в 2011 г.
Дальнейшее снижение энергоемкости, которая в настоящее
время составляет 5,75 Гкал/т, достигнуто за счет увеличения
объема использования вторичных топливных газов, вырабатываемых в ходе металлургического процесса, а также мероприятий по снижению энергетических затрат.
Программой повышения энергетической эффективности предприятий Группы НЛМК до 2020 г. запланирована
реализация новых инвестиционных проектов, направленных на эффективную утилизацию вторичных энергоресурсов, оптимизацию технологических процессов и модернизацию оборудования, что позволит достичь уровня удельной
энергоемкости 5,6 Гкал/т, соответствующего показателям
лучших доступных технологий для металлургических предприятий с аналогичным технологическим циклом.
Управление энергоресурсами и энергетическое сбережение — это те вопросы, которые на сегодняшний день являются ключевыми практически во всех сферах экономики.
Оптимизация потребления энергоресурсов представляет
собой одну из важнейших задач каждого предприятия, которое осознанно относится к вопросам рационального использования природных ресурсов. Подобная политика способствует минимизации различного негативного влияния
на экологию.
В начале июля 2011 г. была принята итоговая версия стандарта ISO 50001:2011 «Energy
management systems — Requirements with guidance for use» (в переводе на русский язык «Системы энергетического менеджмента. Требования и руководство по применению»).
Новолипецкий металлургический комбинат стал первым предприятием в России, которое прошло сертификацию по новому стандарту.
Следует отметить, что концерн TÜV SÜD
не только проводит сертификацию по стандарту ISO 50001 — компания предлагает широкий спектр услуг.
Услуги TÜV SÜD:
Горнякам и металлургам России
С Новым годом!
А.А. Безымянных
Председатель Горно-металлургического
профсоюза России
Дорогие товарищи! Центральный Совет Горно-металлургического
профсоюза России поздравляет членов профсоюза, всех работников
отрасли, ветеранов и молодежь, учащихся профильных учебных заведений – с Новым 2013 годом!
Мы прожили очередной, насыщенный событиями и повседневными заботами год. Год, знаменательный еще и тем, что в самом его начале состоялся VII съезд нашего профсоюза, принявший Программу
действий ГМПР на 2012–2016 годы, которая последовательно выполняется. Важнейшей, задачей Программы является рост уровня жизни
горняков и металлургов, борьба за сохранение рабочих мест. Профсоюз выступает категорически против нестандартных форм занятости.
Именно по этой причине мы поддерживаем внесенный на рассмотрение в Госдуму законопроект депутатов А.Исаева и М.Тарасенко, направленный против применения «заемного труда».
В прошедшем году ГМПР в составе Международной федерации
металлистов стал членом глобального объединения профсоюзов
промышленных рабочих ИндастриОЛ. Это расширяет наши солидарные возможности.
В новом году предстоит решать и другие важные задачи. Одни из
самых значимых – содействие улучшению социально-экономического положения горняков и металлургов, борьба за то, чтобы реструктуризация отрасли не вела к сокращению рабочих мест, к уменьшению
численности и даже ликвидации профсоюзных организаций. В числе
наших приоритетов – достойная оплата труда, работа с молодежью,
обеспечение достойной старости ветеранов.
Дорогие товарищи! Пусть в Новом году исполнятся все ваши желания! Счастья и здоровья вам, вашим родным и близким! Пусть вместе
с Новым годом в ваши дома войдут оптимизм и надежда на то, что ваш
нелегкий, но такой необходимый Родине труд будет по достоинству
оценен!
Уважаемые металлурги!
В.В.Семенов
Директор Департамента базовых
отраслей промышленности
Минпромторга РФ
От имени Департамента базовых отраслей промышленности Министерства промышленности и торговли Российской Федерации поздравляю Вас и Ваших близких с Новым 2013 годом!
Специалисты отрасли вносят большой вклад в развитие черной
и цветной металлургии и повышение технического уровня всех отраслей промышленности России.
Пусть Новый 2013 год откроет Вам новые перспективы дальнейшего развития и процветания Вашего предприятия, станет годом выхода на качественно новый уровень черной и цветной металлургии
– основы укрепления экономики России!
Примите самые искренние поздравления и пожелания здоровья,
счастья и благополучия Вам и Вашим семьям!
Сертификация систем менеджмента
• ISO 9001 (система менеджмента качества) • ISO 14001 (система экологического менеджмента)
• OHSAS 18001 (система менеджмента безопасности труда и охраны здоровья)
• ISO/TS 16949, KBA, VDA 6.1, 6.2, 6.4 (система менеджмента качества в автомобильной отрасли)
• ISO 50001 (система энергетического менеджмента)
• ISO/IEC 27001 (система менеджмента информационной
безопасности)
• EN 9100/AS 9100 (система менеджмента качества в авиационной отрасли)
• ISO 22000, HACCP, BRC, IFS (системы менеджмента качества и безопасности пищевых продуктов)
• GMP – Good Manufacturing Practice – для производителей
парфюмерно-косметической продукции и фармацевтики
• Аудит Поставщика
Проведение обучающих семинаров
Европейская сертификация (CE, GS маркировка и др.)
Российская (национальная) сертификация (экспертиза
промышленной безопасности; разрешение РОСТЕХНАДЗОРА
на применение и др.
История компании TÜV SÜD насчитывает уже более 145 лет.
За это время компания приобрела колоссальный опыт в сфере сертификации систем менеджмента и вошла в четверку мировых лидеров в этой области.
Клиентами TÜV SÜD являются более 400 тысяч компаний,
а сертификационным органом TÜV SÜD Management Service
только по менеджменту качества было выдано более 35 000 сертификатов.
TÜV SÜD – это:
• Немецкое качество и высокая скорость
• Независимая оценка и признание во всем мире
• Русскоязычные эксперты с международным опытом работы в различных отраслях промышленности
• Испытания в национальных лабораториях, результаты
которых признаются за рубежом
Приглашаем на обучающие семинары
по системам менеджмента!
•
•
•
Лекторы с большим опытом сопровождения и развития
систем менеджмента в российских и международных
компаниях
Изучение примеров и адаптация программы семинаров
к потребностям участников
Работа в малых группах
Обучение в TÜV SÜD RUS –
Ваше преимущество перед конкурентами!
Открытие Представительства ESI Group
в России
Прошедший 2012 год ознаменовался многими значительными событиями, одним из наиболее интересных из них в сфере инженерного программного обеспечения стало открытие в России
Представительства компании ESI Group.
ESI Group – один из мировых лидеров в области разработки инновационных инженерных
решений для создания виртуальных прототипов изделий и моделирования их функционирования в реальной среде, а также для определения жизненного цикла изделия с учетом
анализа дефектов на стадии производства. Системы ESI Group позволяют решать множество
производственных задач для различных отраслях промышленности, таких как: облегчение
конструкций в автомобилестроении, моделирование производства композитных материалов в аэрокосмической промышленности и
судостроении, прочностные задачи в оборонной промышленности и т.д. Однако основной
«конёк» компании ESI на рынке – виртуальное
создание и проверка готового изделия для сокращения временных и финансовых затрат
предприятий на разработку продукта, его реальное тестирование и выхода на рынок.
Открытие Представительства было обусловлено возрастающим в течение последних 10 лет
интересом к продукции ESI в России, в частности,
решениям для моделирования технологических
процессов – обработки листового материала,
литья, сварки и термической обработки, а также
процессов производства композитов.
Многим читателям знакомы технологии
ESI для моделирования процессов литья, сварки, штамповки на примерах решений реальных
производственных задач Российских предприятий, приведенные в публикациях журнала «Металлург».
Открывая Представительство в Российской
Федерации, ESI Group ставит задачи создания команды квалифицированных консультантов и экспертов для российского рынка, в компетенцию
которых, при поддержке специалистов ESI Group
со всего мира, будет входить применение и совершенствование технологий для решения конкретных задач российских промышленных компаний
и научных организаций.
Адрес российского Представительства:
620014, г. Екатеринбург, ул.Вайнера, 51 – Б
Тел.\факс: 8 (343) 311 02 33,
e-mail: [email protected]
МЕТАЛЛУРГ № 1 2013
1 • 2013
В НОМЕРЕ
n XII Международный конгресс
сталеплавильщиков
n Влияние средней скорости движения свободной
части заготовки на процесс пневмотермической
формовки в режиме сверхпластичности
n Неравномерность механических свойств толстолистового
проката после контролируемой прокатки с ускоренным
охлаждением
n Технология и оборудование компактного
Индекс 70535, ISSN 0026-0827, Металлург № 1, 2013
металлургического комплекса
для производства катанки в бунтах
n XI Конгресс «Кузнец-2012»
n Новые решения в управлении техническими
системами
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа