CC BY
55Анализ отечественного рынка металлургических брикетов
Измайлова Анна Сергеевна,
кандидат экономических наук, доцент кафедры Гуманитарных и социально-экономических наук, Новотроицкий филиал НИТУ «МИСиС», izmaanna@yandex.ru
В условиях необходимости сокращения издержек производства и улучшения экологической обстановки в регионах металлургические предприятия в последнее время начинают проявлять интерес к переработке отходов собственного производства, таких как, например, металлургический шлак. Использовать шлак напрямую без дополнительной подготовки нельзя, поэтому процесс его повторного использования предполагает ввод в эксплуатацию специальных производственных мощностей по брикетированию металлургического шлака. Анализ рынка производителей брикетов позволил выявить, что на данный момент всего лишь несколько крупных предприятий освоили данную технологию, и производят они данный продукт пока исключительно для переработки собственных шлаковых отвалов и использования готовых брикетов в собственном производстве. Рынок брикетов в России пока относительно свободен и на данный момент есть смысл организации производства в данной сфере.
Ключевые слова: Анализ рынка, металлургический шлак, металлургический брикет, брикетирование.
В настоящее время в нашей стране остро стоит проблема повышения эффективности производства, под которой можно понимать, не только увеличение его прибыльности за счет производства продукции высоких переделов, или сокращения издержек производства, но и повторное использование отходов, что позволяет не только экономить, но и улучшать экологическую обстановку в регионе.
Одним из видов отходов, которые можно повторно использовать в производстве является металлургический шлак - отходы металлургического производства, образующиеся при выплавке стали из природной руды и содержащие железо, как в оксидной, так и в металлической форме (в виде капель).
В Российской Федерации в шлакоотвалах накоплено по оценкам разных экспертов от 350 до 550 млн. т шлаков доменного, сталеплавильного, литейного и ферросплавного производств, содержащих около 40-50 млн. т черных и цветных металлов, а также другие полезные компоненты [3].
Технологический процесс подготовки шлака к повторному использованию в металлургическом производстве сводится к трем основным стадиям:
1)дробление;
2) магнитная сепарация шлака, в результате которой получают скрап крупностью 0-10 мм с содержанием железа до 70% (металлического более 50%).
3) брикетирование, т.е. придание определенной формы и размера.
Брикетирование является одним из способов окускования железорудного сырья и
представляет собой процесс получения кусков, готовых к использованию в металлургическом переделе, с добавлением связующих элементов или без них, методом прессования смеси с целью получения нужной формы и размеров. Состав брикетов при этом определяется исходя из того в каком металлургическом переделе (доменном, сталеплавильном) их планируется использовать, т.к. физико-химические параметры брикетированного скрапа должны соответствовать требованиям металлургического производства.
Виды брикетов в зависимости от назначения:
1) Доменное производство:
- железотопливный брикет, как заменитель железосодержащего сырья (агломерата, окатышей, металлодобавок) и доменного кокса;
- железооксидный брикет для промывки горна доменных печей (РеО 40-60%);
- железотопливный брикет с марганцем и кремнием для выплавки специальных марок чугуна;
- специальный брикет для наращивания гарнисажа металлоприемника доменных печей.
2) Сталеплавильное производство:
- железотопливный брикет, как заменитель чугуна, углеродистого скрапа, углеро-досодержащих и флюсов;
- железотопливный брикет с раскисляющими легирующими добавками (Мп, Э^ А1 и т.п.);
- рудноизвестковый брикет для шлакообразования и регулирования температуры металлической ванны.
3) Ферросплавное производство: композиционный брикет для выплавки ферросплавов (с РеЭ^ РеСг, РеЭ, Сг, SiMn, РеМп, А1 и углеродом в виде коксовой и графитовой пыли и мелочи, порошкового древесного угля).
4) Электросталеплавильное производство: композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя.
5) Литейное производство на машиностроительных заводах: композиционный брикет с легирующими добавками, с древесным углем только в качестве восстановителя.
Кроме железосодержащих продуктов переработки металлургических шлаков (доменный присад), в качестве сырья для производства брикетов различного назначения можно использовать следующие материалы:
О £
ю
5
V 2
см см
£
Б
ей
2 ©
Рис. 1. Соотношение объемов производства агломерированного и неагломерированного сырья для металлургических предприятий в 201в году, % [7]
2003 200-1 2005 2006 2007 200S 2009 2010 2015 2020
(план)
Рис. 2. Динамика накопления отходов на шлаковых отвалах НЛМК
- коксовая мелочь, пыль и угольные шламы коксохимического производства;
- мелочь железорудных материалов и топлива;
- железная руда, концентрат;
- колошниковая и сталеплавильная пыль, шламы, окалина, отсевы скрапа и другие отходы металлургического производства;
- кальцийсодержащие флюсующие материалы: известь и отходы её производства;
- магнезиальные флюсующие материалы: доломит, магнезит, серпентинито-магнезит и др.;
- отходы металлургических производств, содержащие хром, никель, ванадий, титан и др.
В настоящее время производство брикетов в России развито недостаточно. Между тем у него есть определенные преимущества перед аналогами, получившими наибольшее распространение (например, агломератом, окатышами). Это большее содержание железа, высокая прочность, лучшая транспортабельность, безотходность производства и др. Кроме этого, брикеты для переплавки можно производить из всех видов отходов металлургических переделов.
Острая потребность металлургических предприятий в сокращении издержек производства, продиктованная как
наличием внутренних нерешенных проблем, так и неблагоприятным изменением ситуации на рынках, с одной стороны и наличие значительных запасов металлургического шлака, с другой, указывают на необходимость переработки шлаковых отвалов в брикеты для переплавки и их использования в производстве стали и чугуна.
Брикеты применяются наравне с агломератом и окатышами в металлургическом производстве (доменный и сталеплавильный переделы). Между тем производство агломерата и окатышей в настоящее время наиболее развито. Это наиболее востребованные продукты для производства чугуна. На рисунке 1 можно увидеть соотношение между объемами производства агломерированного сырья и сырья, подготовленного другими способами (производство окатышей, металлизированных и брикетированных материалов). При этом основная доля неагломерированного сырья приходится на окатыши, а доля других видов не превышает 5%.
Несмотря на перепроизводство металла, производители сырья продолжают наращивать мощности. Так, в 2016 году запущена фабрика окомкования на Стойленском ГОКе, проектная мощность которой составляет 6 млн. тонн окатышей в год [8].
Увеличиваются производственные мощности по созданию горячебрикети-рованного железа (ГБЖ). В июле 2017 года компания Металлоинвест запустила на Лебединском горно-обогатительном комбинате одну из самых мощных в мире и крупнейшую в России установку по производству ГБЖ (ГБЖ-3) [5], проектная мощность которой составляет 1,8 млн. тонн в год. Ожидаемое увеличение мощностей компании по производству ГБЖ - 4 млн. тонн в год [6].
Устойчивый спрос на подготовленное сырье для металлургических переделов приводит к тому, что компании запускают дополнительные мощности в данной сфере, однако переработка металлургического шлака в брикеты, используемые для переплавки, является пока редкостью.
В настоящее время, учитывая важность и необходимость осуществляемой работы, ряд металлургических предприятий начали заниматься переработкой собственных отходов. Так, например, большое внимание деятельности по обращению с отходами уделяет Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), постоянно увеличивая количество отходов, перерабатываемых на специализированных установках и утилизируемых в собственных технологических процессах.
За последние годы на ММК были построены и введены в эксплуатацию три шлакоперерабатывающих комплекса американской фирмы «AMCOM LLC» общей производительностью 6,5 млн. т в год. Всего в настоящий момент переработка шлаков на ММК осуществляется на пяти установках по переработке шлаков и установке грануляции шлаков суммарной годовой производительностью более 11 млн. т. Таким образом, имеющиеся 60 млн. т. шлака в отвалах с учетом текущего производства будут полностью переработаны в течение 6-9 лет.
На НЛМК при рекордно высоких объемах производства с 2004 года фактически прекращено наращивание технологических отходов за счет того, что объемы их переработки превысили объемы накопления (рисунок 2). За шесть месяцев 2015 года на предприятии за счет совершенствования технологий образовалось на 12 % меньше отходов производства, чем в первом полугодии 2014 года.
Благодаря рециклингу на шлаковый отвал поступило в 1,5 раза меньше отходов производства, чем год назад. В 2015 году шлаковый отвал уменьшился почти на 12 тыс. т, а в целом с 2004 г. - на 3
млн. т. Согласно экологической программе НЛМК к 2020 г. весь шлаковый отвал предприятия будет переработан, а его территория рекультивирована [1].
Позитивным примером рационального природопользования может служить шлаковый отвал Белорецкого металлургического комбината (БМК), который расположен на площади порядка 27 га, в двух-трех километрах от города. По оценкам специалистов, в отвале находится около 3,5 млн. т доменных и мартеновских шлаков. Их переработкой с 2008 года занимается ООО «Мечел-Материалы». Причем кроме традиционно практикуемой сепарации шлаков с извлечением скрапа, шлаки используют и для производства цемента.
С 2013 года введен в действие комплекс по производству шлакопортланд-цемента мощностью 1,6 млн. т. Мощность предприятия составляет 1,6 млн. т продукции в год. На возведение завода было потрачено 174,4 млн. долл. В качестве подрядчика выступила компания FMW GmbH из Австрии [1].
В 2017 году Группа НЛМК, международная сталелитейная компания с активами в России, США и странах Евросоюза, приступила к строительству на Липецкой площадке фабрики брикетирования, проектной мощностью 700 тыс. тонн в год. Брикеты планируется изготавливать методом жесткой экструзии из смеси железорудного концентрата, пыли, уловленной в отходящих газах доменных печей, а также железо- и углесодержа-щих доменных шламов, которые образуются при мокрой очистке доменных газов. В год планируется перерабатывать свыше 350 тыс. тонн отходов доменного производства. Пуск объекта позволит создать около 200 новых рабочих мест, получать сырье для доменных печей из отходов доменного производства, снизить себестоимость чугуна и воздействие на окружающую среду. Использовать металлургические брикеты планируют в качестве сырья в процессе выплавки чугуна. При этом ожидается, что расход железорудных окатышей для выпуска чугуна снизится на 9% (около 580 тыс. тонн), кокса - на 3% (145 тыс. тонн). В итоге за счет уменьшения доли дорогостоящего сырья в доменном процессе себестоимость чугуна снизится на 2%. Новые мощности позволят не только использовать весь объем образующихся доменных шла-мов в качестве сырья, но и начать перерабатывать ранее накопленные запасы шла-мов и тем самым снизить воздействие на окружающую среду. Производственный
Таблица 1
Коэффициенты замены шихтовых материалов брикетами в металлургическом производстве, на тонну готовой продукции [4]
Тради циомнмй Передел с использонаиием Экономия ПО основному
передел,т брикетов, т сырью, т
Железорудное сырье
1.5 U 03
Кокс
0,7 0,6 од
Брикеты
0,5
Итого желе:юрудного сырья и кокса
2,2 1,8 0,4
комплекс построят на площадях выведенного из эксплуатации цеха железобетонных изделий. Завершить строительство фабрики брикетирования планируется в конце 2018 года. Общий объем инвестиций в проект составит около 2,8 млрд. рублей [2].
Проблема образования и накопления отходов металлургического комплекса в Тульском регионе наиболее актуальна для ОАО «Косогорский металлургический завод», где с момента основания завода точного определения количества накопленных отходов не проводилось. По грубым оценкам на его территории накоплено порядка 5,5 млн. т различных отходов, включая коксовую мелочь, колошниковую пыль, отсев ферромарганца, шламы и т. п., которые продолжают неуклонно расти и складироваться.
Ежегодные экологические платежи предприятия достигают 15 млн. руб., из которых порядка 11,5 млн. руб. идет на текущие затраты по охране окружающей среды, 30 тыс. руб. - на капитальный ремонт основных производственных фондов по охране окружающей среды, 3,47 млн. руб. - на оплату за допустимые и сверхнормативные выбросы загрязняющих веществ. Следует также принять во внимание, что санитарно-защит-ная зона размером 300 м установлена для завода в порядке исключения, что требует от него постоянного контроля над выбросами и экологической обстановкой региона.
На заводе построена брикетная фабрика для брикетирования отходов металлургического производства и возвращения их в доменную печь. В 2012 году активно осваивалась технология доменной плавки чугуна с загрузкой в печь неофлю-сованных окатышей, сырых флюсов и железоуглеродсодержащих брикетов собственного производства. При этом удельный расход железоуглеродсодержащих брикетов составлял 100-120 кг/т чугуна с увеличением в отдельные периоды
до 150 кг/т чугуна. В 2012 году в доменную печь №1 было загружено 3б,2 тыс. т железоуглеродсодержащих брикетов. Применение брикетов в 2012 году позволило сэкономить 27,5 тыс. т окатышей и 4,2 тыс. т кокса [4].
Особенно остро проблема стоит на передельных заводах типа АО «Златоус-товский металлургический завод» ввиду сложности состава образующихся отходов и отсутствия достаточно простых и эффективных технологий их переработки. За время работы предприятия, по разным оценкам, скопилось около 5 млн. т шлаков. Согласно проведенной оценке шлаковых отвалов ОАО «ЗМЗ», порядка 60 % приходится на сталеплавильные шлаки, 20 % составляет металлический материал, около 12 % может быть лом огнеупоров, остальное - мусор [9].
При организации производства металлургических брикетов следует ориентироваться на отходы собственного производства и отходы предприятий, не имеющих в настоящее время соответствующих мощностей. Представленные выше данные позволяют судить о том, что в настоящее время потребность в брикетах для переплавки рядом металлургических предприятий удовлетворяется собственными силами. Поэтому каждое металлургическое предприятие, пытающееся оптимизировать производство и наладить выпуск брикетов, должно тщательно сопоставлять ожидаемую выгоду и затраты. Например, для небольших предприятий эффективным может быть приобретение готовых брикетов.
Создавая мощности по переработке шлака и производству брикетов рационально ориентироваться не только на собственные нужды, но и потребности близлежащих производств. При этом потенциальными покупателями брикетов могут предприятия, производящие чугун, сталь и литье из стали или чугуна. Причем, это могут быть как крупные металлургические предприятия, так и предпри-
0 3
ю
S
V 2
см см
£
Б
ей
ятия меньшего размера, для которых производство чугуна и/или стали является вспомогательным процессом.
Для определения потребности металлургических предприятий в брикетах для переплавки следует учитывать и имеющиеся на сегодняшний день сведения о величине коэффициентов замены шихтовых материалов брикетами. Они представлены в таблице 1.
Подводя итог, следует отметить, что в настоящее время возможности металлургических предприятий по сокращению себестоимости изготавливаемой продукции ограничены, что способствует повторному использованию таких отходов, как металлургический шлак, при производстве чугуна и/или стали. Для использования шлака в производстве чугуна и/ или стали его брикетируют. Производство брикетов в России в настоящее время недостаточно развито, хотя ряд предприятий уже приступили к их производству, но в основном для собственного потребления.
При организации производства брикетов следует исходить не только из потребностей собственного производства, но и учитывать потенциальный спрос на данную продукцию других крупных и не очень предприятий, находящихся территориально недалеко с учетом транспортной доступности.
Литература
1. Боброва З.М. Применение отходов горно-металлургических и металлургических производств в целях рационального природопользования / З.М. Боброва, О.Ю.Ильина, А.В. Хохряков, Е.М. Цейтлин // Известия УГГУ. 2015. №4 (40). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/ primenenie-othodov-gorno-metallurgicheskih-i-metallurgicheskih-proizvodstv-v-tselyah-ratsionalnogo-prirodopolzovaniya (дата обращения: 26.10.2017).
2. Группа НЛМК приступила к строительству фабрики брикетирования в Липецке URL: https://nlmk.com/ru/media-center/news-groups/nlmk-group-starts-briquetting-plant-construction-in-lipetsk/ (дата обращения: 22.09.2017).
3. Каплан А.В., Шаламова Т.В. Оценка экономической эффективности рекультивации шлакоотвалов металлургических предприятий // Вестник ЧелГУ. 2012. №3 (257). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/ otsenka-ekonomicheskoy-effektivnosti-rekultivatsii-shlakootvalov-metallurgicheskih-predpriyatiy (дата обращения: 26.10.2017).
4. Котенева М.В. Экономико-организационные аспекты формирования расширенного регионального рынка переработки промышленных отходов // Известия ТулГУ. Экономические и юридические науки. 2013. №4-1. С.108-117
5. Лебединский ГОК. Сайт ХК Метал-лоинвест. URL: http:// www.metalloinvest.com/business/mining-segment/lgok/ (дата обращения: 26.09.2017).
6. Металлоинвест вложил $660 млн. в Лебединский ГОК. Сайт РБК URL: https:/ /www.rbc.ru/rbcfreenews/ 5968dd749a794752a33aa49b (дата обращения: 12.10.2017).
7. Рынок Ж.Р.С. в России // Металл-курьер. - 2016. - ноябрь-декабрь.
8. Фабрика окомкования Стойленс-кого ГОКа выпустила трехмиллионную тонну окатышей. Сайт НЛМК. URL: https:/ /nlmk.com/ru/media-center/news-groups/ stoilensky-pelletizer-produces-its-3-millionth-t-of-pellets/ (дата обращения: 14.09.2017).
9. Чуманов В.И. К вопросу о комплексной переработке сталеплавильных шлаков и их использовании в строительстве / В.И. Чуманов, И.В. Чуманов, А.А. Кирсанова, Ю.Е. Амосова // Вестник ЮУр-ГУ. Серия: Металлургия. 2013. №1. URL: http://cyberleninka.ru/article/n7k-voprosu-o-kompleksnoy-pererabotke-staleplavilnyh-shlakov-i-ih-ispolzovanii-v-stroitelstve (дата обращения: 26.10.2017).
Analysis of the domestic market of
metallurgical briquets Izmailova A.S.
Novotroitsk branch of the National University of
Science and Technology «MISiS» In the face of the need to reduce production costs and improve the environmental situation in the regions, metallurgical enterprises have recently begun to show interest in processing their own production waste, such as, for example, metallurgical slag. It is impossible to
use slag directly without additional preparation, so the process of its re-use involves the commissioning of special production facilities for briquetting metallurgical slag. Analysis of the market of briquette producers allowed to reveal that at the moment only a few large enterprises have mastered this technology, and they produce this product for the time being only for processing their own slag dumps and using ready-made briquettes in their own production. The market of briquettes in Russia is relatively still free and at the moment there is a sense in organizing production in this area.
Keywords: Market analysis, metallurgical slag,
metallurgical briquettes, briquetting. References
1. Bobrova Z.M. The use of waste mining and
metallurgical and metallurgical industries for environmental management / Z.M. Bobrova, O.Yu. Ilyina, A.V. Khokhryakov, E.M. Tseitlin / / News of the USMU. 2015. № 4 (40). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/primenenie-othodov-gorno-metallurgicheskih-i-metallurgicheskih-proizvodstv-v-tselyah-ratsionalnogo-prirodopolzovaniya (reference date: 26.10.2017).
2. NLMK Group started construction of a briquetting
factory in Lipetsk. URL: https://nlmk.com/en/ media-center/news-groups/nlmk-group-starts-briquetting-plant-construction-in-lipetsk/ ( date of circulation: 22.09.2017).
3. Kaplan aV, Shalamova T.V. Estimation of economic
efficiency of reclamation of slag dumps of metallurgical enterprises // Vestnik of the CSU. 2012. № 3 (257). URL: http://cyberleninka.ru/ article/n/otsenka-ekonomicheskoy-effektivnosti-rekultivatsii-shlakootvalov-metallurgicheskih-predpriyatiy (date of circulation: 26.10.2017).
4. Koteneva M.V. Economic and organizational
aspects of the formation of an expanded regional market for the processing of industrial waste, Izvestia, Tula State University. Economic and legal sciences. 2013. № 4-1. P.108-117
5. Lebedinsky GOK. The site of HC Metalloinvest.
URL: http://www.metalloinvest.com/business/ mining-segment/lgok/ (reference date: September 26, 2017).
6. Metalloinvest invested $ 660 million in
Lebedinsky GOK. The site of RBC URL: https:/ /www.rbc.ru/rbcfreenews/ 5968dd749a794752a33aa49b (date of circulation: 12.10.2017).
7. The market of Zh.R.S. in Russia // Metal-courier.
- 2016. - November-December.
8. The pelletizing plant of Stoilensky GOK has
produced a three-million tonne pellet. Site of NLMK. URL: https://nlmk.com/en/media-center/news-groups/stoilensky-pelletizer-produces-its-3-millionth-t-of-pellets/ (yes-that address: 14.09.2017).
9. Chumanov V.I. On the issue of the integrated
processing of steel-smelting slags and their use in construction / V.I. Chumanov, I.V. Chumanov, A.A. Kirsanova, Yu.E. Amosova // Herald of SUSU. Series: Metallurgy. 2013. №1. URL: http://cyberleninka.ru/article/n/k-voprosu-o-kompleksnoy-pererabotke-staleplavilnyh-shlakov-i-ih-ispolzovanii-v-stroitelstve (date of circulation: 26.10.2017).
2 о
