Общие тенденции развития современных металлургических мини-заводов и их роль в производстве металлопродукции

Перспективы снижения энергоемкости сталеплавильного производства на металлургических мини-заводах

Доля потребления энергии мировой металлургической отраслью достигает 20 % [58]. В частности, черной металлургией потребляется 18-19 ЕДж при производстве 902 млн.т стали в год (2003 год) [59]. Согласно прогнозам, в 2020 году потребление энергии отраслью превысит 20 ЕДж при годовом производстве стали 1280 млн.т.

В современных условиях оценку прогрессивности технологий металлургического производства, следует проводить, в первую очередь, по энерго-экологическим показателям. В связи с этим можно говорить о новом для производства понятии – его энерго-экологическом качестве, определяемом количеством использованного основного природного ресурса - энергии и экологической чистотой её получения [60]. Следовательно, энергоемкость продукции в настоящем и ближайшем будущем необходимо рассматривать как основной стратегический показатель, определяющий положение производителя стали на мировом рынке.

Уровень потребления энергии в значительной степени зависит от производственного процесса получения стали, при этом лучшие показатели достигаются при производстве стали из лома на мини металлургических заводах и составляют 4,5-8,5 ГДж/т против 19-29 ГДж/т для заводов полного цикла.

Следует отметить, что представленные данные относятся к современным металлургическим предприятиям, а в странах СНГ данные показатели значительно выше, что объясняется наличием устаревших технологий и оборудования. Так, в рамках программы «TAСIS» проводили сравнение расхода энергии на производство металлопродукции в странах СНГ, при этом было отмечено превышение удельного потребления энергии на 20-30% по сравнению с соответствующими отраслями Западной Европы [61].

Интегрированные заводы, производительность которых достигает нескольких миллионов тонн готовой продукции, работающие в цикле «руда - прокат», вышли по объёмам в область насыщения. Законы техноэволюции утверждают, что техническое новое ведет к большей электрооснащенности, более утонченному использованию энергии, росту информационной составляющей, определяющей решения по энергосбережению. Этот факт является подтверждением наличия преимуществ мини-заводов производительностью 0,04-2,0 млн. т/год в сравнении с традиционной технологией полного цикла.

Вместе с тем, стоит отметить, что энергоемкость электроплавки зависит от типа применяемой шихты. Так, оценка технологических параметров производства стали на базе рудного сырья и на базе металлолома, на основе энергозатрат на 1 тонну готовой продукции, учитывающая все переделы, начиная с добычи руды и переработки металлолома и заканчивая выплавкой стали, представлена в табл.1.15, [62, 63]. Видно, что удельный расход условного топлива при переработке стального лома в ДСП составляет 127,54 в сравнении с 591,09 кг. у.т./т для случая производства стали на интегрированном заводе.

Таблица 1.15. Удельный расход энергии, кг условного топлива на 1 т готового продукта различных производств

Кроме того, стоит отметить, что при электроплавке шихты, содержащей 30 % жидкого чугуна и 70 % лома, энергоемкость стали примерно в полтора раза ниже, чем при доменно-конвертерном способе её производства (20% лома). При этом экономия энергии существенно зависит от энергоемкости способа получения чугуна. Применение в шихте электроплавки металлизированных окатышей также существенно сказывается на затратах энергии (табл.1.16).

На энергоемкость производства металлопродукции влияет и уровень загрузки технологических агрегатов. Так, энергоемкость продукции черной металлургии стран СНГ в последние годы возросла на 34 %, что было связано с недозагруженностью производственных мощностей, увеличением продолжительности холостого хода, что сказалось на себестоимости стали [64].

Таблица 1.16. Затраты электроэнергии

По мнению экспертов, наиболее дешевым технологичным и экологически чистым способом, как в настоящем, так и в будущем будет оставаться выплавка стали из лома в электродуговых агрегатах. В первой половине ХХI века прогнозируется быстрый рост производства электростали, которая уже сейчас составляет более 40 % [65]. Действительно, к началу третьего тысячелетия в мире накоплен огромный металлофонд, а стоимость производства электричества неуклонно снижается благодаря совершенству электрогенерирующих станций, постепенно приближаясь к цене первичных источников энергии.

При использовании технологий, отвечающих современных требованиям, прогнозируется на период до 2020 года снижение удельного расхода энергии до 12,5 ГДж/т жидкой стали при производстве её из железной руды и 3,5 ГДж/т - при производстве на мини металлургических заводах [66].

Таким образом, перспективы развития мини металлургических заводов и их конкурентоспособность определяются и в значительной степени зависят от количества, состава и стоимости шихтовых материалов, тенденций развития электроэнергетики, а также величины тарифов на электроэнергию.