Завершение процесса. В России закрыли последнюю крупную мартеновскую печь
Выксунский завод прекратил работу последней крупнейшей в стране мартеновской печи. Закрытие запущенной еще в XIX веке установки, как считают на предприятии, на 90% снизит количество вредных выбросов в атмосферу.
Пьер устарел
Считается, что разработанная французским металлургом Пьером Мартеном в 1864 году и запущенная в 1865-м технология, сегодня устарела. Основные металлургические компании во всём мире делают ставку на конвертерный процесс выплавки стали и электросталеплавление.
В России первая мартеновская печь была запущена в 1870 году на Сормовском заводе в Нижнем Новгороде. В 1990 году объем выпуска мартеновской стали в России составлял 55%, а в 2008 году сократился до 18%. С 1970-х годов строить новые мартеновские печи в мире перестали. По результатам 2008 года, на мартеновский способ производства приходилось только 2,2% мировой выплавки стали.
Мартен представляет собой печь для переработки передельного чугуна и лома в сталь нужного химического состава и качества. Это происходит в три этапа: плавление, окисление и раскисление. Общий процесс получения стали в мартеновской печи занимает от пяти до восьми часов. Именно длительность процесса получения готовой стали ставили «в вину» мартеновскому способу. Вторая основная претензия — большое количество вредных выбросов в атмосферу.
Для того, чтобы разобраться в особенностях мартеновского способа получения металла и причинах отказа от него по всему миру, СамолётЪ встретился с одним из старейших на сегодняшний день череповецких специалистов по мартену (работа которого на «Северстали» была прекращена ещё в 2008 году) — старшим менеджером ЧерМК Андреем Мальцевым.
А у нас в России — газ
С начала 80-х годов прошлого века Андрей Мальцев после окончания института начал работу в мартеновском производстве Череповецкого металлургического комбината, который тогда ещё не назывался «Северсталью», и проработал в мартене 17 лет.
В те времена, по словам нашего собеседника, 12 печей мартена давали на максимуме примерно 7,5 млн тонн стали в год или почти 90% общего производства предприятия.
Череповецкий завод с самого своего рождения в 1955 году получил самое распространённое в то время мартеновское производство.
Правда, Андрей Мальцев уточняет, что самым распространённым мартен был в России, но не за рубежом:
— Не потому, что они быстрее шагают в технологиях. Просто у нас уже был природный газ, а вот Европа и Азия испытывали газовый дефицит. Мартеновский же процесс работает на природном, либо доменном газе. Кстати, доменный и коксовый газ присутствуют не на всех предприятиях — только на тех, что работают по полному циклу, с производством чугуна. А в Европе редко найдешь предприятие полного цикла. Коксохимы отдельно стоят, поэтому у них и были проблемы с газами. Эта ситуация и привела к тому, что постепенно они заменили мартеновские печки кислородными конвертерами.
От Мальцева мы услышали внятное описание главного принципа процесса, придуманного Полем Мартеном. Мартен долго искал и нашёл эффективный способ нагреть металл с помощью газа до температуры, пригодной для плавления. Обычный газовый факел не помогал, элементарно не хватало тепла. Не помогло и подмешивание к газу мазута. Тогда Мартен придумал главный принцип регенерации: две газовые горелки в торцах печи стали работать не одновременно, а по очереди. На пути отходящих газов была поставлена решётка из огнеупоров. Решётка разогревается и через нее в ванну с металлом подаётся горячий воздух. Температура может достигать 1750 градусов Цельсия. Этого с избытком хватает, чтобы плавить и рафинировать металл. И, кстати, утверждает Мальцев, процесс плавки идёт более плавно, чем в электропечах и конвертере.
Скорость против качества
Здесь мы невольно подошли сравнению трёх металлургических процессов. Как видно из таблицы, мартеновский процесс занимает в 2-7 раз больше времени, чем электроплавление и конвертерный метод. Зато он, во-первых, менее «капризен» к качеству сырья, точнее способен «переварить» и чугун, и лом в любых их видах. В то время, как конвертер может работать с сырьём, предварительно очищенным от химических примесей, а электродуговые печи — только с ломом. Во-вторых, в мартеновских печах можно получать стали самого высокого качества. Для того, чтобы сопоставимый продукт получить в конвертере или электропечи, потребуется дополнительная внепечная обработка стали.
— Если ты сделал специфическую ванну в печи — не нужна была никакая внепечная обработка, — рассказывает Мальцев. — Такая конструкция позволяла обрабатывать металл своими газами на «чистом кипе» — ванна кипит. Это газ СО, хороший газ, который может заменить вакуумирование. То есть маленький пузырёчек идет, в нем порциальное давление любого газа, в том числе и водорода ровняется нулю, и все другие вредные газы уходят. И эта печка давала замечательный результат. Делали гильзы для патронов на ней, и военные не могли нарадоваться, а на конвертере этот процесс пришлось корректировать.
По словам собеседника Самолёта, в мартеновском производстве «Северстали» со временем удалось так усовершенствовать процесс выплавки за счёт использования газокислородных грелок, что он сократился вдвое.
А на Магнитогорском комбинате пошли ещё дальше в модернизации — усовершенствовали не только печи, но и добавили к ним установку непрерывной разливки стали (УНРС, как у конвертера), и получили хорошо управляемый сталеплавильный комплекс, который уже не называется мартеном, хотя имеет по-мартеновски высокий выход высококачественного металла.
Красный дым над Череповцом
Что касается вреда для экологии, то Андрей Мальцев соглашается — в 80-е годы череповецкий мартен был далёк в этом смысле от совершенства:
— Недостатками были неорганизованные выбросы в трубу при ремонтах пода. А так были котлы-утилизаторы для утилизации тепла отходящих газов. Электрофильтры были, цех был достаточно оснащенный. Но, когда ремонтировали падину, нужно было с кислородом выдуть все металлические остатки пода, чтобы его подремонтировать огнеупорами и специальными порошками. В это время через котел утилизатора работать было нельзя, потому что происходил очень сильный разогрев — котел утилизатора можно было вывести из строя. И мы открывали трубу напрямую. Вот тогда было жутко. Весь этот красный дым летел в трубу, и это происходило практически каждый день, потому что у нас было 12 печей. И на каждой примерно раз в неделю ремонтировали падину.
Но собеседник Самолёта уверен, что эта проблема была вполне решаемой. И главными в решении закрыть череповецкий мартен были совсем не экологические соображения.
— Наш цех уже был в принципе экологичный, — говорит Мальцев, — добавить ему ещё несколько недостающих элементов не было проблемой. Существует система, которая на этих температурах спокойно отфильтрует эмульсию.
Есть версия, не получившая большого распространения, что главным в принятии Алексеем Мордашовым решения о закрытии мартена было давление Евросоюза. В пользу этой версии говорит хотя бы тот факт, что странным образом отказ от технологии происходил примерно в тоже самое время, когда руководство «Северстали» вело переговоры о слиянии с европейским и мировым металлургическим гигантом — компанией Arcelor. При этом «Северсталь» выпускала в своих мартеновских печах сталь, которая была существенно дешевле европейских аналогов, выплавленных в европейских конвертерах и электропечах. Просто потому, что в России использовался копеечный (в то время) природный газ, а в Европе дорогие электроэнергия и кислород для конвертеров.
В условиях высокой неопределённости
Сегодня уже никто, пожалуй, кроме самого Мордашова, точно не скажет, как всё было на самом деле. Та ситуация уже «заиграна», как говорят в хоккее. И старому «мартенщику» остаётся лишь сожалеть, что на месте его бывшего производства сегодня фактически пустырь с неопределённой дальнейшей судьбой.
— Было много планов, — говорит Андрей Мальцев. — Намеревались построить комплекс конвертеров малой мощности, потом — комплекс по производству крупных балок с непрерывной разливкой, со сходом в сортопрокатное производство, были ещё варианты.
Наш собеседник соглашается: главным, что не даёт руководству «Северстали» определиться, является общая неопределённость на мировом металлургическом рынке. Сегодня на нём большой переизбыток производственных мощностей, пока отрасль от разрушительного перепроизводства и масштабного кризиса спасает Китай, который до сих пор покупает металла больше, чем производит сам. Как долго это продлится и что будет с рынком потом, сегодня не скажет никто. В такой ситуации любой компании приходится даже не семь, а семнадцать раз «отмерять», взвешивая все «за» и «против», прежде чем начинать строить новое производство.
Пока же страна окончательно прощается с мартеновским производством. По данным на август 2009 года, мартеновские печи в России действовали, кроме Выксунского металлургического завода, ещё на Гурьевском металлургическом заводе (две) в Кемеровской области, Бежицком сталеплавильном заводе в Брянске, металлургическом заводе «Петросталь» в Санкт-Петербурге, Таганрогском металлургическом заводе, Челябинском трубопрокатном заводе, Чусовском, Ижевском и Омутнинском металлургических заводах, а также на Челябинском металлургическом комбинате.
Юрий Антушевич
СамолётЪ
Источник
Последний Большой Мартен
23 марта 2018 года в России остановлена последняя крупная мартеновская печь. Теперь увидеть выплавку стали в Мартене таких масштабов можно только на фотографиях. Поэтому мы отправили на последнюю плавку нашего лучшего фотографа, и теперь хотим поделиться этой красотой с вами. Update: теперь с пояснениями!
Так кипит металл при температуре около 1530-1550 градусов Цельсия. Для облегчения выхода вредных примесей часто используют продувку аргоном снизу. Все подписи предоставлены Gdalex
В Выксе первую мартеновскую печь построили в 1892 году на территории Нижне-Выксунского завода.
Стенд с номером текущей плавки (обычно 07 — номер печи, 3 цифры — порядковый номер плавки)
Внедрение и развитие мартеновского производства в Выксе сразу дало 40% роста производства стали.
Завалочная створка открыта. Видно как вырывается пламя.
Мощность сталеплавильного цеха, который состоит из двух мартеновских печей, комплекса внепечной обработки и разливки стали, составляла 500 тысяч тонн стали в год.
То же, что и на предыдущем фото, только с другого ракурса.
Стихия огня внутри печи.
Сейчас Выксунский металлургический завод входит в Объединенную металлургическую компанию, АО ОМК.
Смотровое окно в печи.
Взятие пробы металла для химанализа.
То же, что и предыдущем фото. Металл кристаллизуется и в лабораторию.
Руководство компании решило прекратить работу сталеплавильного цеха, потому что ОМК перешла на более современные технологии выплавки стали.
Сталевар смотрит, как закрывается завалочная створка.
Ручная завалка присадок (судя по всему угля).
Остановка цеха снизит нагрузку на экологию Выксы и окрестностей в 10 раз.
Выливка готовой стали в ковш.
Снова стихия огня.
Еще взятие пробы.
Все сотрудники закрывающихся цехов пройдут переобучение для работы на других цехах предприятия, в том числе в недавно открытом литейно-прокатном комплексе, а также в новом трубном цехе, строительство которого завершается в Выксе.
Сталевары за работой.
Снова сталевары за работой.
Update:По традиции, во время последней плавки самый опытный сталевар цеха Евгений Степанович Вятин (37 лет стажа на мартене!) бросил в ковш с раскаленным металлом свои часы.
Евгений Степанович подает команду крановщице «Поднимай ковш!».
За работой сталеваров наблюдают студенты НИТУ «МИСиС», которые обучаются на целевом потоке бакалавриата ОМК. Они специально приехали на завод, чтобы познакомиться с классическими и современными технологиями производства и обработки стали.
Студенты НИТУ «МИСиС» на экскурсии.
Студенты НИТУ «МИСиС» на экскурсии.
Картинка, которую увидели студенты, заворожила всех.
Выпуск стали из печи.
Выпуск стали из печи.
Выпуск стали из печи. Емкость стандартного ковша — 100-150 тонн. Печи — 280-300 тонн. Поэтому выпуск стали идет в два ковша. Т.к. выпускное отверстие в печи находится внизу, сталь в первом ковше считается более качественной. Во второй ковш сливается остаток стали и шлак.
Удаление шлака из второго ковша. Видна «тяпка», которой сгребают шлак с поверхности металла в шлакоприемный ковш.
Последняя плавка завершена.
Оба ковша на установке внепечной обработки (скорее всего — это печь-ковш, на которой сталь доводят до нужной марки).
Инструменты сталевара.
Цех остановлен. Что с ним делать, ещё предстоит решить.
Общий вид цеха.
Бонус: на территории Выксунского металлургического завода находится одна из 20 уцелевших Шуховских башен, построенная инженером В.Г. Шуховым ещё в 1898 году.
Источник
