Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
В работе нами представлены история и анализ развития черной металлургии в Украине, сначала в составе СССР, а после 1991 г. - как самостоятельного государства.
Следует отметить, что к началу XX столетия Украина стала одним из наиболее развитых регионов Российской империи. В Украине сформировались крупные промышленные центры общероссийского значения - Донецкий угольно-металлургический, Криворожско-Днепропетровский железорудный и металлургический, Никопольский марганцевый. Украина стала основной топливно-рудно-металлургической базой страны.
Непосредственно современная (по тому времена) металлургия была создана в период с 1872 по 1900 г.г. Многие из построенных в тот период предприятий действуют до настоящего времени. Пиком развития черной металлургии Украины стал 1913 г. В этом году было выплавлено свыше 2,8 млн.т чугуна; 2,4 млн.т стали и произведено примерно 2 млн.т проката.
В период первой мировой войны, немецкой оккупации 1918 г. и революции металлургическая промышленность Украины и отрасли, обеспечивающие её сырьем и топливом, практически прекратили свою деятельность. Лишь в 1923-1024 г.г., впервые после 1913 г., был обеспечен рост продукции металлургии Украины.
Период развития черной металлургии Украины с 1928 по 1941 г.г. характерен коренной реконструкцией всех оставшихся в действии металлургических предприятий - на первом этапе, и строительством четырех новых заводов («Азовсталь», «Криворожсталь», «Запорожсталь» и «Днепроспецсталь») - на втором.
В этот период времени построены и введены в действие первые в СССР агломерационная фабрика, блюминг и слябинг. Внедрялись передовые на тот момент сталеплавильные процессы. Нa заводе «Запорожсталь» впервые было организовано современное производство автомобильного листа на базе слябинга, широкополосного стана горячей прокатки (по своему техническому уровню он был лучшим в Европе) и непрерывного стана холодной прокатки.
Все работы и по строительству новых заводов, и по реконструкции действующих, выполнялись как своими, так и зарубежными инженерами, с проектированием и изготовлением оборудования отечественными и зарубежными заводами и фирмами, но генеральное направление, идеология развития были разработаны отечественными учеными, инженерами, проектантами.
Новые заводы были спроектированы по поточной технологии на базе крупных современных металлургических агрегатов - доменных печей объемом 930-1300 м3, мартеновских печей емкостью 150-300 т, блюмингов мощностью до 1,2 млн.т/год, непрерывных и полунепрерывных сортовых станов производительностью 400-650 тыс.т/год, непрерывных листовых станов,
В 1940 г. было выплавлено 9,6 млн.т чугуна; 8,3 млн.т стали, произведено 6,3 млн.т готового проката. К 1941 г. в Украине была создана современная для того времени металлургия.
С июля по октябрь 1941 г. из Украины на восток страны были вывезены 40 металлургических предприятий и основные кадры металлургов. Восстановление металлургических заводов Украины началось сразу после ее освобождения в 1943 г. и к 1950 г. она практически вышла по объемам производства на довоенный уровень.
Период 1951-1970 г.г. характерен высокими темпами развития черной металлургии Украины, причем развивались практически все металлургические предприятия, технологические переделы, а также горнорудная и коксохимическая промышленность. В этот период были введены в действие доменные печи объемом до 2700 м3, а для интенсификации процесса выплавки чугуна и экономии кокса начали широко применять природный газ и кислород. В сталеплавильном производстве главной чертой стало освоение кислородноконвертерного процесса и расширение мартеновского производства стали за счет сооружения мартеновских печей большой емкости (вплоть до 900 т). Эти способы производства стали, наряду с электросталеплавильным производством, полностью вытеснили бессемеровский и томасовский процессы.
В прокатном производстве были введены в действие мощные блюминги, толстолистовые станы нового поколения, сортовые и мелкосортнопроволочные станы.
Крупнейшим событием не только для Украины, но и для всего мира, стал ввод в действие в 1960 г. на Донецком металлургическом заводе первой промышленной машины непрерывного литья заготовок (МНЛЗ).
Наряду с достигнутыми к этому времени успехами был допущен и стратегический просчет, который негативно сказывается до настоящего времени. Когда в мировой практике начали широко внедрять кислородно-конвертерный процесс, отлично сочетающийся с МНЛЗ - комплекс, исключающий слитковый передел с крупными обжимными станами, в СССР (и в Украине тоже) одновременно продолжали вводить в действие мартеновские печи, блюминги и слябинги, а вводимые в эксплуатацию кислородно-конвертерные цехи не оснащали МНЛЗ. Государство, в котором был создан процесс непрерывной разливки стали, надолго отстало в развитии этого процесса от мировых достижений,
В Донецком национальном техническом университете выполнен детальный анализ причин такого явления.
Начиная с 1866 г. и вплоть до 60-х годов прошлого века мартеновский способ производства стали занимал доминирующее положение, что объясняется универсальностью этой технологии. Она легко адаптировалась к конкретным условиям производства стали. Возможно использование жидкого чугуна или полностью твердой шихты, а также комбинации этих составляющих практически в любых пропорциях.
В 1940 г. на территории Украины мартеновским способом выплавляли свыше 78% стали от общего объема ее производства. В 1950 г. было начато сооружение практически новых сталеплавильных цехов, при этом основной концепцией развития стало строительство большегрузных мартеновских печей, позволяющих увеличить их производительность, по меньшей мере, в полтора раза, при существенном снижении удельного расхода топлива и капитальных затрат. В результате, за 1951-1962 г.г. в Украине ввели в действие 42 мартеновские печи, из них восемь емкостью по 600-650 т и три - по 900 т. Такая логика имела серьезное обоснование.
Во-первых, мартены (в сравнении с электропечами) с наименьшими затратами позволяли переработать накопления послевоенного стального лома. А рост объемов добычи природного газа, который начали широко применять для отопления мартеновских печей, позволил упростить конструкцию мартеновской печи и на 20-25% увеличить площадь пода агрегатов в действующих цехах.
Во-вторых, ввод в действие последнего мартеновского цеха в Украине на металлургическом комбинате им. Ильича нельзя рассматривать с позиций реалий 1962 г. На самом деле, научные, проектные и конструкторские разработки, геологические работы и начало сооружения этого цеха относятся к середине 1950-х.
В-третьих, «мартеновская доминанта» в черной металлургии страны совсем не препятствовала распространению того же кислородно-конвертерного процесса. В 1962 г. в Украине уже работали два кислородно-конвертерных цеха, а параллельно с мартеновским на металлургическом комбинате им. Ильича строили еще один кислородно-конвертерный цех (ККЦ), который был пущен в 1964 г. За счет этого доля конвертерной стали в общеукраинском объеме выплавки непрерывно увеличивалась до середины 1970-х, достигнув 27,9% к 1975 г. Это вполне соответствовало ведущим тенденциям развития мировой металлургии того времени.
Известны недостатки мартеновского производства стали:
- низкая по сравнению с ККЦ производительность;
- большие капитальные затраты и большая площадь, занимаемая цехом;
- большие текущие затраты по сравнению с ККЦ;
- низкая производительность труда при обслуживании печей;
- трудность совмещения с МНЛЗ из-за разной продолжительности плавок.
Последний недостаток является самым главным. Все это привело к тому, что в середине 1970-х в мире начали массово прорабатывать различные варианты замены мартеновских печей конвертерами с донной продувкой при использовании существующих зданий цехов. К 1978 г. уже действовало пять цехов, оборудованных большегрузными конвертерами с донным дутьем и вместимостью от 150 до 230 т. В двух из них конвертеры располагали именно на месте мартеновских печей.
Были начаты такие проработки и в Советском Союзе, но они показали, что на это требуются большие затраты и потери объемов производства стали на период реконструкции цехов. Веским был и довод, что переход на конвертерный способ производства стали, во-первых, приведет к избытку лома, а во-вторых, к дефициту чугуна.
Зато в современных условиях дефицита лома и сложности перевода большегрузных мартеновских печей на разливку стали на МНЛЗ, задачу реконструкции сталеплавильных цехов следует решать в самое ближайшее время.
В период с 1971 по 1985 г.г. темпы роста объемов металлопродукции начали снижаться. В это время основная часть капитальных вложений была направлена на реконструкцию и расширение действующих предприятий. Это позволило ввести в действие крупнейшую в мире доменную печь с полезным объемом 5000 м3, впервые в мире были проведены полупромышленные опыты с вдуванием угля в доменную печь, интенсивно вводились в действие кислородно-конвертерные цехи и к 1985 г, доля конвертерной стали достигла 30% от общей ее выплавки. Стабильно росло и производство стали в электропечах. Начали быстро развиваться внепечные способы обработки стали и специальная электрометаллургия, постепенно увеличивалась доля стали, разливаемой на МНЛЗ. Началось широкое освоение производства низколегированных сталей. Самым крупным событием в прокатном производстве стал ввод в действие толстолистовых реверсивных станов 3600 в 1973 г. и 3000 - в 1985 г.
Стан 3600 по сортаменту и составу обеспечивающего его оборудования является одним из лучших в мире. Стан 3000 был вторым в мире специализированным станом по производству штрипсов для изготовления электросварных труб, в том числе для работы в условиях Крайнего Севера. В комплексе с ним был введен в эксплуатацию крупнейший в мире трубосварочный цех на Xapцызском трубном заводе для производства газопроводных труб диаметром 1220-1620 мм.
К 1985 г. удельный вес черной металлургии Украины в общесоюзном производстве черных металлов снизился из-за ускоренного развития металлургического производства в Центрально-Европейской части СССР, на Урале и в Сибири.
Объемы производства основных видов продукции черной металлургии Украины, начиная с 1985 г, и до настоящего времени, представлены в табл. 2.
Из таблицы видно, что рост производства всех видов продукции продолжился и максимальные объемы производства были достигнуты в 1988-1989 г.г. Начиная с 1990 г. началось сначала медленное, а с 1993 г. резкое падение производства металлопродукции. Основная причина - развал СССР, вызвавший нарушение экономических связей, потерю всех рычагов управления хозяйством в целом и металлургией в частности, и, наконец, смену формы собственности.
В этот период времени возникли сложности с обеспечением металлургии энергоносителями и другими материалами и быстро начали повышаться цены на них. Тем не менее, до второй половины 1995 г. большинство металлургических предприятий Украины еще работало рентабельно.
Повышение в течение 1994-1995 г.г. цены на уголь в 50 раз, на природный газ в 35 раз, на электроэнергию в 20 раз, на железнодорожные перевозки в 26 раз послужило основной причиной того, что черная металлургия Украины стала убыточной. То, что она продолжала работать, можно объяснить только увеличением экспорта, вплоть до 80% от общего объема производства. Он же и обусловил некоторое увеличение производства металлопродукции в 1996-1997 г.г. Новый спад объемов выпуска продукции в 1998 г. в Украине связан с мировым кризисом валютно-финансовой системы.
Принятие Верховной Радой Украины постановления «О преодолении кризиса в черной металлургии Украины» (октябрь 1998 г.) и Закона Украины «О проведении экономического эксперимента в горно-металлургическом комплексе Украины» (октябрь 1999 г.) создало возможности оздоровления всей производственно-финансовой деятельности металлургических предприятий.
С 1999 г. началось увеличение объемов производства металлопродукции, которое продолжается до 2008 г. Представленные выше данные прогноза показывают, что вплоть до 2015 г. будет продолжаться рост объемов производства металлургической продукции в Украине (по стали - до 55 млн.т/год).
В свете событий второй половины 2008 г. возникают сомнения в реальности такого прогноза.
Анализ развития черной металлургии Украины, представленный в работе, а также выполненный нами анализ на основе существующего положения дел и результатов работы черной металлургии за последние годы показал, что:
- основные объемы выпускаемой металлопродукции производятся на классических интегрированных предприятиях полного металлургического цикла;
- сырье для выплавки первичного металла - чугуна - не соответствует мировым требованиям по качеству (из-за изношенности оборудования обогатительных и агломерационных фабрик, коксохимических заводов, да и качество коксующихся углей очень невысоко), но по уровню цен близко к мировому уровню, а в ряде случаев и выше его;
- металлопродукция в основной массе изготавливается на несовершенном оборудовании, имеющем износ более 70%;
- свыше 40% стали выплавляется в мартеновских печах и лишь около 40% от общего производства стали разливается на МНЛЗ;
- крайне низка доля легированных сталей (не более 4%);
- отсутствует современное производство высококачественного горяче- и холоднокатаного тонкого листа, несколько лучше положение в производстве толстого горячекатаного листа;
- крайне устарело оборудование крупно-, средне-, мелкосортных и рельсобалочных станов, сравнительно благополучно положение лишь с проволочными станами, но качество производимой на них катанки также уступает зарубежным аналогам;
- производительность труда в Украине в три раза ниже, чем в Германии;
- энергозатраты на тонну проката выше, чем в развитых странах, на 30-35%;
- высока доля экспорта металлургической продукции (вплоть до 80%) и низка доля внутреннего потребления;
- практически свернуты научно-исследовательские работы, что обусловливает закупку современного оборудования и технологий за рубежом;
- возник дефицит высококвалифицированных рабочих и инженерных кадров, а переход на выпуск бакалавров обрекает страну на импорт высококвалифицированных (и очень дорогих) инженерных кадров из-за рубежа;
Еще одна особенность сложившейся ситуации отражена в работе: «Выполнение инвестиционных обязательств по модернизации производства, которые брали инвесторы при покупке пакетов акций металлургических предприятий, государство почти не контролирует. Они, как правило, не выполняются. Почти никто изначально и не собирался выполнять взятые инвестиционные обязательства. Чаще всего инвесторы, в первую очередь, выжимают все финансовые ресурсы предприятия. Техническое перевооружение - это уже вторичное».