Для предприятий неполного металлургического цикла, к которым относится Косогорский металлургический завод, жизненной необходимостью является снижение себестоимости продукции. На современном этапе ключевым направлением решения данной задачи является модернизация производственных мощностей с применением современных технологий и оборудования, разработанных в последние десятилетия для доменного производства.

Специфичность товарного чугуна как металлургического продукта, заключающаяся в жестких требованиях потребителей по наличию и количественному содержанию примесей, чистоте поверхности, внутренней структуре и др., никоим образом не компенсирует все более усиливающуюся тенденцию отнесения большой доли прибавочной стоимости на конечную продукцию – прокат или литые изделия. При этом даже современные рыночные отношения не смогли сломать этот экономический стереотип, сформировавшийся во второй половине XX столетия.

Для предприятий неполного металлургического цикла, к которым относится Косогорский металлургический завод, жизненной необходимостью является снижение себестоимости продукции. На современном этапе ключевым направлением решения данной задачи является модернизация производственных мощностей с применением современных технологий и оборудования, разработанных в последние десятилетия для доменного производства. При этом следует подчеркнуть, что только комбинация установки современного оборудования, применения передовых технологий и современных материалов способна решить стоящие перед доменщиками задачи.

На заводе разработан четкий стратегический план модернизации основных и вспомогательных агрегатов, и ядром этого плана является реализуемый в настоящее время проект капитального ремонта (в принятой классификации – капитального ремонта первого разряда) доменной печи № 1. При этом можно перечислить целый ряд позиций проекта (технологии, оборудование, материалы), в которых будут применены «высокие технологии» («хай-тек»).

1. Установка бесконусного загрузочного устройства лоткового типа.

В ходе проведения капитального ремонта доменной печи №1 будет установлено однотрактное бесконусное загрузочное устройство (БЗУ) лоткового типа фирмы Paul Wurth. На сегодня БЗУ такой конструкции установлены более чем на 370 доменных печах объемом от нескольких сотен до 5,5 тысяч кубометров. К «высоким технологиям» можно отнести такие составные части комплекса БЗУ как автоматизированную систему управления (АСУ) БЗУ, выполненную на базе логических контроллеров, пакет прикладных программ управления параметрами загрузки, термостойкие силиконовые уплотнения клапанов, радарный датчик опорожнения бункера. Установка БЗУ лоткового типа взамен типовых загрузочных устройств (двухконусных, подвижных плит колошника) неизменно сопровождается улучшением технико-экономических показателей работы доменной печи, снижением затрат на техобслуживание узлов загрузки и увеличением продолжительности кампании печи.

2. Установка гидравлического оборудования литейного двора.

Проектом капитального ремонта печи предусмотрена установка оборудования литейного двора (машин для закрытия и вскрытия леток печи) с гидравлическим приводом. Применение современных, быстротвердеющих и экологически безопасных безводных леточных масс на смоляной связке предполагает создание усилий для выдавливания леточной массы при закрытии летки и бурения канала летки при ее вскрытии, которые применяемые ранее агрегаты с электромеханическим приводом не могут создавать.

3. Применение наливной футеровки желобов.

Особое внимание на предприятии уделяется снижению потерь выплавленного чугуна. В рамках решения этой задачи в 2007г. были введены в эксплуатацию железнодорожные весы для провески жидких продуктов плавки. Проведенный анализ результатов провесок показал, что существенные потери чугуна имеют место в виде затвердевающих в чугуновозных ковшах масс чугуна (т.н. ковшевых остатков) и скрапа, образующегося при транспортировке расплава по системе желобов литейного двора. Одной из основных причин повышенного образования ковшевых остатков и скрапа является вовлечение в поток жидкого чугуна песчаных масс, которыми выложена система желобов. Кроме того, применение набивных желобных масс на водной основе обусловливают повышенные потери жидкого чугуна в виде корольков со шлаком, что было подтверждено экспериментальными результатами разделения застывшего шлака.

Современным решением описанной выше проблемы является применение наливных желобных бетонов (ультранизкоцементных либо с применением коллоидного кременезема), в основе создания которых лежит применение нанотехнологий. Суть последних заключается в том, что измельченные до тысячных долей микрона (напомним, нанометр — это 10-9 м, или 1/1000 микрона) частицы связующего компонента, добавляемые в мизерных количествах к измельченному до тех же размеров частиц основному огнеупорному компоненту, равномерно распределяемые по объему смеси, после сушки и затвердевания создают сверхпрочную структуру. Наливные же бетоны на основе коллоидного кремнезема вообще не предполагают использования цементирующих добавок, поскольку измельченные наночастицы кремнезема (называемые также кварцевой мукой) формируют коллоидную структуру, определяющую сверхпрочность материала после сушки и затвердевания.

Таким образом, нанотехнологии, безусловно являющиеся неотъемлемым компонентом современного понятия «хай-тек», будут применены в доменном производстве Косогорского металлургического завода.

4. Применение современных огнеупорных материалов для футеровки печи.

Современные тенденции развития доменного производства предполагают увеличение продолжительности кампании печи до 20-25 лет и отказ от проведения длительных промежуточных ремонтов (в принятой классификации – капитальных ремонтов II разряда). При этом наиболее уязвимым элементом, определяющим продолжительность кампании доменной печи, является ее нижняя часть (горн и лещадь). Таким образом, для реализации современной стратегии эксплуатации доменной печи необходимо применение в горне и лещади огнеупорных материалов, особо стойких к воздействию жидких чугуна и шлака, механическим нагрузкам столба шихтовых материалов, перепадам температур при вынужденных кратковременных остановках и последующих пусках печи и т.д. Традиционно в нижней части доменной печи применяются углеродистые и графитированные материалы с высокой теплопроводностью. Проект капитального ремонта доменной печи №1 предполагает использование супермикропористых углеродистых блоков с размером внутренних пор, равным десятым, а в отдельных зонах футеровки – сотым долям микрона. При этом теплопроводность таких углеродистых материалов сравнима с теплопроводностью черных металлов, что предполагает эффективное охлаждение агрегата. Для создания таких огнеупорных изделий используются сверхмощные прессы. Естественно, без применения «высоких технологий» невозможно представить изготовление огнеупоров с подобными характеристиками. Необходимо добавить, что автоматизированный контроль системы охлаждения является неотъемлемой частью современной концепции огнеупорной футеровки, и данный контроль будет осуществляться в рамках работы общей автоматизированной системы управления (АСУ) доменной печи.

Таким образом, реализация проекта капитального ремонта доменной печи №1 позволит снизить затраты на производство продукции за счет снижения расхода сырьевых материалов, уменьшения непроизводительных потерь чугуна, повышения эксплуатационной надежности агрегата и увеличения продолжительности кампании печи. В заключении хочется отметить, что производимый на Косогорском металлургическом заводе чугун нодулярного класса, о котором уже рассказывал журнал (см. №1 и №6, 2007г.), также стоит отнести к категории «хай-тек», поскольку выплавка такого чугуна в существующих шихтовых условиях требует создания адаптированной к данным условиям «высокой технологии» производства, и точного соблюдения установленных технологических процедур.

В результате «высокие технологии», примененные в новой доменной печи, послужат созданию высокотехнологичной продукции, что, собственно, и является сутью понятия «хай-тек».

---

*«Хай-тек» (от англ. high-tech) — высокие технологии.

:
Журнал «Металлы Евразии», № 2, 2008 г.