CC BY
131Г.К.Рожков, С.А.Левандовский
ФГБОУ ВО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»
РАЗВИТИЕ КОНЦЕПЦИИ МИНИ-ЗАВОДОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛЬНОГО ПРОКАТА
Аннотация. В статье представлена актуальная информация по состоянию мирового рынка стали и раскрыты причины заинтересованности производителей металлургического оборудования и инвесторов в развитии концепции мини-заводов. Так же в статье дана необходимая информация для понимания концепции мини-заводов и представлены виды их классификации. Показаны сильные и слабые стороны мини-, микро- и нано- заводов. Рассмотрены возможности дальнейшего развития мини-заводов в России и в мире. Приведены примеры уже введенных в эксплуатацию объектов.
Ключевые слова: мини-завод, микро-завод, нано-завод, мировой рынок стали, новая нормальность, ЛПА, mini-mill, железо прямого восстановления.
В контексте проведённых научно-исследовательских работ на кафедре технологий обработки материалов МГТУ им. Г.И.Носова интересным является вопрос состояния рынка мини-заводов в мире в целом и на территории Российской Федерации в частности [1, 2].
Мировой рынок стали, к настоящему моменту, перешёл в состояние, которое зарубежные эксперты называют «период новой нормальности потребления металлов». Этому периоду предшествовал бурный рост китайской экономики и, как следствие, очень быстрый прирост годового потребления стали. Сейчас же на мировом рынке повторяется ситуация 1976-2000 годов (период предыдущей «новой нормальности»), характеризующаяся медленным ростом потребления стали в год - в среднем 1-2 %.
Вместе с тем фактом, что в настоящее время мировые мощности по производству металлопродукции загружены примерно на 70 % (с дельтой в 2 %, в зависимости от источника), мы получаем безрадостную картину для металлургической отрасли, и в частности для производителей металлургического оборудования. Капиталовложение в новое производство снижается в среднем на 30-35 % третий год подряд. Сейчас отрасль и её поставщики совместно пытаются приспособить избыток мощностей и иные факторы к текущему снижению роста потребления.
В свете вышесказанного, ориентация мировых производителей металлургического оборудования на технологии мини-заводов кажется наиболее логичным ходом. Подтверждением этому может являться четвёртая конференция «Danieli. Реальные инновации» (Fourth Danieli Innovaction Meeting) проведённая с 3 по 5 октября 2017 года в штаб-квартире Danieli в Италии. Одной из ключевых тем упомянутой конференции были мини металлургические заводы и технологии с ними связанные [3].
Чтобы вести конструктивный разговор о каком-либо предмете, для начала необходимо определиться, что конкретно понимать под этим предметом. Что же такое мини-завод? Исходя из названия, мини-завод - это металлургический завод, выпускающий относительно малый объем и ассортимент готовой продукции, географически занимающий относительно небольшие площади.
Несмотря на то, что сейчас при упоминании мини-завода понимают максимально электрифицированное предприятие (дуговые сталеплавильные печи, электронагрев заготовок и т.д.), первые мини-заводы были организованны на базе мартеновских печей. Более того, можно сказать, что мини-заводы были всегда. Примерами таких заводов на территории РФ могут служить Омутнинский металлургический завод, основанный 245 лет назад и Гурьев-ский завод, основанный в 1816 году и до сих пор использующий мартены с общей производительностью 210 тыс. тонн в год [4].
Однако впервые о понятии мини-заводов (или как их ещё называют mini-mill) заговорили в США. Первый, полноценный мини-завод, построенный компанией Chaparral Steel,
был пущен в 1975 году в штате Техас, США. Он обладал всеми отличительными признаками мини-заводов - электродуговая сталеплавильная печь, непрерывная разливка стали и малый объем производства (200 тыс. тонн арматуры в год).
Так же из-за связи с первыми мини-заводами США, мини-заводы связывают с производством арматуры, по большей части из некачественной стали, полученной из передельного лома. Некоторые вспоминают об американской компании которая планомерно отвое-
вала рынок полосы в США за счёт широкого внедрения литейно-прокатных агрегатов (ЛПА).
Очень часто мини-заводы являются основными поставщиками узкоспециализированных видов проката, как например, Гурьевский завод (Сибирь, Кемеровская область), который кроме широкого спектра фасонных и простых профилей является поставщиком четверти всех мелющих шаров, используемых в измельчении минерального сырья. Более того, благодаря нововведениям, завод наладил производство шаров повышенной объемной твёрдости, не имеющих аналогов в России. Это позволило ему занять одну из лидирующих позиций в данной области.
Омутнинский металлургический завод, расположенный в кировской области является одним из крупнейших производителей стальных фасонных профилей высокой точности среди предприятий черной металлургии России и Европы. Его сортамент насчитывает 1200 профилей (автомобилестроение, лифтостроение, горнодобывающая промышленность, станкостроение, судостроение, товары народного потребления и различный сортовой прокат). Этот завод предоставляет разработку профилей по специальным чертежам заказчика, подбор и разработку стали по требованиям заказчика и т.д.
Бервел - новый завод, открытый в 2015 году в Рязанской области, ориентированный на производство калиброванного проката (80 000 тонн в год) и высокопрочного крепежа (27 000 тонн в год), является одним из поставщиков продукции для строительства крымского моста.
При этом существуют предприятия, которые имеют в своём составе несколько мини-заводов различного характера и различных объемов. К таким предприятиям относится НМЛК-Урал, завод в Нижних Сергах, производство которых специализируется на традиционной для мини-заводов арматурной стали. Так же в состав предприятия НМЛК-Урал входят заводы, расположенные в городах Ревда (сталеплавильное производство) и Берёзовский (производство катанки).
Если говорить о Европе, то можно посмотреть на немецкий мини-завод Lech-Stahlwerke (Meitingen, Германия), примерно половину продукции которого составляет арматурная сталь, а половину - точный сортовой прокат для автомобилей немецких марок таких как «Мерседес» и «БМВ».
Каждый из представленных мини-заводов обладает различной производительностью, начиная от 100 тыс. тонн (Бервел) до 2 млн. тонн в год (завод по производству непрерывно-литой заготовки группы НМЛК-Урал в городе Ревда). Разница объемов составляет 20 раз. А самые мелкие из существующих мини-заводов имеют производительность, начинающуюся от 45 тыс. тонн в год. Поэтому для удобства мини-заводы начали классифицировать по объему выпускаемой продукции как мини- микро- и нано.
Например, в книге «Металлургические мини-заводы» [5] предложена классификация мини-заводов по объёму производства (табл. 1). При этом наименования групп заводов изменены на принятые на западе. Так же для каждой группы приведены стратегии развития производства и поведения на рынке, что указывает на необходимость подразделения мини-заводов по объему их производства.
Второй основной классификацией, которую стоит упомянуть при разговоре о мини-заводах, является классификация по составу оборудования. Так по составу оборудования мини-заводы можно условно разделить на три группы.
1. Усечённые заводы, изготавливающие полупродукт в виде литых заготовок.
2. Передельные заводы, имеющие в своём составе только прокатные станы или иное оборудование для доведения полуфабрикатов металлургической продукции до ко-
нечного вида. Такие заводы не предполагают возможность собственной выплавки стали, а рассчитаны на использование сторонних материалов.
3. Заводы полного цикла, имеющие собственные печи для выплавки стали, агрегаты непрерывной разливки, прокатное оборудование и, возможно, иное оборудование, как заводы второй группы.
Таблица 1
Классификация мини-заводов по объёму производства
Производительность, тыс. тонн/год Наименование группы Стратегии развития заводов данной группы
40-230 Нано-завод - специализация в производстве продукции - фиксация определённого сегмента рынка
230-600 Микро-завод - фиксация определённого сегмента рынка - специализация в производстве продукции - минимизация издержек производства и реализации продукции
600-2000 Мини-завод - минимизация издержек производства и реализации продукции - комбинирование разных стратегий
Чтобы однозначно охарактеризовать мини-завод, необходимо определить к какой из групп классификации он относится. Чёткой зависимости между классификациями по оборудованию и объёму производства не наблюдается. В мире имеются заводы всех комбинаций групп представленных классификаций. Усечённые заводы, производящие заготовку, как правило, имеют большие объемы годового производства и относятся по этому признаку к мини-заводам.
При рассмотрении дальнейших направлений развития концепции мини-заводов необходимо принимать во внимание, что переизбыток производственных мощностей металлургической промышленности, ставший нормой последних десятилетий, не остановил плавный рост производственных мощностей. Причин такого поведения рынка несколько. Одной из них является желание региональных участников рынка самостоятельно обеспечить свой регион продукцией. Примером подобных желаний могут выступать относительно недавно установленные США пошлины на импорт стали. Эти пошлины были призваны стабилизировать внутренние цены и объёмы производства. Некоторые эксперты считают, что примеру США могут последовать и европейские страны, стремящиеся защитить своего производителя от дешёвой китайской стали. Возможно, такое поведение является ответом на опасность попасть под экономическое влияние Китая [3].
В сложившихся экономических условиях, преимущество имеет тот поставщик, который может обеспечивать не только самую низкую цену на продукт, но и минимальные логистические издержки с рациональными сроками поставки. В этом аспекте мини-заводам нет равных. Максимально близкое расположение завода к потребителю, является одним из основных условий в концепции мини-заводов. Что касается минимальных сроков поставки, так, например, у микро-заводов концепции Danieli MI.DA полный цикл производства продукции, начиная от скрапа и заканчивая прокаткой, занимает всего два часа. Один из таких заводов успешно эксплуатируется компанией CMC STEEL в Аризоне, США с 2008 года [6].
Нельзя не отметить, что с ростом количества мини-заводов растёт и потребность в ломе. Несмотря на естественное желание производителей использовать лом высокой чистоты, спросом пользуется вторичное сырьё любого качества. Это создаёт естественные проблемы и является источниками известных стереотипов. Самым распространённым является утверждение, что из лома ничего «путного» произвести невозможно, а значит и сами мини-заводы качественную продукцию выпускать не могут. Опровержением этих слов служит список за-
водов и их сортамента, приведенный выше. Тем более, что сырьём для печной плавки может является не только лом, но и передельный чугун (существуют мини заводы с небольшими доменными печами) и перспективное, железо прямого восстановления.
О железе прямого восстановления (ЖПВ) стоит сказать отдельно. Именно с использованием ЖПВ современная металлургия связывает надежды на создание более экологически чистой альтернативы доменному переделу. Проблема загрязнения окружающей среды металлургическими предприятиями существует по всему миру, но как в Европе, так и в США не существует мини-завода интегрированного с производством железа прямого восстановления. При этом в России существует Оскольский ЭМК, для которого окатыши являются основным железосодержащим сырьём, получаемым из руды курской магнитной аномалии [7].
Основной причиной упомянутой выше ситуации является удорожание производства при использовании окатышей или брикетов прямого восстановления. В среднем производитель, использующий ЖПВ, теряет 40-50 долларов на тонну [3]. В данном вопросе Россия, являющаяся обладательницей как железной руды, так и природного газа, необходимых для производства железа прямого восстановления, может стать одним из ключевых игроков в производстве брикетов ЖПВ. Транспортировка более дешёвых окатышей по морю очень опасна. Имеются упоминания о пожарах, случившихся при транспортировке окатышей ЖПВ [7]. Вследствие этого окатыши более удобны для обращения на внутреннем рынке.
Перспективной смотрится идея совмещения установок ЖПВ и мини-заводов. Возможность загрузки в печь горячих окатышей позволяет сократить затраты энергии на этапе литейного передела [8]. Более того, применение ЖПВ позволяет использовать не только дуговые печи, но и индукционные. Это становится возможным благодаря значительно более плотной укладке шихты, состоящей из окатышей и брикетов, в рабочем пространстве печи, чем при использовании лома [9].
Для производителей современного металлургического оборудования мини-заводы являются одним из основных направлений развития. Целевой аудиторией в данном случае являются региональные компании, для которых мини-заводы являются хорошей возможностью удовлетворить местный спрос на сталь, сочетая это с рациональными капитальными и операционными затратами.
Существование мини-завода обеспечивается грамотным управлением: сортаментным позиционированием на рынке, отношением к клиентам и т.д. При этом конкуренция между мини-заводами поддерживается в силу постоянного сокращения издержек за счёт совершенствования технологий.
На данный момент перед участниками мирового металлургического рынка не стоит вопрос: «Строить мини-завод или нет?». Вопрос звучит следующим образом: «Где и каких размеров строить мини-завод?».
Библиографический список
1. Рожков Г.К., Левандовский С.А. Особенности нагрева старогодных рельсов для производства сортового проката // Актуальные проблемы современной науки, техники и образования. 2017. Т.1. С. 93-96.
2. Кинзин Д.И., Левандовский С.А., Рожков Г.К., Саранча С.Ю. База данных технологических параметров как основа управления сортопрокатным производством // Калибровочное бюро. 2017. №9. С. 8-11.
3. Корпорация Danieli. Идеи для «нового нормального» потребления металлов // DaNews. Январь 2018. №177. С. 9-13.
4. Материалы конференции «Мини-миллы: преимущества и недостатки» [Электронный ресурс] // Журнал металлоснабжение и сбыт: [сайт]. [2013]. URL: http://metalinfo.ru/ru/ magazine/livestreams/23 (дата обращения: 10.05.2018).
5. Смирнов А.Н., Сафонов В.М., Дорохова Л.В., Цуприн А.Ю. Металлургические мини-заводы. Т.1. Донецк: Норд-Пресс, 2005. 469 с.
6. MI.DA. ESC-Energy Saving Compact plants [Электронный ресурс] // Danieli: [сайт]. URL: https://www.danieli.com/en/products/processes-technologies/product-lines/mi-da-esc-energy-saving-compact-plants_26_188.htm (дата обращения: 03.05.2018).
7. Кириченко И.С., Алексахин А.В. Развитие мирового и отечественного производства железа прямого восстановления // Молодой учёный. 2016. №2. С. 85-90.
8. Апфель Й., Хайн М., Хубер Х.Й., Чатан Д. 20 лет опыта с технологией подогрева лома // Литье и металлургия. 2015. №4. С. 86-92.
9. Сойфер В.М. Использование продуктов прямого восстановления железа в электросталеплавильных печах // Вестник харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. №33. С. 32-34.
•- INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH-•
G.K.Rozhkov, S.A.Levandovsky
DEVELOPMENT OF THE CONCEPTION OF MINI-MILLS AND MINI-PLANTS FACTORS FOR STEEL ROLLING PRODUCTION
Abstract. The article presents actual information of the condition of the world steel market and shows the reasons for the interest of manufacturers of metallurgical equipment and investors in the development of the conception of mini-mills (and mini-plants). The article also provides the necessary information for understanding the conception of mini-mills (and mini-plants) and presents the types of their classification. The article shows the advantages and disadvantages of mini-, micro- and nano-plants. The possibilities of further development of mini-plants in Russia and in the world are considered. Examples of already commissioned objects are given.
Keywords: mini plant, micro plant, nano-plant, world steel market, new standard, casting rolling unit (CRU), mini-mill, direct reduction iron (DRI).
