Металлургия — отрасль «тяжелая» во всех смыслах: речь не только о сложном производстве, но и о том, как непросто бывает изменить процесс, отлаженный десятилетиями. У металлургов все построено на огромном опыте: если всю профессиональную жизнь твои дед и отец выполняли задачу именно так, то, скорее всего, и ты продолжишь делать аналогично. Но иногда на привычные процессы можно посмотреть под другим углом — особенно это касается экологии, о которой еще каких-то 20 лет в металлургии задумываться было не принято. Сегодня компании все активнее используют новые эффективные способы модернизации производства, оптимизации процессов, что помогает и сохранять природу, и экономить бюджеты.
В этом тексте речь пойдет о том, как одна из крупнейших российских металлургических компаний — НЛМК — смогла добиться меньшего расхода извести в производстве стали и снизить объем неперерабатываемого шлака.
В чем дело
Главное сырье для производства стали — это чугун и лом. В этом сырье существует ряд примесей, которые могут негативно влиять на качество итоговой продукции. Например, изначально в сырье содержится фосфор — и если в стали его будет слишком много, то материал будет ломким, особенно на морозе. Поэтому долю фосфора (и некоторых других элементов) требуется отслеживать и корректировать в рамках требуемого порога.
Как решить эту проблему, как снизить уровень фосфора? Один из способов — добавить известь; растворяясь в процессе, она образует шлак. Туда и переходит фосфор из металла, а шлак впоследствии отделяется от самой стали.
И здесь возникает экологическая проблема: конечно, часть шлака легко уйдет на переработку. Но не весь — частично шлак придется отправить на захоронение.
Можно ли сделать так, чтобы одновременно сократить расход извести, уменьшить объем выхода шлака и обеспечить требования по содержанию фосфора?
Оказывается, да
Наш производственный процесс можно сравнить с системой уравнений со многими переменными. Благодаря технологическим инновациям в НЛМК производство в некоторых вопросах значительно шагнуло вперед. Например, на одном из этапов удалось оптимизировать содержание марганца и стабилизировать химический состав чугуна. Эти обновления позволили вернуться к ревизии технологии, и мы смогли под новым углом посмотреть на задачу, как одновременно сократить расход извести и выполнить требования по содержанию фосфора. На основе анализа новых данных мы провели расчеты и обнаружили параметры процесса, которые теперь требовали больше внимания и более тонкого управления. Таким образом, мы вычислили объем извести, который требуется для плавки определенной продукции.
Мы провели серию опытно-промышленных плавок, чтобы в конечном счете адаптировать наши расчеты к практике. В итоге нам удалось перейти от универсальных подходов с точки зрения расхода извести, где мы порой могли дать ее больше необходимого, к более точечным решениям.
Результат
На весь проект ушел год — с июня 2021-го по июнь 2022-го. В течение этого периода еженедельно оценивалось множество параметров — все для того, чтобы подтвердить или опровергнуть эффективность нового подхода. И он доказал свою состоятельность: с металлургической точки зрения, отклонения по массовой доле фосфора при производстве опытного металла не были отмечены — победа.
А что с экологической? Человеку не из отрасли эта цифра вряд ли о чем-то скажет — но поверьте, она впечатляющая: снижение выхода шлака составило 8,1 килограмма на тонну стали.
Существует множество способов заботиться о природе и сокращать влияние на экологию даже от тяжелых и сложных индустрий. Металлургические компании оптимизируют маршруты грузовиков по производственным площадкам, чтобы те тратили меньше топлива, устанавливают камеры, которые отслеживают эмиссию того или иного вещества, используют более эффективные фильтры для очистки газа — и ничего из этого не является rocket science, этакими невероятно сложными и комплексными решениями, на разработку которых нужны годы. На самом деле нужно другое — стремление меняться, смотреть вперед и думать о планете, на которой нам всем еще жить. И когда ты по-настоящему настроен на изменения, тебе будет достаточно калькулятора и пары видеокамер, чтобы создать прорывную экологическую инновацию.
Авторы:
Алексей Дагман, руководитель экспертного направления Группы НЛМК
Александр Тимохин, руководитель технологических проектов Группы НЛМК
