Анализ сырьевой базы металлургического производства. Кокс доменный
Украинская Ассоциация Сталеплавильщиков

Анализ сырьевой базы металлургического производства. Кокс доменный

Назюта Л.Ю. (Приазовский государственный технический университет),
Косолап Н.В. (ОАО «Металлургический комбинат им. Ильича»),
Губанова А.В. (Приазовский государственный технический университет), г. Мариуполь, Украина
издана в «Металл и литье Украины», 2005, №11-12, с.3-9

Показана роль кокса в формировании себестоимости продукции металлургических предприятий. Проанализирован расход кокса в шихте доменных печей ПХО «Металлургпром», в странах Западной Европы и России. Изучена ситуация на внешнем и внутреннем рынках кокса и сырья для его производства. Показана динамика цен кокса на мировом и внутреннем рынках. Представлены данные об объеме производства и потребления кокса отечественными предприятиями. Дана оценка качества украинского кокса в сравнении с мировыми стандартами. Проанализирована сырьевая база коксования и возможности улучшения качества украинского кокса. Показана роль кокса в формировании теплового режима доменных печей и приведены примеры альтернативных энергетически ценных углеродсодержащих вторичных материалов.

Самые большие удельные расходы металлургов связаны с приобретением кокса. Расход и качество этого материала, помимо ценового фактора (более 20% себестоимости стали), оказывает существенное влияние на технико-экономические показатели доменного процесса и предприятия в целом.

На металлургических предприятиях Украины расход кокса нестабилен, колеблется в довольно широких пределах 467-626 кг/ т чугуна (табл.1) и значительно выше, чем в странах Западной Европы и России, производители которых расходуют соответственно 320-360 и 415-440 кг кокса на тонну чугуна [1, 2].

Таблица 1. Расход кокса на предприятиях ПХО «Металлургпром» (по данным www.metall.net.ua, www.ukrindustrial.com и [1])

Расход кокса на предприятиях ПХО  «Металлургпром»

К основным причинам высокого расхода кокса в доменном процессе отечественных предприятий следует отнести моральный и технический износ оборудования доменных печей, отличную от Европейского уровня технологию загрузки и плавления шихты, а также более низкое качество шихты и самого кокса. В Европе доменные печи оборудованы современными (бесконусными) загрузочными аппаратами, мощными воздухонагревателями с температурой дутья 1200-1250oС (средняя температура дутья украинских предприятий - 1020oС) и выплавляют низкокремнистый чугун с содержанием кремния и марганца 0,3-0,6 и 0,2-0,4% соответственно. Они используют более качественный агломерат с содержанием железа 58-60% по сравнению с 52-54% в агломерате отечественных производителей, а также низкосернистый кокс с содержанием серы 0,5-0,6% и зольностью менее 9,5%. Содержание серы в украинском коксе практически всегда больше 1,0%, а в ряде случаев достигает 1,8%.

Совершенствование технологии доменной плавки и конструкций доменных печей обусловило изменение приоритетов в оценке качества кокса. Проблема оптимизации качества кокса становится все более актуальной. Как и железорудные материалы, кокс является стратегическим сырьем для черной металлургии. Поэтому стабильность поставок и повышение качества этого вида топлива должны стать приоритетной задачей отечественной металлургии.

Ситуация на украинском рынке кокса неоднократно обсуждалась в открытой печати [3,5]. Причины, вынуждающие металлургические предприятия работать на импортном коксе в ущерб отечественным производителям, а последних - искать зарубежные рынки сбыта, являются основными проблемами ГМК Украины. Рассмотрим их подробнее.

В настоящее время производством кокса в стране занимаются 16 предприятий, 13 из которых входят в Украинскую национальную научно-промышленную ассоциацию «Укркокс». Рейтинг основных производителей кокса и потребителей их продукции с учетом установившихся связей представлен в табл.2. Она составлена с учетом происшедших изменений в структуре ГМК – слияния предприятий различного профиля и образования новых экономических структур.

Таблица 2. Рейтинг основных производителей кокса в Украине, (по данным открытой печати и сайта www.ukrindustrial.com)

Рейтинг основных производителей  кокса в Украине

Годовая мощность этих предприятий оценивается величиной 23 - 25 млн. т кокса валового 6% влажности, основная часть которого поступает на металлургические предприятия. Доля металлургического кокса в общем объеме производства составляет 91,5% .

В составе коксохимических предприятий «Укркокса» насчитывается 58 коксовых батарей, 30 из которых имеют срок эксплуатации более 20 лет (нормативный срок), 17 – более 30 лет и только три батареи эксплуатируются менее 10 лет. В перспективе до 2010 г предусматривается осуществить строительство, реконструкцию и техническое переоснащение 18 коксовых батарей мощностью 12 млн. т кокса валового и вывести из эксплуатации 12 физически и морально изношенных батарей мощностью 5,5 млн. т в год [7].

С учетом фактической загрузки мощностей, предприятиями «Укркокс» в 2003 г произведено 20,84, а в 2004 г – около 22,0 млн. т. кокса валового. Баланс производства и потребления кокса за последние четыре года с учетом импорта и экспорта части отечественной продукции на внешний рынок по данным «Укркокса» представлен в табл. 3. На основе баланса рассчитано видимое потребление кокса в металлургическом производстве, которое практически совпало с данными ПХО «Металлургпром» - табл. 1.

Таблица 3. Баланс производства и потребления кокса в Украине, млн. т. [1, 3]

Баланс производства и потребления кокса в Украине, млн. т.

Основное количество продукции, около 14, 5 млн. т. в год (почти 66% общего объема), производится в Донецком регионе. Ведущими предприятиями отрасли являются Авдеевский, Алчевский КХЗ и «Маркохим», на долю которых приходится почти половина общего производства кокса в Украине. Лидером по производству и качеству является Авдеевский КХЗ с объемом производства в 2004 г - 4,7 млн. т.

Около 5,5 млн. т. кокса производится в Приднепровском регионе, в котором расположен второй по масштабам Украины Криворожский КХЗ с объемом производства около 2,8 млн. т, а также контролируемые группой «Приват» - Баглейский, Днепродзержинский и Днепропетровский коксохимические заводы, общая производительность которых соизмерима с производством этого предприятия.

Пятое место в общем рейтинге занимает Запорожский КХЗ с объемом производства около 2,0 млн. т. кокса в год, который является основным поставщиком металлургических предприятий Запорожской области.

Как следует из представленных данных, производство и потребление кокса на внутреннем рынке в настоящее время сбалансировано. Между металлургическими и коксохимическими предприятиями установлены относительно стабильные связи по объемам продаж и закупки кокса. Имеются резервы дальнейшего увеличения мощности и улучшения технологии производства кокса. По данным «Укркокса» рентабельность предприятий отрасли в 2003 г составляла 16-17%, а в 2004 г - в среднем 12%.

Запас мощностей коксохимических предприятий оценивается величиной 4 млн.т. Это позволяет часть продукции реализовывать на внешних рынках, иногда – в ущерб собственному производителю. Основной предпосылкой экспорта называют разницу цен между внутренними и экспортными поставками, которая составляет 50-70 USD за каждую тонну кокса.

При анализе рынка кокса обращает на себя внимание динамика экспортных поставок и причины стабильного импорта этой продукции. Несмотря на напряженный баланс и периодический дефицит кокса на внутреннем рынке объемы экспортных поставок растут. За 2004 г экспорт кокса возрос почти в два раза и составил 3,19 млн.т.

Конкурентоспособность украинских предприятий на внешнем рынке достигалась, в основном, за счет более низкой, чем в Европе, себестоимости кокса. На экспорт, как правило, отгружают и более качественную продукцию. Экспортерами выступают коксохимические заводы Приднепровского региона, контролируемые группой «Приват», работающие на качественном импортном сырье (в общем объеме продаж эти предприятия отгрузили за рубеж больше половины своей продукции), а также «Донецксталь»- МЗ, в структуру которого входит шахта «Красноармейская Западная» с низкосернистыми углями, содержащими не более 1,1 % серы [10].

Основное направление экспорта – Европа, в том числе - балканские страны (Румыния, Болгария, Сербия, Черногория), Германия, Великобритания и Италия, которые имеют развитое металлургическое производство, но ощущают дефицит металлургического сырья и, прежде всего, железной руды и коксующихся углей. Дефицит кокса в Европе оценивается величиной более двух млн т. в год. Поэтому природные запасы Украины представляют для нее стратегический интерес. Часть кокса экспортируют в Турцию и США, которые проводят политику ограничения потребления собственных сырьевых ресурсов.

На конъюнктуру мирового рынка кокса значительное влияние также оказывает закрытие в индустриально развитых странах Европы и США коксохимических производств по экологическим причинам. В связи с этим многие специалисты считают возможным дальнейшее увеличение объема экспорта украинского кокса в эти и другие страны.

Увеличение экспортных поставок кокса ослабляет сырьевую базу металлургического производства и создает напряженность на внутреннем рынке ГМК и, особенно, в период подписания договоров между предприятиями различных подотраслей.

Металлурги неоднократно ставили вопрос о запрете экспорта кокса и введении пошлин. Однако, по мнению руководителей «Укркокса», это не решит проблему снабжения металлургов качественным сырьем. В этом можно убедиться, проанализировав причины импорта кокса и коксующихся углей.

Дефицит кокса на внутреннем рынке восполняется за счет внешних поставок. За последние три года объем импорта был относительно стабильным и составлял 1,0 – 1,2 млн. т кокса. Импорт, как правило, связывают с более высоким качеством приобретаемого сырья. Не останавливает потребителя даже более высокая цена продукции, которая в отдельные периоды на 30 - 100 USD/т превышала цены внутреннего рынка.

Основными импортерами кокса являются МК им. Ильича, «Запорожсталь» и «Криворожсталь». Поставки производятся преимущественно из России, коксохимические предприятия которой работают на более качественном сырье. В 2004 г только МК им. Ильича закупил в России около 520 тыс. т продукции «Алтайкокса» с содержанием серы 0,5 – 0,6%. В то же время содержание серы в коксе отечественных КХЗ почти в три раза превышало эти показатели и составляло в среднем 1,46% - табл.4.

Таблица 4. Сравнительные характеристики кокса различных производителей по данным ММК им. Ильича

Сравнительные характеристики  кокса различных производителей по данным ММК им. Ильича

Согласно анализу, использование низкосернистого алтайского кокса за счет увеличения рудной нагрузки и оптимизации теплового режима позволило комбинату почти на 10% повысить производительность печи (ДП №5) и сократить расход кокса более, чем на 30 кг/т чугуна.

Ведутся переговоры и произведены небольшие пробные закупки кокса в Австралии и Южной Америке. В будущем, по мнению аналитиков, ожидается расширение географии импортных поставок, в том числе из Китая, на долю которого по данным «Metal Bulletin» приходится почти 2/3 мировой торговли металлургическим коксом.

Китайская коксохимия – крупнейший производитель и экспортер кокса в мире, в настоящее время проводит широкомасштабную реконструкцию своего печного фонда. Согласно имеющимся мощностям, Китай может производить до 250 (при мировом производстве 410) млн. т кокса в год. При этом внутреннее потребление кокса в 2003 г составило 150, в 2004 г – около 200 млн. т. Объемы поставок китайского кокса на внешний рынок достаточно велики, в 2000 г они составляли 15, в 2002 г – 13 млн. т.

Учитывая масштабы китайских коксохимических предприятий, современное оборудование, более качественное сырье и дешевую рабочую силу, импорт китайского кокса в Украину вполне реален.

Таким образом, на основании вышеизложенного можно говорить о наличии в Украине достаточно мощной коксохимической отрасли, которая в состоянии обеспечить существующие объемы производства стали и даже экспортировать некоторое количество кокса на внешний рынок. Однако, делать долгосрочный прогноз о стабильном обеспечении отдельных предприятий и ГМК в целом качественной продукцией нельзя. Руководство отрасли и потребители продукции связывают это с отсутствием качественного сырья и высокой степенью монополизации производства.

В перспективе при анализе возможных ситуаций на сырьевых рынках ГМК следует учитывать общемировые процессы глобализации (производства и капитала), а также особенности этого процесса в условиях Украины. При этом следует отметить, что предприятие «Укркокс» является формальным руководителем отрасли. В настоящее время практически все коксохимические заводы приватизированы и имеют конкретных владельцев в лице трех финансово – промышленных групп (ФПГ) - «СКМ», «Приват» и «Запорожсталь», работающих по схеме «руда-кокс-металл».

В основу групп входят крупнейшие производители металла, которые за последние четыре года в результате благоприятной ситуации на мировых рынках резко увеличили свои активы за счет приобретения контрольных пакетов акций предприятий смежных отраслей, в том числе - горно-обогатительного комплекса и коксохимического производства.

С целью минимизации своих доходов эти группы постоянно совершенствуют свои структуры – строят вертикально-интегрированные схемы, в которые включают поставщиков основных видов сырья и топлива. В коксохимической отрасли этот процесс затронул практически все предприятия.

Примером этому является приобретение в 2004 г владельцами МК «Азовсталь» - Маркохима, «МК Запорожсталь» – Запорожкокса, Авдеевским КХЗ - контрольного пакета акций ОАО ГХП «Павлоградуголь» и шахты «Комсомолец Донбасса», образование в 2003 г на базе Макеевского КХЗ и «Донецксталь»- МЗ - Макеевкокса и другие слияния.

При этом в результате объективных причин происходит перераспределение сфер влияния между ФПГ и нарушаются многолетние схемы поставок кокса. Возникают проблемные ситуации с обеспечением этой продукцией металлургических предприятий ГМК, которые не вошли в вышеуказанные группы и не имеют собственной сырьевой базы.

Такие ситуации периодически отмечались на МК им. Ильича, который создает собственный холдинг и ведет самостоятельную экономическую политику, а также на «Криворожстали» и ДМК им. Дзержинского в период смены владельцев контрольного пакета акций.

При высокой степени монополизации рынка кокса не стоит рассчитывать на то, что собственники отечественных предприятий будут по рекомендации Минпрома или «Укркокса» добровольно изменять объемы производства или диверсифицировать свою продукцию.

Из-за отсутствия нормальной конкуренции рыночный механизм регулирования цен не действует, а поставки сырья вне группы могут быть прекращены по субъективным причинам. Раздел отечественной коксохимической промышленности тремя бизнес - структурами называют одной из основных причин дефицита и роста стоимости кокса.

Темпы роста цен на кокс примерно такие же, как на железорудные ресурсы. За 2003 г они возросли на 45% , за первый квартал 2004 г – на 50%. Средние цены на кокс в январе 2003 г составляли 75, в декабре 2003 г –145, в апреле 2004 г – 210 USD/т. В конце 2004 г стоимость кокса на внутреннем рынке достигала 260, на внешнем - 320 USD/т. На рынках Турции стоимость кокса в этот период доходила до 340 - 360, а на европейских рынках были отмечены контракты по цене 450 USD/т. В начале 2005 г в результате экономической нестабильности на мировых рынках и снижения спроса на металл стоимость кокса снизилась, на внутренних рынках она составляла 200-220 при ценах экспорта – 206-242 USD/т.

Наиболее остро стоит проблема качества кокса. Низкое качество отечественного кокса является основной причиной его перерасхода в доменном производстве. Согласно рейтингу качества кокса различных стран и фирм, выполненному украинской ассоциацией производителей чугуна и мнению основных потребителей, коксохимические предприятия Украины производят худший в мире кокс, как по прочностным характеристикам, так и по химическому составу [3, 6, 8].

Украинский кокс не соответствует мировым стандартам по химическому составу (он имеет более высокое содержание серы – 1,3-1,5%), техническим характеристикам (зольность – 10-12%), а также прочностным свойствам, которые оцениваются показателями холодной прочности М40 , М25 и истираемости М10 (ТУ У 23.1-00190443-070-2002 на кокс доменный). В мировой практике в качестве основных показателей качества все чаще используют определяемые по методу фирмы «Ниппон Стил» реакционную способность (CRI) и термомеханическую прочность (CSR) – прочность нагретого до 1100oС кокса после его взаимодействия с диоксидом углерода.

По европейским стандартам высококачественный доменный кокс должен иметь следующие показатели [9]:

  • высокую прочность в холодном состоянии М40 > 80% при М10 < 7,0%;
  • низкую реакционную способность CRI < 25-30%;
  • высокую прочность в горячем состоянии CSR > 60-70%.

Согласно исследованиям УХИНа, качество украинского кокса, получаемого из обычного сырья, при оценке по методу «Ниппон Стил», почти в два раза ниже качества кокса зарубежных фирм Германии, Австрии, а также России – табл.5. [8, 9]

Таблица 5. Характеристика сырьевой базы коксования Украины и других стран и ее влияние на свойства кокса (по данным www.vtu.hotmail.ru, www.tpk.voltar.ru, www.btic.ru и [8])

Характеристика сырьевой базы коксования Украины и других стран и ее влияние на свойства кокса

Параметры CSR и CRI, которые в международной торговле коксом являются приоритетными, в настоящее время отечественными стандартами не оговариваются. Отдельными поставщиками, например Ясиновским КХЗ, (кокс которого находится на уровне требований европейских производителей за счет использования отечественных и российских малосернистых углей – табл.5), они используются в качестве дополнительного аргумента более высокого качества и цены продукции.

При этом следует отметить, что проблема качества кокса беспокоит не только металлургов, но и коксохимиков, которые озабочены как снижением видимого потребления кокса, так и возможностью увеличения импорта из России или других стран. Особенно это важно в период подготовки вступления Украины в ВТО.

В следующем году планируется пересмотр технических условий на кокс доменный. В рабочую группу по пересмотру технических условий вошли ведущие специалисты «Укркокса» и Минтопэнерго, главная задача которых – приблизить отечественные стандарты к европейским. Рабочая группа рассматривает всю технологическую цепочку получения кокса, начиная от контроля качества поступающего сырья, оборудования и технологии коксования и заканчивая методами оценки качества получаемой продукции.

При существующей технологии коксования, которая практически одинакова во всех странах, основные показатели качества кокса преимущественно зависят от природы углей, использующихся в производстве, и очень незначительно - от технологии производства, в том числе - частичного брикетирования, термоподготовки шихты и равномерного ее нагрева в коксовых батареях.

За последние годы отмечена значительная инновационная деятельность коксохимических предприятий. В 2004 г объем инвестиций в модернизацию и техническое развитие отрасли составил 424,3 млн. грн [3]. Общий пакет инвестиционных затрат до 2010 г оценивается величиной 3,5 млрд. грн. Однако, несмотря на это, качество отечественного кокса не удовлетворяет потребителей.

Основной причиной низкого качества украинского кокса считают дефицит высококачественного угольного сырья – низкосернистых коксующихся углей. Дефицит касается, прежде всего, хорошо спекающихся углей марок « К » и « Ж », часть из которых до сих пор используется на энергонужды [3]. По мнению ведущих специалистов отрасли отрицательное влияние на качество отечественного кокса оказывает неблагоприятный состав и высокая степень минерализации украинских углей, имеющих более высокое содержание оксидов железа и серы (на 7-12 и 1-2% выше, чем в зарубежных аналогах) – табл.5 [8]. Следует отметить, что высокое содержание указанных соединений в отечественных углях (генетический фактор) можно несколько смягчить на стадии обогащения. Поэтому в фокусе изучения качества сырья – проблема обогащения имеющихся в Украине запасов угля. Это позволяет с одной стороны расширить сырьевую базу коксования, а с другой - избежать получения синтетических марок углей, из которых нельзя получить качественный кокс. При этом возникает вопрос о сырьевой базе коксохимического производства и реальных возможностях улучшения качества украинского кокса. Долгие годы считали, что угольные запасы Украины позволяют полностью обеспечить потребности страны в этом виде топлива. Балансовые запасы энергетического угля в Украине достаточно велики – 4,9 млрд. т (53,8% от общего запаса в 9,1 млрд. т), а промышленные запасы составляют 6,8 млрд. т, в том числе 3 млрд. т (45,7%) – коксующегося угля [10]. При этом не всегда учитывают, что большая часть украинской базы коксования характеризуется высокой сернистостью и зольностью.

Кроме того, в Украине постоянно ухудшаются условия добычи и истощаются разведенные запасы угля. За десять лет с 1991 по 2001гг они снизились почти в три раза (от 165 до 62 млн. т в год) и продолжают уменьшаться.

Согласно прогнозам Минтопэнерго в ближайшие годы следует ожидать снижения объемов добычи угля, пригодного для коксования. Общий дефицит сырья на период до 2010 г составит более 8 млн. т в год [7]. По данным УХИНа обеспечение отечественными углями за это время снизится до 50%, а дефицит сырья будет компенсироваться импортом австралийских и колумбийских углей. В настоящее время объем углей, пригодных для коксования, оценивается величиной 36 млн. т со средней сернистостью 2,2%. При этом доля углей с содержанием серы менее 1,0% составляет около 22%, в том числе - марок «Г», «Ж » и «К » соответственно 2,7; 0,5 и 4,8 млн. т [8].

Наиболее неблагоприятное положение с марочным составом углей. Самыми дефицитными в сырьевой базе коксования становятся высокометаморфизированные отощающие компоненты, средний расход которых в шихте отечественных предприятий в 2003 г составлял 5,2 по сравнению с рекомендуемыми объемами 43,4% (от общей массы шихты) – табл.6.

Таблица 6. Требуемая марочная структура углей для коксования на 2004 год (по данным УХИНа и [7])

Требуемая марочная структура углей для коксования на 2004 год

Дефицит и недостаточное качество отечественного коксующегося угля создают напряжения на внутреннем рынке кокса. Чтобы получить качественную продукцию, коксохимические предприятия стремятся приобрести низкосернистое сырье. Поэтому многие предприятия, в том числе «Макеевкокс», «Запорожкокс» и приднепровские заводы используют в шихте импортное сырье. «Донецксталь»-МЗ, который имеет в своем составе шахту «Красноармейская Западная» с низкосернистым углем (доля которого в шихте составляет 75-80%), также работает на импортном сырье.

В 2004 г на коксохимические предприятия отрасли было поставлено около 22 млн. т украинского и около 9,2 млн. т импортного, в том числе - более 6 млн. т российского угля (концентрата) Воркутинского и Кузнецкого бассейнов. Доля российского сырья в общем объеме потребляемого отечественными КХЗ угля значительна и составляет более 25%.

По мнению генерального директора «Укркокса» А.Старовойта, в результате дефицита собственного сырья объем импорта коксующих углей будет расти. [3]. При этом следует отметить, что уже сейчас некоторые фирмы, входящие в ФПГ «СКМ» (например, концерн «Энерго» и «АРС»), ведут переговоры о закупке коксующих углей в Австралии и Колумбии.

Этот процесс сдерживается отсутствием специальных терминалов в украинских портах для разгрузки углеродсодержащих материалов (коксующихся углей и кокса). Поэтому в настоящее время о реальных поставках дешевой угольной продукции из Австралии, Южной Америки и Китая говорить еще рано. Реальным импортером коксующихся углей может быть только Россия.

Но собственный российский рынок довольно неустойчив. При его анализе следует учитывать политику Российского правительства сдерживания экспорта собственных сырьевых материалов. Об этом свидетельствуют ограничения объема экспорта отдельных видов продукции, а также отказ украинским инвесторам в приобретении акций российских предприятий ГМК (например, отказ МК им. Ильича в приобретении акций «Алтайкокса»).

При этом многие специалисты считают, что, если Украина сократит импорт коксующихся углей, Россия предложит более качественный и дешевый кокс. Кроме того, интерес к российскому углю проявляет Китай, который в настоящее время наращивает объемы производства кокса, в том числе за счет импортного сырья из Австралии. В этом аспекте низкосернистые угли Кузбасса для предприятий, расположенных на Севере Китая, могут стать более выгодным компонентом шихты.

При анализе возможных импортеров коксующих углей следует учитывать общемировые процессы исчерпаемости мировых ресурсов (за последние десять лет мировая добыча коксующихся углей сократилась с 548 до 540 млн. т.), а также энергетический кризис, который затронул практически все индустриально развитые страны мира. Он обострил конкурентную борьбу за сырьевые источники и, особенно - для металлургического производства. В борьбе за рынки произошла консолидация капитала производителей коксующего угля. Семь крупнейших компаний контролируют около 85% этого рынка, а три из них ВНР–Billiton (Австралия), Fording Coal и К? (Канада) и Anglo Americal осуществляют почти 70% мировых экспортных поставок [5]. При такой степени монополизации рынка сырьевых ресурсов нельзя рассчитывать на стабильность цен и поставок материала.

Таким образом, анализ ситуации на внешнем и внутреннем рынках кокса и сырья для его производства не позволяет прогнозировать стабильность обеспечения металлургических предприятий Украины качественным коксом в существующих объемах. При наличии избыточных мощностей по производству кокса Украина ощущает острый дефицит качественного сырья для его производства. Поэтому необходимо рассмотреть все мероприятия, направленные на снижение расхода кокса в шихте доменных печей [11,12]. Для этого следует уточнить и разграничить функциональное назначение этого материала в технологии доменного производства - в качестве топлива и восстановителя оксидов железа.

В 2004 г самый низкий расход кокса (430-450 кг/т) был зафиксирован на ДП №2 «Донецксталь»-МЗ. После реконструкции эта печь по своей технической оснащенности и по некоторым технологическим решениям (вдувание пылеугольного топлива) наиболее полно соответствует европейским стандартам. Однако, даже при этом, расход кокса в шихте был почти на 100 кг/т выше взятых за аналог агрегатов.

Очевидно, дальнейшее снижение расхода кокса возможно за счет изменения технологии процесса, пересмотра традиционных взглядов на состав чугуна, как исходного материала для конвертирования, и кокса – как основного теплоносителя доменного процесса.

За рубежом модернизация доменных печей производится одновременно с реструктуризацией топливной базы доменного процесса. Зарубежные фирмы широко применяют технологию вдувания пылеугольного топлива (ПУТ), используют природный газ, мазут и другие альтернативные источники энергии, например, гранулированные пластики [7]. При этом вдувание ПУТ позволяет снизить расход кокса на 140, применение мазута – на 130 кг / т чугуна.

Низкий расход кокса на предприятиях отрасли в начале 90-х годов (506 - 510 кг/т) был достигнут в результате использования в доменном процессе природного газа, высокотемпературного дутья и обогащения его кислородом.

В связи с резким колебанием цен на энергоресурсы для металлургов принципиально важен вопрос, каким энергоресурсам отдать предпочтение – импортируемому из России природному газу или твердому углеродсодержащему топливу (коксу, ПУТ, антрациту и др.).

Многие ученые считают, что в обозримом будущем кокс в доменной плавке будет необходим, в основном, для восстановительного процесса. Основное направление инновационной деятельности в области доменного производства - реструктуризация топливной базы и замена части кокса менее дорогими энергоносителями.

В настоящее время на металлургических предприятиях Украины используются антрацит (практически на всех предприятиях), коксо-угольные брикеты («Запорожсталь» и Енакиевский меткомбинат) и ПУТ («Донецксталь»-МЗ). Самый высокий расход антрацита отмечен в доменном цехе №1 Криворожского металлургического комбината – 51,8, самый низкий - на МК им. Ильича –0,8 кг/ т чугуна – табл. 7.

Таблица 7. Расход кокса и других углеродсодержащих материалов в доменном производстве в 1 квартале 2005 г.

Расход кокса и других углеродсодержащих материалов в доменном  производстве  в 1 квартале 2005 г

Заслуживает внимания опыт российских предприятий по замене части кокса вторичными углеродсодержащими материалами, в том числе - отходами алюминиевого производства.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Анализ динамики выплавки чугуна и стали в Украине в 2000-2004 гг. Корченко В.П., Тубольцев Л.Г., Поляков В.Ф. // Металл и литье Украины. - 2005.- №3-4.- С.12-15.
  2. Старовойт А. На уровне отдельных достижений // Металл. - 2004.- №3.- С.35-37.
  3. Коксохимическая промышленность. Специальное обозрение // Металл. - 2004.- №1.- С.22-24; 2004.- №8.- С.26–39; 2005.- №1.-С.28-30.
  4. Украина: производство и внешняя торговля коксом в 2002 г // Металл. - 2003.- №2.- С.64-65.
  5. Гуров В. Металлургия без грима // Металл. - 2003.- №6.-С.4 – 9.
  6. Оптимизация качества доменного кокса //Новости черной металлургии России и зарубежных стран. Часть II. Новости черной металлургии за рубежом. - 2001.- №3 (27).- С.13-19.
  7. Старовойт А.Г. Проблемы и перспективы украинской коксохимии // Теория и практика производства чугуна. - Кривой Рог. 2004 г. - С.111-122.
  8. Ковалев Е.Т. К вопросу о введении в технические условия показателей CRI и CSR для оценки качества доменного кокса в Украине // Теория и практика производства чугуна. Кривой Рог. 2004 г. - С.181-183.
  9. Давидзон А.Р., Ильяшов М.А. Роль угля шахты «Красноармейская – Западная №1 » в производстве кокса для современной технологии выплавки чугуна // Теория и практика производства чугуна. Кривой Рог. 2004 г. - С.215-220.
  10. Состояние и перспективы угольной промышленности Украины. По материалам Международной конференции по углю, 7-8 апреля 2003 г. // Кокс и химия. - 2003.- №8.- С.45-47.
  11. Большаков В. Не той дорогой // Металл. - 2004.-№9.- С.18-21.
  12. На уровне отдельных достижений // Металл. - 2004.-№3.- С.35-37.