автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Анализ инновационных особенностей электрометаллургических мини-заводов и оценка их инвестициоонной привлекательности

Введение.

1. Электрометаллургические мини-заводы - основное направление развития электросталеплавильного производства. 6 '

2. Структура электрометаллургических мини-заводов и особенности электросталеплавильного оборудования.

3. Некоторые особенности современной электроплавки в технологической линии мини-завода.

4. Инвестиционные проекты электросталеплавильных комплексов (мини-заводов).

4.1.Электросталеплавильный комплекс для производства холоднокатаной ленты.

4.2. Электросталеплавильный комплекс для производства слитков и литья на машиностроительном заводе.

4.3.Электросталеплавильный комплекс для замены мартеновского производства на крупном металлургическом комбинате.

4.4.Исследование инвестиционной эффективности вариантов реконструкции мартеновского производства на электросталеплавильное на трубном заводе.

Среди основных направлений технического развития черной металлургии ведущую роль играют малоотходные ресурсосберегающие технологии, непрерывные производства, широкое применение АСУ, усиление природоохранных тенденций, высокая доля электрометаллургических мини-заводов.

В работе «Прогноз развития основных отраслей и секторов мирового хозяйства на 2000-2015 годы» [1] подчеркивается, что по мере формирования современной инновационной модели мирового экономического роста, базирующейся на опережающих темпах развития наукоемких отраслей, усилится спрос на материалы с новыми, зачастую уникальными потребительскими характеристиками (композиты, новые поколения конструкционной и функциональной керамики, полимеров, металлические и гибридные материалы). В потреблении основных конструктивных материалов несколько сократится доля продукции черной и цветной металлургии, хотя сталь сохранит роль основного конструкционного материала. .

Развитие черной металлургии ведущих стран с рыночной экономикой будет определяться динамикой потребления стального проката в условиях обострения конкуренции, состоянием энергосырьевого обеспечения, ростом затрат на охрану окружающей среды, наличием ресурсов капитала, динамикой внедрения новых технологических разработок.

В период до 2015 г. можно ожидать довольно умеренных среднегодовых темпов прироста производства в черной металлургии - около 1,2% для США, 1,5-2,5% для стран Западной Европы, 1,6% для Японии, таблица в. 1.

Стратегия перестройки черной металлургии, согласно прогнозу, будет состоять в постепенном переходе к компактному гибкому ресурсо-экономному производству на основе специализированных предприятий оптимальной мощности и соответствующего технологического и продуктового профиля, прототипом которых являются высокоэффективные процессы в сталеплавильном и прокатном переделах (процессы бескоксовой металлургии, непрерывное литье тонких слябов, новые процессы электроплавки, внепечной обработки, отделки проката и др.).

Заметно возрастет удельный вес высокоавтоматизированных электрометаллургических предприятий без коксодоменного передела, использующих в качестве сырья лом, металлизированные окатыши или покупной чугун. Однако основные базовые технологии сохранят свою ведущую роль, учитывая их огромный потенциал и высокую инерционность инвестиционных процессов, таблица в.2. з

Таблица в. 1

Динамика основных показателей развития черной металлургии, %

Показатели Прогноз

1981-1985 гг. 1996-2000 гг. 2001-2005 гг.

1. Продукция

США -о,з U 1,2

Япония 1,0 1,6 1,5

ФРГ 0,6 2,2 1,9

Великобритания 1,3 1,6 1,5

Франция 1,6 2,2 2,1

Италия Л Л 2,5 2,2

2. Численность занятых

США -4,2 -0,9 -0,6

Япония -1,5 -1,0 -0,2

ФРГ -1,1 -0,6 -0,3

Великобритания -4,9 -0,4 -0,7

Франция -1J -1,1 -1,1

Италия -1,3 -1,1 -1,3

Произв. труда

США 4,2 2,0 1,8

Япония 2,1 2,7 1,7

ФРГ 1,7 2,8 2,3

Великобритания 2,3 2,0 2,7

Франция 3,3 3,3 3,2

Италия 3,5 3,6 3,6

Таблица в. 2

Производство основных видов продукции черной металлургии развитых стран

Единица Фактические данные Оценка Прогноз

Показатели измерения 1980 г. 1990 г. 1995 г. 2000 г. 2015 г.

Сталь (всего) млн.т

США 103,8 88,7 95,0 85-95 80-90

Япония 111,4 110,3 101,6 95-105 85-95

ФРГ 43,8 38,4 42,1 35-42 30-40

Электросталь млн.т

США 38,0 35,5 36,5 33-38 35-40

Япония 33,9 34,4 31,0 30-35 30-40

ФРГ 6,5 7,1 9,5 6,5-8,5 6,5-10

Непрерывное литье %% стальных заготовок от общего

США произвол 20,3 67,4 91,0 93-95 93-95

Япония ства стали 59,5 93.9 95,8 93-96 93-96

ФРГ 46,0 91,3 95.4 93-96 93-96

Развитее металлургического комплекса России на протяжении длительного периода определялось, главным образом, абсолютным увеличением спроса на металлопродукцию, обусловленным, в частности, необоснованно расточительным расходованием металла.

По оценкам на единицу ВВП в экономике России в среднем потребляется черных металлов в 1,5-3 раза больше, чем в ведущих странах с развитой рыночной экономикой, черная металлургия при значительном производственном потенциале существенно отстает от развитых стран по основным показателями и требует серьезного технического перевооружения. Например, в производстве стали высокую долю занимает устаревший мартеновский процесс, удельный вес электростали почти в 3 раза ниже, чем в США, доля непрерывного литья составляет около 40% (в мире в среднем более 80%). Стоимость ежегодного перерасхода энергоресурсов в черной металлургии России превышает 1 млрд. долл.

Сравнительно отсталой является производственная структура черной металлургии, в частности концентрация производства в составе крупных комбинатов и отсутствие современных мини ■заводов. Российская металлопродукция конкурентна на мировом рынке благодаря сравнительно низкой стоимости экологических затрат и низкой оплате труда. По оценкам, это преимущество может сохраняться еще не более 5-7 лет. Это тот предельный период, в течение которого необходимо осуществить радикальную техническую модернизацию производства и структурную перестройку, чтобы выйти на соответствующий уровень конкурентоспособности.

Основной проблемой развития металлургического комплекса является недостаток капитальных ресурсов для модернизации производства.

Удельные вложения на 1 т выплавляемой стали в России составляют 13-15 долл., в то время как в США - не менее 25, в Японии - 37, странах ЕС - около 30 долл./т. В реконструкции нуждаются около 55% всех производственных мощностей.

К 2005 г. предполагается повысить долю прогрессивных производств в сталеплавильном переделе до 80%, удельный вес непрерывного литья -до 75%. При этом доля металлопродукции, конкурентоспособной на мировом рынке, по оценкам, может возрасти с 18% до 40%.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе анализа доступной информации и собственных наблюдений выявлены инновационные особенности современных электрометаллургических мини-заводов, обеспечивающие их инвестиционную привлекательность. Основная причина сооружения во многих странах мини-заводов - это ситуация на рынке металлопродукции и решение экологических проблем.

2. Технологические особенности заключаются в реализации сквозной технологии, когда производственные операции на различных переделах синхронизированы и максимально приближены друг к другу, сокращен до минимума цикл «шихта - металлопродукция».

Скоростная электроплавка проводится в режиме экранирования дут с применением подогрева лома, инжекционных технологий, альтернативных источников энергии. В непечная обработка предусматривает глубокое рафинирование, в том числе деазотацию, для существенного снижения степени насыщения стали азотом в зоне электрических дуг.

С целью увеличения доли «первородных» материалов в шихте и разбавлении остаточных элементов электросталеплавильные комплексы могут создаваться как продолжение передела «руда - металлизованное железо/чугун».

В определении мини-завода исчезает признак «сокращенный металлургический цикл».

3. Структурные особенности заключаются в реализации идеи «безлюдного производства», когда персонал находится в безопасных условиях пультов управления, обслуживание агрегатов осуществляется манипуляторами-роботами, отдельные переделы и вся производственная линия управляются компьютерными системами.

В структуре мини-завода обязательны системы газоочистки с улавливанием токсичных выбросов, в том числе образующихся при переплаве автомобильного лома. Плавильные агрегаты и весь комплекс в целом помещаются в пыле-шумоизолирующие камеры и помещения -«дог-хаус» и «элефант-хаус».

4. Организационные особенности заключаются в создании мини-завода как самостоятельного предприятия, приспособленного к меняющимся требованиям рынка, удерживающего и расширяющего свои рыночные позиции в равных условиях конкуренции. Затраты, непосредственно не связанные с производством и продажей продукции, сведены к минимуму, объем продаж на одного работающего максимальный.

Организационно-правовая форма мини-завода должна быть привлекательной для инвесторов, чтобы обеспечить возможность получения прямых инвестиций в обмен на право собственности и участие в управлении.

5. На основе комплексного подхода разработана инвестиционно-технологическая методика повышения инвестиционной привлекательности создаваемых электросталеплавильных комплексов.

Для сокращения сроков освоения и окупаемости инвестиций различные фазы инвестиционного процесса по возможности совмещены, принят поэтапный принцип ввода в эксплуатацию отдельных технологических переделов, что позволяет осуществить самофинансирование последующих этапов за счет реализации промежуточной продукции и уменьшить потребность во внешних инвестициях.

6. С использованием рыночных критериев сделана оценка эффективности инвестиций в проекты создания электросталеплавильных комплексов для реконструкции некоторых металлургических производств. Эффективность инвестиций и инвестиционная привлекательность проектов зависят от принятых технологических решений, ожидаемой доходности, формы собственности предприятия и вида инвестиций.

7. Обоснована очередность реконструкции сталеплавильного производства с мартеновскими печами и разливкой в слитки на электросталеплавильное с разливкой на МНЛЗ. Рекомендовано начать реконструкцию с замены мартеновских печей на ЭДП с последующим развитием проекта за счет самофинансирования для установки МНЛЗ.

8. В результате проведенной работы выявлено современное содержание понятия «мини-завод» и предложена новая характеристика электрометаллургического мини-завода, отвечающая достигнутому уровню развития сталеплавильного производства:

Современный электрометаллургический мини-завод можно определить как самостоятельное предприятие с энергосберегающим, экологически чистым и «безлюдным» производством, где использованы новейшие достижения в оборудовании, технологии и организации производства, а работа предприятия в целом и каждый технологический процесс в отдельности синхронизированы друг с другом и управляются компьютерными системами, начиная от получения заказа и кончая распределением готовой продукции, прячем весь производственный процесс подчинен требованиям заказчиков в отношении свойств металла.

Минимальные издержки производства, освобождение от подразделений и структур, непосредственно не связанных с выпуском и продажей конечной продукции, делают продукцию мини-заводов наиболее конкурентной.

1. Прогноз развития основных отраслей и секторов мирового хозяйства на 2000-2015 г.г, Институт мировой экономики и международных отношении РАН. Москва, 1999г.

2. Производство стали и стратегическое планирование. Материалы семинара ЕС по вопросам повышения конкурентоспособности предприятий-производителей стали. Москва, 28.11.97.

3. Болджер Э. Мировую сталелитейную промышленность ждут новые сокращения. Финансовые Известия, 30.10.97.

4. Ниллес П. Аспекты качества при литье заготовок с размерами, близкими к конечным. «Черные металлы», февраль 1994г., с.З.

5. Газета «Деловой мир», 7-13. 02. 94.

6. Fernandez A., Kuper F. First operating results of the CSP plant of HYLSA «Stahl und Eisen», 116(1996), №6, c. 15

7. Электрометаллургия и электротермия в Польше. Информация. «Электрометаллургия», № 11, 1999г.,с.24

8. Информация о сталеплавильной части производства утяжеленных бурильных и ведущих труб Сумского МНПО. ВНИИЭТО, М. 1989г., с. 1-24.

9. Лопухов Г. А. Передовые технологии электросталеплавильного производства. Обзор. «Электрометаллургия», № 8,1999г. с.2.

10. Фукс Г., Геллер К. Возможности современного сталеплавильного производства. Информация фирмы Фукс Системтехник. Легельсхурст, Германия. 1998г.

11. Энергосбережение при электроплавке. Материалы российско-германского семинара, 21-30.04.1996 г. Национальный комитет по электротехнологии. Семинар по электроплавке и электропечам.

12. Пономарев Е.М., Смоляренко В.Д., Двухванная электродуговая электропечь. «Сталь», №5, 1997г., с. 12.

13. Грайс П. Дуговые печи постоянного тока в мире. «Черные металлы», февраль 1999г., с.8.

14. Ниллес П. Аспекты качества при литье заготовок с размерами, близкими к конечным. «Черные металлы», февраль 1994 г., с.З.

15. Штавовы Г. Современный уровень, развитие технологии выплавки и экономичность производства коррозионностойких сталей.

16. Черные металлы», февраль 1996 г., с. 22.

17. Купер Б. Начало разливки тонких слябов в Европе. Steel Times Int., май 1994 г., с. 22.

18. Готтарди Р., Наннини Л., Мартегани А. Непрерывное литье заготовок с формой готового профиля или близкой к нему новые разработки для мини-заводов. «МРТ» 1994 г., с.28.

19. Аннотированный отчет ИНМТ ГНЦ ЦНИИЧермет им. И.П. Бардина, шифр13-16-94/136. 1994г.

20. Lestani М. The ideal mini-mill of the 21st century. Информационный материал фирмы Даниели, 1999 г. 15 стр.

21. Paul G., Pfister P., Schnidler J. Low-cost steelmaking with aluminium current conducting electrode arms. MPT International, №4, 1994 г., с.5.

22. Gortner C-E., Klein K-H, Darle Т., Viraize F. The performance of the ALARC-PC post-combustion technology already in use. Информационный материал фирм BSW, BSE, Air Liquid, 1998, 5 стр.

23. Koster V., Reuter G., Paul G., Weber T. Experiences with the new type single arm ladle furnace at Badische Stahlwerke AG. Информационный материал фирм BSW и BSE, 1998 г., 5 стр.

24. Koster V., Paul G.,Huck M. The EAF temperature and sample manipulator operation at BSW. Сообщение фирм BSW и BSE на конференции по металлургии, Paris, 15-16 dec. 1993 г., 11стр.

25. Koster V, Paul G., Weber Т. Lance manipulator for oxy-carbon injection in steelmaking. Информационный материал фирм BSW и BSE, 1998 г., 5 стр.

26. Klein К.Н. Low emission, high productivity electric arc furnace operation. Сообщение фирмы BSW на конференции «Металлургия вчера, сегодня, завтра», Швеция, 10-11, june 1997 г., 19 стр.

27. Klein K-H., Schnidler J., Viraize F. EAF melting operation with optimized oxygen technology. Информационный материал фирм BSE, 1997 г., 9 стр.

28. Воск М., Klein К.Н., Haase К., Luckhoff J. Optimized furnace electrical technology. Информационный материал фирм BSW, BSE, BS Tech, 1998 г.,20 стр.

29. Haissig M., Fuchs G., Auer W. Electric furnace technology beyond the year 2000. MPT International, №1, 1999 г., стр.56-63.

30. Shen W.R., Liu J., Fuchs G., Ngai T.L. Operation shaft EAF at a compact mini-mill in China. Steel Times Int., nov.1998 г., стр. 24,26,32.

31. ЕЫе J., Knapp H., Moser H. Finger shaft technology: latest improvement and results. Steel World, vol. 3, №2,1999 г., стр. 24-32.

32. Минарек Ф. Системы газоочистки дуговых сталеплавильных печей с шахтным подогревателем скрапа. «Электрометаллургия», № 6, 2000г., с.

33. Сисоян Г.А. Электрическая в электрической печи. М. «Металлургия» 1974.

34. Ефроймович Ю.Е. Связь между электрическими и тепловыми процессами в ДСП. «Электричество» № 9,1962, с.72-77.

35. Спелицин Р.И. Исследование заглубления электрической дуги в жидкую ванну в условиях высокомощных ДСП. «Электротермия», 1975, вып. 12, с.10-11.

36. Явойский В.И. Теория процессов производства стали. М. Металлургиздат, 1963г. гл.5, раздел 2.

37. Wunshe Е., Sinkoe R. Electric arc furnace steelmaking with quasisubmerged arcs and foamy slags. «Iron and Steel Engineer», april 1984, p.35.

38. Шмайдух Г., Этерс Ф. Влияние технологических параметров плавки на футеровку ДСП. «Черные металлы», №20,1980, с. 17.

39. Koster V, Paul G., Weber J. Lance manipulator for oxy-carbon injection in steelmaking. Информация фирмы BSW-BSE, Kehl, Germany, 1999

40. Отчет ВНИПИСАУ «Управление наведение пенистых шлаков», М. 1989г.

41. Никольский Л.Е. и др. Тепловая работа дуговых сталеплавильных печей., «Металлургия», 1981, гл.6, раздел 4 и гл.10, раздел 6

42. Поволоцкий Д.Я., Кудрин В.А., Вишкарев А.Ф. Внепечная обработка стали. М. «Металлургия» 1995г.292 с.

43. Стадниченко Д.В. Изучение деазотации стали шлаковыми смесями с высокой нитридной емкостью и регулируемым уровнем окисленности. Диссертация на соискание ученой степени к. т. н. МИСиС, М. 2000г.

44. Utochkin Yu. I., Pavlov A.V., Hocking M.G. Refining of steel to remove nitrogen using fluxes with high nitride capacities. Ironmaking and Steelmaking, 1996, vol. 23, №1, p.40-45.

45. Григорян B.A., Белянчиков Л.Н., Стомахин А.Я. Физико-химические расчеты сталеплавильных процессов. М. Металлургия, 1989

46. Вагнер Ф., Великонья М. Перспективы развития внепечной обработки стали. Steel Times Int. Выпуск на русском языке. Сентябрь 1999г. с. 12-14.

47. Коммерческое предложение фирмы BRICKMONT, October 6,1999.

48. Project Expert for Windows. Руководство пользователя. Инновационный НТЦ «ИНТЕКС». М.1994 г.

49. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования. Официальное издание НПКВЦ «Теринвест». М. 1994 г.

50. Риски при инвестировании. Методический материал. Научный Центр «ТЭР»,М. 1998г.

51. А.В. Менделев, И.М. Рожков. Оценка эффективности инвестиционных металлургических проектов с учетом фактора риска. «Электрометаллургия» № 10,1999г., с.40-44.

52. Исследование рынка ТЭНов. Научный Центр «ТЭР», М. 1994 г.

53. Рынок мелкосортного проката России. Магнитогорск. 1997г.

54. Прогноз средневзвешенных цен на металлопродукцию. Актуализация бизнес-плана развития основного производства до 2005г. ОАО ММК. 1997г.

55. КутаковА.В., ДеревянченкоИ.В., КазанцевБ.В., ГальченкоА.В., Лозин Г.А. Развитие электросталеплавильного производства в условиях Молдавского металлургического завода. «Сталь», № 1, 2000 г.,с.23.

56. ДеревянченкоИ.В. ,ГоменюкВ. А., КучеренкоО. Л. ,ЛозинГ.А., СапрыгинА.Н. Использование установки ковш-печь в составе технологического цикла электросталеплавильного производства. «Сталь»,1,2000 г.,с.26.

57. Бабичев А.К., Суханов А.И., Волобуев Ю.Л., Старосоцкий А.В. Системный подход к управлению технологическими процессами на металлургическом мини-заводе. «Сталь», № 1, 2000 г.,с.80.

58. Бернадинер М.Н. Диоксины в пирометаллургических процессах и методы их обезвреживания. «Электрометаллургия», №1, 2000г.

59. HADEED. A new turn-key steel works for flat steel products. Информация фирмы VOEST-Alpine-VATech. 1999r.

60. Визингер X. На переднем крае технического прогресса. «Сталь», № 1, 2000 г.,с.60.

61. Попов А.Н., Смоляренко В.Д. Электротермическое оборудование для мини-заводов. Доклад на конференции III MSRA99, 17-18 сентября 1999г. Польша, Ченстохова.

62. Далленогар С., Денье Г., Кремер А., Рот Дж. Эксплуатация ЭДП с предварительным нагревом лома на фирме «Cockerill Sambre». Steel Times Int. №6, март 1998 г., с.6-7.

63. The Danarc Plus@M2 for Acciaierie Bertoli Safau (ABS). Бюллетень «Danieli News», № 116, июль 1998 г.

64. Danarc Plus®M2 furnace ready for start up at ABS. Бюллетень «Danieli News», № 118, декабрь 1998 г.

65. Деппер K.-X. VERTICON эффективный и не загрязняющий окружающую среду подогреватель лома. Steel Times Int. nov.1998, c.4-5.

66. Попов A.H., Смоляренко В.Д. Электросталеплавильные мини-заволды энергосберегающие и экологически чистьые производства в металлургии и машиностроении. Доклад на ВЭЛК. Москва, ВНИИЭТО, июль 1999г.

67. Production record-BSW in October & November 1999. Интернет, адрес http/www. bstinc. com., март 2000г.

68. Donetsk Metallurgical Plant. Информация фирмы Danieli Centro Met. 1999r.

69. Реконструкция с применением технологии К-Е5*(конвертер-электросталь). Информация «ФАИ/Фукс технология сталеплавильного ' производства», 1998г.

70. Black Box Mini-mill. Информация фирмы Danieli Centro Met. 1999г.

71. Уточкин Ю.И., Павлов А.В., Менделев В.А. Труды 1-го конгреса сталеплавильщиков. М., 1993г., с.204-207.

72. Utochkin Yu.L, Pavlov A.V., Hocking M.G. Ironmaking and Steelmaking. 1996, vol.23, Ш, p. 40-45.

73. Proceeding 4th Int. Conference «Molten Slags and Fluxes». Sendai, Japan. 1992, 648 p.

74. Abstracts Sixth Int. Conference «Molten Slags, Fluxes and Salts». Stockholm, Sweden Helsinki, Finland. June 2000, 117p.