Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ЦЕХОВ

Учебное пособие

для студентов металлургических специальностей

Павлодар

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова

Факультет металлургии, машиностроения и транспорта

Кафедра металлургии

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФЕРРОСПЛАВНЫХ ЦЕХОВ

Учебное пособие

для студентов металлургических специальностей

Павлодар

Кереку

2011

УДК 669.168.013.001.63(075.8)

ББК 34.326-4я73

П79

Рекомендовано к изданию Ученым советом Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова

Рецензенты:

Сержанов Р. И. – кандидат технических наук, профессор Павлодарского государственного университета им. С. Торайгырова;

Нурмаганбетов Ж. О. – доктор технических наук, профессор, ректор Павлодарского государственного педагогического института;

Ибраев И. К. – доктор технических наук, профессор Инновационного Евразийского университета.

Составители: А. К. Жунусов, Н. С. Сембаев

П79 Проектирование ферросплавных цехов : учебное пособие для

металлургических специальностей / сост. : А. К. Жунусов, Н. С. Сембаев – Павлодар : Кереку, 2011. – 107 с.

ISBN

В данном учебном пособии изложены структура, содержание и порядок промышленного проектирования металлургических объектов.

Приведены проектные решения по выбору и расчету оборудования основных и вспомогательных ферросплавных цехов, а также краткое описание Аксуского завода ферросплавов и некоторых заводов СНГ.

Учебное пособие предназначено студентам ВУЗов специальности 050709 «Металлургия».

УДК 69.168.013.001.63(075.8)

ББК 34.326-4я73

ISBN

© Жунусов А. К., Сембаев Н. С., 2011

© ПГУ им. С. Торайгырова, 2011

За достоверность материалов, грамматические и орфографические ошибки ответственность несут авторы и составители

Введение

Развитие черной и цветной металлургии предопределяет коренное улучшение качества и увеличение выпуска эффективных видов металлопродукции, широкое техническое перевооружение предприятий важнейших народнохозяйственных отраслей. Решение этих проблем непосредственно связано с ускоренным развитием производства ферросплавов на основе расширения минерально-сырьевой базы, создания высокоэффективных замкнутых безотходных и малоотходных технологий и др. Научно-технический и экономический потенциал металлургии определяется уровнем теоретической и профессиональной подготовки инженерных кадров и практическим использованием результатов научных исследований. Поэтому, в решении указанных задач видное место отводится высшей школе.

В последние годы получили дальнейшее развитие фундаментальные теоретические и экспериментальные исследования электроферросплавных процессов; внедрены в производство принципиально новые технологические процессы получения и рафинирования ферросплавов; успешно эксплуатируются более совершенные электропечи и электротермическое оборудование, введены новые нормативные документы на ферросплавную продукцию, решены проблемы комплексного использования сырья и охраны окружающей среды.

Ферросплавная промышленность производит 150 различных видов и марок простых и сложных ферросплавов, в которые отдельно или в различном сочетании входят – 25 элементов. К ним относится большинство легких (Al, Ва, В, Са, Mg, Sr, Тi), часть редких и рассеянных (V, W, Се, Y, Мо, Nb, Та, Sc), тяжелых (Со, Мn, Ni, Cr) металлов, а также неметаллов (Si, Р, Se, Те и N).

В истории развития производства ферросплавов выделяются два периода. В начале XIX века ферросплавы из руд получали только в доменных печах. В связи с развитием электроэнергетики в начале ХХ века получило распространение производство ферросплавов в электропечах. В настоящее время основное количество ферросплавов получают в дуговых электропечах с использованием в качестве восстановителей углерода, кремния и алюминия. Явление электрической дуги было открыто русским ученым проф. В. В. Петровым в 1802 г., впервые обосновавшего воз-можность и эффективность использования электрической дуги как источника тепла для осуществления восстановительных процессов. В 1859 г. акад. Н. Н. Бекетов теоретически и экспериментально показал воз-можность получения металлов и сплавов алюминотермическим методом.

История зарождения электроферросплавной промышленности связана со строительством и пуском 12 августа 1910 г. первого электроферросплавного завода «Пороги» на Урале (г. Садка).

Электропечи питались энергией непосредственно от генератора через систему шин и гибких кабелей, электрический режим работы был постоянным. Применялись графитированные электроды сечением 400400 мм., позже завод накопил опыт работы печей с использованием самообжигающихся электродов. Начиная с 1910 г. в этих печах выплавляли ферросилиций, высокоуглеродистый ферромарганец, высокоуглеродистый феррохром, карбид кальция, карбид кремния и другие ферросплавы.

Хотя по масштабам производства первый и единственный в дореволюционной России электроферросплавный завод «Пороги» не мог удовлетворить потребность промышленности в ферросплавах, однако он сыграл значительную роль в подготовке кадров для ферросплавных заводов страны. В годы первой пятилетки сооружались заводы ферросплавов в городах Челябинске, Запорожье, Зестафони и Липецке.

В последующие годы быстро рос объем производства традиционных и осваивалась выплавка новых комплексных ферросплавов. Необходимость их получения вызвана бурным развитием производства и ростом потребления жаропрочных, коррозионностойких и других сталей и сплавов специального назначения. Новых рубежей электроферросплавная промышленность достигла в 30-е годы 20 века по специальным сталям.

Перед началом Великой Отечественной войны страна не только отказалась от импорта ферросплавов, но и превратилась в одного из крупнейших в мире экспортеров. В 1966 г. по производству и экспорту ферросплавов СССР занял первое место в мире. В 80-е годы производительность ферросплавов достигла 4,5 млн. т. С распадом СССР выплавка ферросплавов в странах СНГ сократилась.

Ферросплавные заводы выпускают широкий сортамент продукции, для производства которых используются различные методы пирометаллургической и гидрометаллургической переработки сырья. Поэтому каждый завод ферросплавов и даже ферросплавный цех не является простым повторением других заводов, а существенно отличается по специализации и номенклатуре выпускаемой продукции, компоновке и техническому оснащению. Это и определяет большое разнообразие оборудования, применяемого на ферросплавных заводах.

Ферросплавы сплавы железа с разными элементами (хромом, кремнием, марганцем, кальцием, молибденом, вольфрамом, никелем и др.) или сплавы с несколькими ведущими элементами. Ферросплавы применяют для раскисления, десульфурации и легирования сталей с целью улучшения их физико-механических свойств или придания им специальных свойств, для увеличения коррозионной стойкости, жаропрочности, износостойкости, твердости и прочности деталей машин и механизмов, инструментов и стальных конструкции. Производство ферросплавов играет в черной металлургии значительную роль. Черная металлургия преимущественно для производства качественных и специальных сталей потребляет 50 % мировой добычи хромовой руды, марганцевой 85 %, ванадиевой 96 %, молибденовой 95% и вольфрамовой руд 98 %. Первая печь по производству ферросплавов была запущена на Челябинском ферросплавном заводе в 1930 г. В 1933 г. Были запущены Запорожский (Украина) и Зестафон-ский (Грузия) заводы ферросплавов. Затем в период 1941 по 1944 г. г. были запущены Ключевский, Чусовский, Кузнецкий, Актюбинский заводы ферросплавов. Далее с расширением и реконструкцией действующих предприятий вводятся Серовский (1958 г.), Стахановский (1962 г.), Никопольский (1966 г.) Украина, Аксуский заводы (1968 г.). Электроферро­сплавы производятся также в цехах России Чусовского металлурги­ческого завода, Новолипецкого металлургического комбината и НПО «Тулачермет». В Казахстане также развивается ферросплавная промышленность, где можно отметить Темиртауский металлургический завод который производит ферромарганец производительностью 50 тыс. тонн в год, Таразский металлургический завод (на базе ХИМПРОМа) производящие силикомарганец, ОАО «АиК» в г. Экибастузе производящие ферросиликоалюминий (5 тыс. т/год).

В наследство от плановой экономики бывшего Союза Республике достался Жайремский ГОК и Донской ГОК по добыче и обогащению минерального сырья и два ферросплавных завода – Актюбинский и Аксуский. Основной товарной продукцией на этих двух заводах до перестройки были хромистые и кремнистые ферросплавы. В то же время в Казахстане не было организовано производство такой важной высоколиквидной ферросплавной продукции как марганцевые ферросплавы, потребных для выплавки качественных сталей, в том числе специальных легированных, а марганцеворудное сырье Жайремским ГОКом поставлялось в Россию, Украину и Грузию.

Важнейшей задачей в промышленности Казахстана являлось освоение местного марганцевого минерального сырья в металлургии с организацией впервые в Республике выплавки марганцевых сплавов, без которых невозможно обеспечение народнохозяйственного комплекса качественными видами металлопродукции.

В Казахстане имеются все возможности по созданию и развитию собственного производства качественных (низкофос-фористых) марганцевых ферросплавов из местного минерального сырья: помимо отмеченной выше мощной сырьевой базы, металлургическая отрасль обладает недогруженными мощностями электротермического производства; достаточным заделом научно-технологических разработок по производству сплавов марганца из казахстанского сырья; квалифицированными инженерно-техническими и рабочими кадрами по электрометаллургии. К тому же в Казахстане получили наиболее выгодное развитие энергоемкие виды производств, каковым является ферросплавное производство, благодаря мощному Экибастузскому топливно-энергетическому комплексу, обеспечивающему весь центральный регион дешевой электроэнергией.

В данное время научно-исследовательские работы по возможности выплавки ферросплавов из различных руд Казахстана ведут научные сотрудники Химико-Металлургического института (г. Караганда).

Большой вклад в развитие теоретических основ и разработку технологии плавки комплексных ферросплавов внесли ученные Казахстана Е. А. Букетов, М. И. Друинский, В. И. Жучков, Т. Г. Габдуллин, Т. Д. Такенов, С. О. Байсанов, М. Ж. Толыбеков, А. А. Акбердин, В. П. Малышев, В. И. Кулинич и многие другие.

1 Цели и задачи проектирования

1.1 Исходные материалы для проектирования

При разработке проектов существует пять групп материалов:

Результаты обобщения передового отечественного и зарубежного опыта проектирования и эксплуатации объекта:

1. результаты научно–исследовательских работ, конструктор-ских разработок и изобретений по рассматриваемой технологии и применяемому оборудованию;
2. законы;
3. нормативные материалы и правила;
4. типовые проекты.

Первая и вторая группы материалов готовятся на основании научной и технической разовой и периодической литературы с привлечением отраслевых информационных центров НИИ и ВУЗов, результатов НИР выполненных в стране и за рубежом за последние 5-10 лет. При этом обеспечивается прогрессивность, высокая экономическая эффективность проектных решений, улучшений условий труда, надежные решения экологических вопросов.

Третья группа включает Законы РК, указы Президента, Постановления Правительства, Государственные и региональные схемы размещения и развития отраслей. Основные направления проектирования предприятий отрасли, государственные стандарты и технические условия на сырье, готовую продукцию и некоторое оборудование. Эти материалы служат основой для принятия решения о проектировании, обоснования места строительства и объема производства.

Четвертая группа включает общегосударственные строительные нормы и правила (СНиП):

1. санитарные нормы проектирования промышленных предприя-тий, сметные нормы и правила;

2) общегосударственный каталог типовых строительных конструкций, каталоги на вес виды оборудования и приборы; ведомственные каталоги для специальных видов строительства, которые регламентируют нормы строительного проектирования зданий и сооружений, организацию строительных работ, нормы общего назначения (сантехники, противопожарные, электро-безопасность, освещение), нормы технологического проектирования (НТП).

НТП разрабатывается головными отраслевыми проектными организациями (ГИПРОСТАЛЬ, ГИПРОМЕЗ), утверждается высшей административной структурой, согласовываются с комитетом по строительству и пересматриваются каждые 5 лет.

Прогрессивность норм заключается в применении новейших достижений науки и техники, отвечающих лучшим мировым уровням; снижении сметной стоимости и сокращении сроков строительства предприятий; создании нормальных и безопасных условий труда; обеспечении рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

НТП включают:

1. фонды времени и режим работы оборудования;
2. нормы размещения оборудования и их габаритные размеры;
3. нормы расхода и требования к параметрам и качеству сырья, топлива, энергетических ресурсов и вспомогательных материалов;
4. нормы запасов сырья, топлива, готовой продукции;
5. нормы складских, бытовых, вспомогательных и других помещений;
6. фонд времени, режим работы и штаты;
7. категорию производства по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности;

8) уровень автоматизации и механизации технологических процессов;

9) уровень использования основного оборудования; себестоимость продукции, производительность труда, удельные капитальные вложения, рентабельность производства, срок окупаемости капитальных вложений;

10) уровень специализации и кооперирования производства, материалоемкость продукции.

В пятую группу входят типовые проекты цехов, зданий, сооружений и агрегатов, прошедшие надежную проверку в промышленности, отвечающие современному уровню производства, позволяющие существенно сократить сроки проектирования и строительства, затраты на сооружение объектов.

2. Цели и задачи проекта

Целью проекта является разработка и осуществление четырех направлений:

- строительство нового предприятия;

- расширение действующего предприятия;

- реконструкция устаревшего предприятия;

- техническое перевооружение действующего предприятия.

Строительство нового предприятия – осуществляется на новых площадках, на основании Постановления Правительства (Министерства) по впервые утвержденному в установленном порядке проекту. Это направление представляет собой экстенсивный путь развития, наиболее дорогой и длительный из возможных путей увеличения объема производства.

Расширение действующего предприятия – заключается в строительстве по новому проекту основных цехов второй и последующих очередей развития этого предприятия, в достройке существующих основных цехов, в увеличении объемов действующих вспомогательных производств, коммуникаций на территории предприятия или примыкающих площадках. Целью является увеличение мощности предприятия, объема производства продукции с повышением технико–экономических показателей производства. Этот путь, также является экстенсивным развитием и приводит к неоправданной концентрации производства, образованию диспропорций в территориальном развитии, нерациональным грузопотокам внутри республики.

Реконструкция устаревшего предприятия – направлена на полное или частичное переоборудование и переустройство производства с заменой устаревшего оборудования, механизацией и автоматизацией производства, расширение сортамента выпускаемой продукции и улучшение их качества. К реконструкции относится изменение профиля предприятий, а также строительство новых цехов той же мощности и назначения взамен ликвидируемых. При реконструкции должно обеспечиваться резкое улучшение условий труда и охраны окружающей среды в более короткие сроки по сравнению с первыми двумя направлениями. В настоящее время, когда многие отрасли промышленности достигли насыщения по объему производства, необходимо первоочередное внимание уделить качественным показателям, предпочтение отдавать ресурсосберегающим и экологически безвредным технологиям и агрегатам, обеспечивающим высокую эффективность и улучшение условий труда. Это интенсивный путь развития, обеспечивающий при меньших затратах наиболее эффективное использование капитальных вложений.

Техническое перевооружение действующего предприятия. Процесс технического перевооружения является непрерывным и наиболее эффективным, обеспечивающим постоянный рост качественных и экономических показателей производства. Это интенсивный путь развития отрасли, наиболее прогрессивный и эффективный. Техническое перевооружение черной металлургии имеет ряд преимуществ перед строительством и расширением производства, так как позволяет, совершенствуя имеющийся производственный потенциал, сохранить дорогостоящие основные фонды, использовать сложившуюся инфраструктуру при сохранении квалифицированных кадров.

Техническое перевооружение осуществляется в соответствии с планом технического развития по проектам на отдельные объекты цехов и предусматривает повышение технических характеристик до уровня лучших мировых образцов и превышающих его. Техническое перевооружение заключается во внедрении новой техники и технологии, механизации и автоматизации производства, обеспечивающих повышение качества продукции и охрану окружающей среды.

Сущность проекта, наряду с наименованием предприятия и местом его расположения, обычно выражается в названии проекта:

- «Проект расширения и реконструкции плавильного цеха № 1 Аксуского завода ферросплавов с увеличением производства ферросиликомарганца до 350 тыс. т. в год».

- «Проект цеха для выплавки силикомарганца производитель-ностью 400 тыс. т. в год в условиях Аксуского завода ферросплавов».

Проектирование металлургических предприятий предусматри-вает последовательное решение таких задач:

1. всестороннее изучение, выявление и обоснование целесообразности строительства, расширения, реконструкции или технического перевооружения;
2. разработка основных проектных решений;
3. подготовка полного комплекта рабочей документации, необходимой для осуществления строительства. Эти задачи решаются параллельно, причем каждой задаче соответствует своя стадия проектирования.

1.3 Стадии проектирования

Проектирование промышленных объектов может осуществ-ляться в одну и в две стадии. Ранее эти стадии именовались: «Технический проект» и «Рабочие чертежи».

Проектирование в одну стадию предусмотрено для несложных объектов или сооружаемых по типовым или повторным проектам (рабочий проект со сводным сметным расчетом стоимости).

Проектирование в две стадии (проект со сводным сметным расчетом стоимости и рабочая документация со сметами) осуществляется для крупных и сложных объектов.

Проект представляет собой комплекс принципиальных решений общего характера по техническим, организационным, экономическим и социальным вопросам, обеспечивающих возможность строитель-ства, эксплуатации и реконструкции объекта. Он включает пояснительную записку и сметную документацию.

Пояснительная записка состоит из разделов, имеющих самостоятельное и соподчиненное значение, и включает технологическую часть, строительную часть, организацию производства, транспорт, автоматизацию, промышленную эстетику, охрану труда и технику безопасности, охрану окружающей среды, организацию строительства, экономическую часть, технические показатели производства.

Сметная документация включает смету проекта (сводный сметный расчет) и сметы на проектные и изыскательские работы.

Рабочая документация, разрабатывается на основе утвержден-ного проекта, на второй стадии проектирования, детализирует и уточняет принципиальные решения, обеспечивая выполнение строительно-монтажных работ. Она содержит общие и деталировочные чертежи, схемы, графики, расчеты, сметы, ведомости в потребности материалов, спецификацию на оборудование.

1.4 Порядок разработки проекта

В соответствии существующими нормами введен следующий порядок проектирования. Весь период подготовки документации разбивается на два этапа: А – предпроектный период; Б – проектный период, которые включают разработку следующих материалов:

1) обоснование необходимости проектирования и строительства, техническое требование к объекту;

2) разработка технического задания на проектирование (ТЗ);

3) разработка технологического задания и его согласование (ТЛЗ);

4. разработка технико-экономического задания (ТЭО) и выпол-нение технико-экономических расчетов (ТЭР) с последующим их согласованием, утверждением и доработкой.

Эти последовательно выполненные проектные работы составляют предпроектный период. После доработки ТЭО, его повторного согласования и утверждения заказчиком приступают к выполнению непосредственного периода, в котором ведется:

1) разработка проекта и сметной документации с последующим согласованием и утверждением заказчиком;

2. разработка рабочей документации.

1.4.1 Обоснование необходимости проектирования и строи-тельства электрометаллургического комплекса.

Разрабатывает, как правило, головной проектный институт Республики на основе схем развития и размещения отраслей народного хозяйства и схем развития производственных сил по экономическим районам на период не менее чем 15 лет. В эти схемы вносятся уточнения на каждый планируемый период.

Обосновывающие материалы содержат:

1. расчеты потребности внутреннего и внешнего рынков в проектируемой продукции и производительность проектируемого цеха (завода) по отдельным видам продукции;
2. доводы о территориальном расположении объекта с выбросом площадки строительства;
3. данные о наличии сырьевых и топливно-энергетических ресурсов;
4. предполагаемые решения по технологическим вопросам и оборудованию, по организации производства и строительства;
5. мероприятия по охране окружающей среды;
6. проектные решения социально-экономического характера;
7. выводы о целесообразности строительства и эффективности проектируемого предприятия.

1.4.2 Техническое задание. Техническое задание должно включать: наименование работы; основание для выдачи данной заявки; исполнитель; предлагаемые сроки выполнения ТЛЗ; ориентировочная сумма финансирования и источники финансиро-вания; ожидаемый экономический эффект (гарантируемый); цель и назначение данной работы; форма представления результатов; техническое требования и рабочие условия использования результатов.

Техническое задание на разработку ТЛЗ обычно передается вместе с заявкой и содержит:

1. основание для разработки ТЛЗ (план развития, приказ и т.д.);
2. полное наименование технологии, намечаемые проектные решения и техническую характеристику объекта;
3. вид продукции (марочный, сортаментный, размерный), объем выпускаемой продукции по маркам и требования в соответствии с ГОСТ или ТУ;
4. характеристика исходных материалов, способы их подготовки, технические требования к ним;
5. перечень технологических параметров и технических характеристик объектов, необходимых для проектирования;
6. для зарубежных объектов сведения о намечаемом заключении лицензионного соглашения, оказание технической помощи.

1.4.3 Технологическое задание. Технологическое задание (ТЛЗ) является основным технологическим документом, на основании которого разрабатывается ТЭО (ТЭР), проект (рабочий проект) предприятия, цеха, сооружения. ТЛЗ также является основанием для разработки исходных требований на проектирование и изготовления оборудования, которые разрабатываются, согласовываются и утверждаются в соответствии со специализацией. Заявка с исходными требованиями на разработку ТЛЗ выдается проектным институтом соответствующему НИИ, ВУЗу. Рекомендуемые ТЛЗ решения должны обеспечить:

1. передовой технический уровень технологического процесса;
2. высокое качество продукции;
3. рациональное использование природных ресурсов;
4. снижение трудоемкости, материалов и энергоемкости продукции;
5. требуемые санитарно-гигиенические и безопасные условия труда;
6. охрану окружающей среды от загрязнения и утилизацию отходов производства;
7. высокий уровень технико-экономических показателей производства;
8. метрологию технологического процесса;
9. данные для расчета экономических показателей процесса (расходные коэффициенты, расход энергоресурсов и другие параметры, характеризующие технологию процесса);

10) перечень использующих авторских свидетельств, патентов.

ТЛЗ может разрабатываться по одному из 2-х вариантов: вариант «А» или вариант «Б».

Вариант «А». По этому варианту ТЛЗ разрабатывается на основе данных действующих предприятий, отвечающих современному техническому уровню, с использованием имеющихся результатов НИР и последних достижений науки и техники. Срок выдачи ТЛЗ по варианту «А» на согласование составляет не более 2-х месяцев.

Вариант «Б». По этому варианту ТЛЗ разрабатывается для новых технологических процессов или для действующих процессов, характеризующихся низкими технико–экономическими показателями, для которых требуется проведение целевых НИР. Срок выдачи ТЛЗ по варианту «Б» определяется НИИ, ВУЗом.

При необходимости может разрабатываться комплексное технологическое задание (КТЛЗ) на ряд исследовательских, взаимосвязанных процессов.

Для проектных проработок (проектных предложений, соображений и т.п.) основным технологическим документом являются рекомендации по технологическому процессу, выдаваемые головными НИИ по запросам проектных институтов не позднее, чем через 2 месяца.

После разработки ТЛЗ согласовывается с предприятием, проектной организацией. Срок действия ТЛЗ-3 года.

Содержание ТЛЗ после разработки:

1. основание для разработки ТЛЗ;
2. перечень и характеристика исходных материалов, способы подготовки их перед плавкой и уточненные требования к ним;
3. полное описание технологического процесса, включая подготовительные, вспомогательные и основные технологические операции;
4. вид (марка), объем и технические требования к качеству конечной продукции (ГОСТ и ТУ), состояние и условия для поставки;
5. требования к технологическому оборудованию и его параметрам;
6. соответствие технического уровня разработанной технологии лучшим отечественным и зарубежным аналогам;
7. метрологическое обеспечение технологического процесса;
8. рекомендации по автоматизации (АСУ отдельных стадий или в целом процесса) и механизации технологического процесса;
9. решение по охране окружающей среды (воздушного и водного бассейнов и земельных угодий);
10. предложения по реализации малоотходных вариантов технологии с переработкой и утилизацией образующихся отходов;
11. перечень использованных авторских свидетельств и патентов.

1.4.4 Технико-экономическое обоснование проекта (ТЭО) технико-экономические расчеты (ТЭР).

ТЭО (ТЭР) являются основным предпроектным документом, дополняющим и развивающим решения, предусмотренные в схемах развития и размещения объектов черной металлургии, и состоит из 18-и разделов.

Исходные данные включают обосновывающие материалы на разработку ТЭО (ТЭР) при строительстве и оценку деятельности объекта за предыдущий (перед составлением ТЭО и ТЭР) год, с указанием об освоении проектных мощностей и основных показателей.

Мощность объекта, номенклатура продукции. Мощность объекта на полное развитие с выделением 1-й очереди, реальный объем продукции в соответствии с потребностями народного хозяйства, схемами развития отрасли и возможным экспортом. Данные по сортаменту, качеству, материалоемкости продукции в сравнении с зарубежными и передовыми отечественными разработками.

Характеристика топливно-энергетических ресурсов и материальный баланс объекта. Степень использования вторичных энергоресурсов, данные о наличии, потребности, качестве и способах подготовки сырья, источниках электрической, тепловой энергии, топлива, воды, расходных показателях и их соответствие нормам технологического проектирования лучшим показателям отечественных и зарубежных предприятий, решения по созданию безотходного (малоотходного) производства на базе комплексного использования сырья и отходов.

Основные технологические решения, схемы грузопотоков. Обоснование рекомендации технологии, выбора загрузки и режима работы основного технологического оборудования, рационального использования площадей и объемов здания, решения по автоматизации и механизации, мероприятия обеспечивающие снижение себестоимости строительства, мероприятия по охране труда, технике безопасности, созданию оптимальных микроклима-тических условий в цехах и помещениях, основные технико-экономические показатели.

Основные технические решения по вспомогательным объектам. Принимаются в строгом соответствии с технологическими решениями и обеспечивают по вспомогательным объектам ремонт оборудования, контроль, реализацию готовой продукции, путем организации ремонтной службы, складского хозяйства, дробления и фракционирования продукции и упаковки, лабораторий и испытательных установок.

Основные технические решения по обеспечению материалами, топливом, энергией, водой разрабатываются в соответствии с разделом 4 в привязке к основным технологическим разработкам и обслуживанию основного технологического оборудования материалами, топливом, энергией, водой определяются требования к энергии, топливу и воде.

Сигнализация и связь. Разрабатываются исходя из оперативности и видов сигнализации и связи с точек зрения эффективности и непрерывного контроля и управления производством.

Генеральный план и транспорт. Включает выбор и обоснование площадки для строительства, мероприятия по рекультивации земель и компенсации потерь сельскохозяйственного производства, варианты схем генерального плана с целью рационального размещения объектов, обеспечивающих кратчайшие технологические и транспортные связи, грузооборот, решения по внешнему, внутризаводскому и пассажирскому транспорту с учетом их прогрессивности и унификации, основные технико-экономические показатели по генеральному плану.

Автоматизация производственных процессов. Включает обоснование повсеместного применения автоматизированных систем АСУП и АСУТП на базе ЭВМ и оценку уровня эффективности автоматизации.

Основные архитектурно-строительные решения. Выполня-ются в соответствии со строительными нормами и правилам и включает конструктивные и объемно-планировочные решения, габариты зданий и сооружений в соответствии с принятой технологией и применяемым оборудованием, их унификацию, отопление и вентиляцию, архитектурное оформление на базе максимального использования местных строительных и отделочных материалов.

Охрана окружающей среды. При решении этого вопроса рассматриваются особенности технологических процессов, связанные с воздействием на окружающую среду, охрана атмосферного воздуха от загрязнения. Выбор санитарно–защитной зоны, охрана водоема от загрязнения сточными водами, сбор и утилизация отходов, производственные шумы, другие воздействия на природную зону (электромагнитное поле, радиация и др.), мероприятия по рекультивации земель, общая экологическая оценка проекта.

Быт, обслуживание и жилищно-гражданское строительство. Обоснование развития социальной сферы: бытового, медицинского обслуживания, жилищного строительства, сооружение объектов соцкульта и профессионально-технического образования.

Организация строительства должна включать предложения по строительству очередями для ускорения ввода в действие основных производственных и вспомогательных объектов, обеспечивающих выпуск готовой продукции, охрану окружающей среды, безопасные условия труда и быта обслуживающего персонала (работающих).

Рабочая стоимость строительства включает расчетную стоимость строительства на полное развитие с выделением первой очереди и стоимости объектов и работ по охране окружающей среды.

Ресурсосбережение включает решения по экономии исходного основного сырья, вспомогательных материалов, топливно-энергетических и трудовых ресурсов за счет вариантов совершенствования технологии, переработки собственных отходов, использования вторичных ресурсов.

Экономика строительства и производства содержит анализ и сопоставление технико-экономических показателей с базовыми показателями передовых отечественных и зарубежных предприятий, определение численности промышленно-производственного персонала, производительности труда, капитальных и эксплуатационных затрат, расчет себестоимости продукции, экономической эффективности АСУП, АСУТП, природно-охранных мероприятий, определение экономических показателей по этапам строительства и годам эксплуатации.

Оценка эффективности вариантов и этапов строительства, обоснование рекомендуемого варианта и пути дальнейшего проектирования, данные на составление задания на проектирование, согласно требованиям СНиП, перечень НИР, конструкторских, экспериментальных, изыскательских работ, рекомендуемых к проведению.

Ситуационный план, план и разрез цеха, блок-схема источников выбросов, карта рассеивания выбросов с обозначением максимальных концентраций вредных веществ, сводка затрат, материалы, задание на выполнение ТЭО (ТЭР).

1.4.5 Разработка проекта и сметной документации. Разработка проектов на строительство предприятий, зданий и сооружений осуществляется на основании утвержденных ТЭО (ТЭР) материалов по выбору площадки (трассы) для строительства и в соответствии с заданием на проектирование. В проектах с учетом вариантных проработок на основе конкурсного проектирования ведется доработка проектных решений, принятых в ТЭО (ТЭР), и уточняются основные технико-экономические показатели, в т.ч. стоимость строительства, без детализации. Детальная дальнейшая дополнительная проработка проводится в рабочей документации.

Проектно-сметная документация, разработанная субподрядными организациями. Используется проектировщиком при составлении общей пояснительной записки и других разделов рабочих проектов, представленных на экспертизу и утверждение, и включается в состав материалов всех разделов рабочего проекта.

Субподрядная проектная организация несет ответственность за качество и технико-экономический уровень разрабатываемых ею проектных решений. Графическую документацию в составе рабочего проекта необходимо составлять с максимально-возможным освещением проектных решений. При применении оборудования индивидуального изготовления разрабатывают требования на проектирование и изготовление этого оборудования. При необходимости проведения научно-исследовательских и проектно-экспериментальных работ необходимо обосновывать их целесообразность.

1.4.6 Согласование и утверждение проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.

Проектно-сметная документация, разработанная в соответствии с нормами, правилами и государственными стандартами, а также рабочие чертежи, разработанные в соответствии с утвержденным рабочим проектом, не подлежат согласованию с органами государственного надзора. Документация, выполненная в соответствии с обоснованными отклонениями от действующих норм, правил и государственных стандартов, подлежит согласованию с органами государственного надзора и организациями, утвердившими эти нормы.

Проектная документация на техническое перевооружение и реконструкцию цехов и участков подлежит согласованию с генеральной проектной организацией. Заказчик согласует с генеральной подрядной организацией раздел рабочего проекта «Организация строительства» и сметы, составленные по рабочим чертежам, которые должны быть рассмотрены в срок до 45 суток.

Рабочие проекты на строительство объектов, подвергаются экспертизе и утверждаются в следующем порядке: по стройкам стоимостью на полное расширение-министерствами и ведомствами Республики Казахстан; по стройкам ниже стоимости с полным расширением в порядке установленном министерством; по стройкам, осуществляемым за счет собственных средств кооперативных и общественных организаций в порядке определения их подчиненности; проектно-сметная документация на техническое перевооружение, осуществляется за счет средств развития производства, утверждается руководителями производственных объединений.

1.5 Состав и оценка проекта

1.5.1 Содержание проекта. Проект на новое строительство, расширение и реконструкцию действующих предприятий, зданий и сооружений включает следующие разделы:

1) общая пояснительная записка;

2) генеральный план и транспорт;

3) технологические решения;

4) энергетические решения;

5) организация строительства;

6) организация производства;

7) автоматизация производства;

8) охрана труда и техника безопасности;

9) охрана окружающей среды;

10) жилищно-гражданское строительство;

11) экономическая часть;

12) сметная стоимость;

13) паспорт проекта.

Общая пояснительная записка включает:

1. основание для разработки рабочего проекта;
2. исходные данные для проектирования;
3. краткую характеристику предприятия и его состав;
4. данные о проектной мощности, номенклатуре, качестве и техническом уровне продукции;
5. данные о сырьевой базе;
6. принципиальные решения по организации производства, труда и управления;
7. численный и квалификационный состав работающих; число рабочих мест;
8. сведения о потребности в топливе, воде, тепловой и электрической энергии;
9. организацию и сроки строительства и освоения проектных мощностей;
10. данные по экономике производства, себестоимости продукции, эффективности капитальных вложений;
11. использование достижений науки и техники;
12. основные решения и показатели по генеральному плану, инженерным сетям и коммуникациям;

13) сведения о защитных сооружениях.

Генеральный план включает:

1. краткую характеристику района и площадки строительства;
2. мероприятия благоустройству и обслуживанию территорий;
3. решения по расположению инженерных сетей и коммуникаций;
4. генеральный план, с отражением проектируемых, реконструируемых и подлежащих сносу зданий и сооружений;
5. объектов охраны окружающей среды, озеленения;
6. решения по расположению внутриплощадных инженерных сетей и транспортных коммуникаций, картограммы земляных масс (для крупных предприятий и сооружений).

Транспорт. Разделяют внешний и внутренний транспорт. Внешний транспорт, обеспечивающий доставку сырья и отправку готовой продукции, обычно железнодорожный. Проектируется при разработке заводов. Внутренний транспорт железнодорожный, автомобильный, конвейерный, трубопроводный. Для внутрицеховых перевозок используются также напольные тележки и краны.

Проектирование транспорта включает расчет грузооборота, определение потребного количества транспортных средств на основе заданной производительности цеха и расходных коэффициентов материалов на 1 т. продукции.

Универсальным транспортом на металлургических предприятиях считается железнодорожный транспорт. Но железнодорожный транспорт обладает относительно невысокой оперативностью и гибкостью, требует больших затрат при строительстве и обслуживании, занимает большие земельные площади.

Автомобильный транспорт при перевозке на незначительные расстояния требует меньших затрат в 4-5 раз, меньше занимаемых площадей, допускает в два раза больший уклон путей и имеет большую маневренность.

Конвейерный и трубопроводный транспорт используется для транспортировки сыпучих и кусковых материалов и позволяет снизить капитальные и эксплуатационные затраты, механизировать и автоматизировать процесс, высвободить обслуживающий персонал. Обладает большой гибкостью, снижает количество перегрузок, улучшает условия труда с обеспечением охраны окружающей среды.

Технологические решения включают:

1. данные производственной и расчетной программ, краткую характеристику и обоснование решений по принятой технологии производства;
2. решения по применению малоотходных и безотходных технологических процессов;
3. данные по производству продукции, механизации и автоматизации технологических процессов;
4. состав и обоснование применяемого оборудования, число рабочих мест и их оснащение;
5. общая численность рабочих в т. ч. по категориям и квалификации;
6. предложения по организации ремонтного хозяйства;
7. предложения по организации качества продукции;
8. данные о количестве вредных выбросов в атмосферу и водные источники;
9. характеристика цеховых и межцеховых коммуникаций, решения по теплоснабжению, энергоснабжению и электрооборудованию;
10. топливно-энергетический и материальный баланс технологических процессов;
11. рекомендации по освоению мощностей в нормативные сроки.

При этом прилагаются основные чертежи, отражающие принципиальные схемы технологических процессов; технологические компоновки или планировки по корпусам; схема грузопотоков; принципиальные схемы электроснабжения; схемы трасс магистраль-ных и распределительных сетей.

Технологическая часть разрабатывается, в первую очередь, и на ее основе составляются остальные разделы. Обычно технологические решения по электрометаллургическим цехам включают:

1. расчет производственной программы цеха с уточнением объема выплавки по маркам ферросплавов;
2. выбор типа, числа и вместимости (мощности плавильных электропечей);
3. определение режима и основных показателей работы электропечей;
4. выбор способа разливки ферросплавов, подготовки продукции к реализации;
5. обоснование расхода сырья, основных материалов, электроэнергии, воды, топлива по данным материального и теплового балансов плавки;
6. разработку технологических схем работы цехов (подготовка, подача и загрузка шихты, уборка продуктов плавки) и рациональной схемы грузопотоков;
7. выбор подъемно-транспортного и вспомогательного оборудования.

Кроме того, принимаются технологические решения по вспомогательному производству, организации складского и ремонтного хозяйства, механизации разгрузочно-погрузочных работ.

Строительные решения. Разрабатываются совместно со специализированными проектными организациями и учитывают сложный комплекс взаимосвязанных решений. Производится выбор типа здания, объемно-планировочные, конструктивные, архитектурно-строительные и эстетические решения, обеспечивающие нормативные санитарно-технические условия. Здания и сооружения электро-металлургических производств, проектируют в соответствии с требованиями строительных норм, правил и указаний по строительному проектированию предприятий, здании и сооружений в черной металлургии и правил безопасности в электрометаллургических цехах. В этой части проекта содержится обоснование выбора типа фундамента и несущих конструкций, характеристика и основные размеры здания, шагов колонн, стенных ограждений, кровли, полов и др.

Краткое описание и обоснование архитектурно-строительных решений с оценкой их прогрессивности; обоснование по освещенности рабочих мест, снижению производственных шумов и вибраций, бытовому и санитарному обслуживанию работающих. Мероприятия по электробезопасности и пожаробезопасности, защита от коррозии; основные решения по водоснабжению, канализации, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха; перечень типовых и повторно применяемых проектов с краткой их характеристикой; решения по защитным сооружениям.

Основные чертежи: планы, разрезы и фасады основных зданий и сооружений по специальным проектам и типовым проектам, каталожные листы типовых проектов и основные рабочие чертежи; планы и профили трасс внешних инженерных и транспортных коммуникаций и основных внутриплощадных сетей.

Энергетические решения. Энергетическая часть содержит решения по основным следующим вопросам: электроснабжение; газовое хозяйство; водоснабжение и канализация; отопление и вентиляция. Электроснабжение цеха осуществляется от заводской высоковольтной сети к цеховой понижающей подстанции, затем к распределительным пунктам и к потребителю переменного тока. Для потребителей постоянного тока дополнительно устанавливают преобразующие подстанции. Кроме силовой системы предусматри-вают осветительную. Для электрометаллургических цехов проектируют отдельно силовую систему питания электропечей, включающую заводскую силовую подстанцию, цеховую понижающую подстанцию и печную подстанцию. Это необходимо для того, чтобы избежать влияния режима работы печей на функционирование других силовых агрегатов.

Организация строительства. На основании расчетов определяется объем строительных монтажных работ, потребность в строительных материалах и механизмах. Разрабатывается план организации строительства.

Организация производства. Решения по организации производства включает выбор режима работы и фонда времени оборудования, план освоения проектных мощностей, спецификации на оборудование длительного изготовления и на серийное оборудование, определение численности производственного и обслуживающего персонала, выбор системы оплаты и уровня зарплаты основных категорий трудящихся.

Автоматизация. В этом разделе проекта разрабатываются автоматизированная система управления в цехе (АСУ) и автоматизированные системы управления отдельными технологи-ческими процессами (АСУТП).

Охрана труда и техника безопасности. На основании анализа условий труда и потенциальной опасности и вредности, характерных для данного производства, разрабатываются проектные решения по обеспечению оптимальных и безопасных условий труда и соцально-бытовому обслуживанию трудящихся (бытовые помещения, питание, медицинское обслуживание, транспорт и т.д.).

Охрана окружающей природной среды. Включает три подраздела: охрана атмосферного воздуха; охрана водоемов от загрязнения сточными водами; восстановление (рекультивация) земельного участка, использование плодородного слоя почвы, охрана недр и животного мира.

В этих подразделах приводятся исходные данные для разработки решений, краткая характеристика физико-географических и климатических условий района строительства; сведения о существующих фоновых концентрациях в атмосфере и водоемах; перечень источников выбросов; количество и классификация выбрасываемых веществ (газов, сточных вод) по видам вредного воздействия, в т. ч. аварийных выбросов; обоснование принимаемых решений по предотвращению выделения загрязняющих веществ, аварийных выбросов, выбору оборудования и аппаратуры по очистке выбросов, утилизации обезвреженных элементов; оценка эффективности намечаемых мероприятий и проектируемых сооружений по охране воздушного бассейна и водоемов; данные о затратах на осуществление этих мероприятий.

Здесь же приводятся проектные решения по восстановлению земельного участка и приведению его в пригодное состояние для использования по назначению. Данные об объемах твердых отходов производства, мероприятий по утилизации и транспортированию этих отходов. Сведения о намеченных мероприятий по охране недр и сохранению среды обитания животных и путей их миграции. Данные о капитальных затратах и эффективности предусматриваемых мероприятий. Прилагается план рекультивируемого участка с обозначением основных сооружений, коммуникаций и другие чертежи, позволяющие определить объем строительных и монтажных работ и сметную стоимость.

Жилищно-гражданское строительство. Материалы раздела разрабатываются в соответствии с инструкцией о составе, порядке разработки, согласования и утверждения схем и проектов районной планировки и застройки городов, поселков и сельских населенных пунктов. При этом выделяются очереди жилищно-гражданского строительства, обеспечивающие ввод в эксплуатацию пусковых комплексов предприятия.

Экономическая часть проекта. Экономические показатели строительства и эксплуатации цеха составляют основное содержимое экономической части, в которой приводится сметная стоимость строительства, основных фондов, структура капитальных затрат, смета производства, себестоимости и отпускной стоимости продукции, прибыль, уровень рентабельности производства, срок окупаемости капитальных вложений. Для оценки все данные приводятся в сравнении с показателями, достигнутыми на аналогичных передовых действующих предприятиях, эффективности решений, заложенных в проекте.

Сметная документация. При одностадийном проектировании в рабочем проекте составляется следующая документация:

1. сводный сметный расчет;
2. сводка затрат;
3. объектные и локальные сметы (при продолжительности строительства предприятий до двух лет или при строительстве по типовым проектам), сметы на проектные и изыскательские работы.

При двух стадийном проектировании в сметную документацию включается сводный сметный расчет; сводка затрат, объектные и локальные сметные расчеты; сметы на проектные и изыскательские работы. Дополнительно при разработке рабочей документации в сметную документацию включаются объектные и локальные сметы. Кроме того, наряду со сметной документацией в рабочем проекте приводятся ведомости сметной стоимости строительства объектов, входящих в пусковой комплекс, объектов по охране окружающей природной среды, а в рабочей документации разрабатывается дополнительная ведомость сметной стоимости товарной продукции. Сметную стоимость определяют с применением укрупненных нормативов, обеспечивающих необходимую достоверность и сокращение объема сметной документации.

Паспорт проекта предприятия. Паспорт проекта (рабочего проекта) предназначен для использования в постоянно действующей автоматизированной информационной системе промышленного строительства, включающей центральные, отраслевые и региональные службы. В совокупности с рабочей документацией паспорт проекта должен обеспечить определение базового и расчет прогрессивного удельного показателя стоимости и продолжитель-ности строительства, ресурсоемкости объекта. Обеспечить оценку технического уровня проекта; автоматизацию подбора аналогичных проектов; обоснование договорных цен на строительство; анализ структуры капитальных вложений; анализ структуры совокупности промышленных зданий и сооружений по типам, назначению, объемно-планировочным материалам и параметрам; экономические прогнозирование промышленного строительства.

Состав паспорта проекта:

1. общие сведения, включающие кодовые данные о характеристике предприятия и месте строительства; в числе очередей строительства; генеральном проектировщике и генеральном подрядчике; проекте аналоге;
2. основные технико-экономические показатели отражают: мощность предприятия; себестоимость продукции; срок окупаемости проекта; прибыль; стоимость основных фондов; фондоотдача; договорная цена на строительство. Отражает продолжительность строительства; общая численность работающих, в т. ч. по категориям; уровень автоматизации; режим работы предприятия; общая площадь предприятия и плотность застройки; удельный расход строительных материалов; энергоемкость производства; транспорт внешний;
3. сметная стоимость строительства проводится по всем этапам строительства и всем объектам, в т. ч. и временным;
4. основные данные по организации строительства показывают объем строительно-монтажных работ, продолжительность подготови-тельного периода и монтажа оборудования; максимальную численность работающих, сроки освоения проектных мощностей;
5. схема генерального плана в графической форме;
6. состав пусковых комплексов;
7. перечень и характеристика основных зданий и сооружений;
8. характеристика основных решений по технологии производства;
9. принципиальная схема основного технологического процесса;

10) перечень и характеристика основного технологического оборудования;

10. материалоемкость производства, включающая основное сырье и полуфабрикаты в соответствии с ГОСТ или ТУ;
11. годовой объем товарной продукции в натуральном выражении по видам и маркам;

12) характеристика очистных сооружений и установок;

13) суммарные выбросы вредных веществ в атмосферу, их очистка и утилизация.

1.6 Оценка воздействия на окружающую среду при разработке проекта

Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) при разработке ТЭО (ТЭР) и проектов строительства металлургических комплексов – это определение характера и степени опасности всех потенциальных видов влияния на природную среду предлагаемых к реализации хозяйственной деятельности и оценка экологических, социальных и экономических последствий осуществления проекта.

Рекомендуются к утверждению те проекты, которые не представляют угрозы для жизни человека при прямом, косвенном, кумулятивном и других воздействиях с учетом долгосрочных последствий. Не связанные с производством экологически опасной при использовании и переработке продукции; не приводят к неблагоприятным или кризисным изменениям в природной среде в период строительства, эксплуатации и ликвидации объекта.

Оценка воздействия на окружающую среду ведется на основе принципов интеграции (рассмотрения в взаимосвязи) технических, экологических, социальных и экономических показателей предлагаемого решения; многовариантности решения с учетом региональных особенностей, отражающих состояние экосистемы и ее устойчивость, перспектив социально-экономического развития, исторических, культурных, этнических и др. интересов населения региона.

Ответственность за организацию ОВОС несет заказчик, который совместно с разработчиком организует ее проведение на первом этапе с участием общественности, затем передает материалы в Государственную экологическую экспертизу в соответствующий отдел Госкомприроды, что является завершающим этапом рассмотрения результатов ОВОС.

ОВОС включает:

1. сбор и анализ необходимой информации;
2. определение источников, видов и объектов воздействия;
3. прогнозирования изменения состояния природной среды;
4. оценку вероятных аварийных ситуаций и последствий;
5. определение способов снижения (предупреждения) отрицательных воздействий на окружающую среду и здоровье населения;
6. определение остаточных воздействий и методов их контроля; проведение эколого-экономической оценки проектов;
7. анализ и выбор альтернативных вариантов осуществления проектов и их оформление.

Определяются и прогнозируются:

1. объекты воздействия (флора, фауна, человек);
2. масштабы воздействия;
3. географический охват;
4. динамика воздействия во времени.

Выявленные воздействия оцениваются в следующих параметрах:

1. границы воздействия – географический охват, количество объектов воздействия;
2. интенсивность воздействия – (флора, фауна, население) изменение уровня загрязненности воздуха, воды, уровня шума и т.п. по периодам;
3. длительность характера воздействия во времени – кратко-временное, непрерывное, периодическое, аварийное.

Определяется возможность снижения воздействия, за счет специальных технических средств, остаточных последствий реализации проектов, в т. ч. и в отдаленной перспективе, на здоровье людей, окружающую среду, социально–экономические условия.

На стадии ТЭО проводятся ориентировочные расчеты рентабельности объекта с учетом динамики цен на сырье, материалы, продукцию, изменения источников сырья и тепло-энергоресурсов. В ТЭО (ТЭР) и проектно–сметной документации оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) излагается в специальном разделе.

2 Ферросплавные заводы СНГ

2.1 Серовский завод ферросплавов

Постановление Совмина СССР о строительстве Серовского завода ферросплавов (СЗФ) вышло 15 января 1951 г. 23 июня 1958 года было выпущена первая плавка ферросилиция. В декабре 1958 г. завершен ввод в эксплуатацию первой очереди плавильного цеха № 1 в составе шести рудовосстановительных печей мощностью по 10,5 МВ·А, которые тогда выплавляли 45 % и 75 %-ный ферросилиций. В конце 1961 г. состоялся пуск первой печи плавильного цеха № 2 и через год цех работал в составе девяти наклоняющихся печей мощностью по 3,5 МВ·А, производившихся средне- и низкоуглеро-дистый феррохром. С вводом цеха № 2 и переводом печей цеха № 1 на выплавку высокоуглеродистого феррохрома и ферросиликохрома завод стал специализированным предприятием по выплавке хромистых сплавов. Объем продукции постоянно увеличивался и составил около 30 % общего производства феррохрома в стране. Для обеспечения цеха № 2 известью в 1962 г. пущен в эксплуатацию цех обжига известняка в составе трех вращающихся горизонтальных печей.

Серовский завод ферросплавов находится в Свердловской области г. Серов.

Первый руководитель завода – директор В. П. Нахабин.

С 1963 г. развернулось строительство комплекса расширения цеха № 1 в составе трех электропечей с системой мокрой очистки колошникового газа. 1965 г. впервые в СССР освоена выплавка высокоуглеродистого феррохрома в закрытых печах. Начата отгрузка готовой продукции на экспорт. Работа печей характеризовалось высокой стабильностью, лучшими в отрасли технико-экономическими показателями, печной газ использовался в качестве топлива. Применение печного газа при производстве извести сэкономило природный газ и мазут.

Значительный этап в развитии завода – освоении производства низкоуглеродистого феррохрома методом смешение расплавов. Этот способ позволил получить низкоуглеродистый феррохром с очень малым содержанием углерода в больших количествах с более низкой себестоимостью, чем другими способами, а так же пониженным содержанием фосфора и азота. Это стало началом широко-масштабного завоевание внешнего рынка. Феррохром, получаемый методом смещение расплавов, неоднократно экспонировался на международных ярмарках и по качеству не уступал лучшим феррохромам западно-европейского производства. К настоящему времени на половине мощностей плавильного цеха № 2 производится феррохром по внедрении технологии, на заводах в странах СНГ такое производство отсутствует.

В 1967 г. введен в эксплуатацию участок переработки самораспадающихся известковых шлаков от производства низко- и среднеуглеродистого феррохрома.

Практически с момента пуска основных цехов на заводе не прекращалась работа по реконструкции и модернизации электропечей. На первом этапе мощность электропечей цеха № 1 было увеличена с 10,5 до 14,5 МВ·А, на втором – с 14,5 до 16,5 в цехе № 2 – с 3,5 до 5 МВ·А, затем с 5 до 7 МВ·А. В настоящее время проектная мощность завода перекрыта более чем в два раза.

В разные периоды на заводе были проведены широко-масштабные работы по механизации и автоматизации технологи-ческих производственных процессов. Так, механизированы нагрузка шихты в электропечи, электродной массы в кожуха самоспекающихся электродов; закрытие леток печей, чистка разливочных ковшей; механизирован и автоматизирован процесс грануляции сплавов, повышена его безопасность, организована производства фракционирования феррохрома в крупных масштабах; внедрены в производство новые схемы автоматизации дозирования шихты, перепуска электродов, управления электрическим режимом печей. Занятость ручным трудом в настоящее время составляет в целом по заводу менее 20 %.

Заводскими исследователями совместно с учеными научно-исследовательских институтов выполнен значительный комплекс работ по использованию новых видов углеродистых восстановителей, оптимизации параметров электропечей. В разные годы были следованны и внедрены в производства нетрадиционные виды углеродистых восстановителей: полукокс из углей Черемховского месторождения, полукокс из углей Кузбасса, тощие и жирные угли, отходы графитизации электродов и пр.

Переход к рыночной экономики поставил завод, как и все функционирующие предприятия черной металлургии, в крайне сложные условия. Сырьевая база завода в Республике Казахстан, и к 1996 г. поставки кусковой хромовой руды, без которой невозможно производство высокоуглеродистого феррохрома прекратились. В связи с этим была разработана технология выплавки высоко-углеродистого феррохрома с использованием кусковой руды Сарановского месторождения, находящегося в Пермской области. Однако эти руды с небольшим содержанием оксида хрома (36-38 %) после обогащения и отношением хрома к железу 1,9-2,1 отличаются высоким содержанием фосфора и ни в коей мере не могут компенсировать отсутствие кусковых казахстанских руд. Использование их привело к резкому снижению качественных и технико-экономических показателей при выплавке феррохрома и невозможности конкурировать с казахстанскими производителей феррохрома. В результате были освоены кусковые хромитовые руды дальнего зарубежья для производства высокоуглеродистого ферро-хрома и мелкие классы руд для выплавки низкоуглеродистого и среднеуглеродистого феррохрома.

В последнее время с целью снижения влияния негативных факторов осуществлен ряд технических мероприятий: построен и эксплуатируется участок по переработке текущих шлаков высокоуглеродистого феррохрома и шлаков со шлакоотвала; оптимизируется состав восстановительных смесей для снижения содержания фосфора в феррохроме и улучшения техника- экономических показателей; модернизируются печные трансформа-торы в направлении улучшения электрических параметров с целью увеличения производительности электропечей. В производство внедрена технология внепечной дефосфорации ферросиликохрома; расширен сортамент производства в результате внедрения выплавки силикомарганца из марганцевой руды Казахстана; освоена выплавка ферросилиция марок ФС 45 и ФС 65 и фракционирования феррохрома в полном объеме; построен гараж-размораживатель; дорогостоящий и дефицитный термоантрацит заменен на антрацит, выполнена реконструкция электрокальцинаторов при производстве электродной массы для самообжигающихся электродов; исследовано возможность марганцевых руд российских месторождений для выплавки силикомарганца с пониженным содержанием фосфора.

Для дальнейшего улучшения экономических показателей производства ферросплавов коллектив работает по следующим направлениям; повышения эффективности переработки шлаков и шлакоотвала с получением высококачественного металлоконцентрата, увеличения извлечения металла из шлаков, а также доведения объема переработки шлака до 500 тыс. т. в год; совершенствование подготовки шихты для выплавки высоко-, низко- и среднеуглеро-дистого феррохрома; расширение сырьевой базы производства силикомарганца с вовлечением в производство марганцевых руд российских месторождений; совершенствования электрических и технологических режимов выплавки ферросплавов; повышение единичной мощности рудовосстановительных электропечей; строительство за тремя печами газоочистных сооружений мощностью 500 тыс. м3 / час и другие мероприятия.

Основные проблемы завода связаны с отсутствием в России сырьевой базы для производства хромистых и марганцевых сплавов и высокой стоимостью электроэнергии. Решения их лежит в плоскости освоения российских месторождений хромистых и марганцевых руд, строительство мощностей по их обогащению, жесткое регулирование и минимизации стоимости электроэнергии.

2.2 Челябинский электрометаллургический комбинат

С торжественного пуска в июле 1931 г. Челябинского ферросплавного завода начался отчет эпохи советской ферросплавной промышленности. К этому времени коллектив предприятия освоил производство углеродистого феррохрома и приступил к выплавке ферросилиция. В последующие десять лет готовой объем продукции возрос с 3 до 70 тыс. и включал всю существующую в тот период номенклатуру феррохрома, ферросилиция, кремния кристалличес-кого, ферровольфрама и ферромолибдена. В годы Великой Отечественной войны в результате ввода дополнительных мощностей, реконструкции агрегатов и благодаря самоотверженному труду рабочих удалось вдвое увеличить выпуск ферросплавов.

В послевоенные годы по генеральному плану реконструкции и развития завода были введены в действия специализированные цехи: в 1954 г. по производству – ферровольфрама, в 1955 г. по производству – ферромолибдена. В начале 60-х годов после включения состав завода электродного отделения предприятия было преобразовано в Челябинский металлургический комбинат (ЧЭМК). В 1961 г. вступил в строй специализированный цех по выплавке низкоуглеродистого феррохрома, а через три года по производству ферросилиция. В 1978 г. в цехе № 8 началось освоение технологии выплавки низкоуглеродистого феррохрома методом смешивания рудно–известкового расплава с ферросиликохромом. Наивысшим уровень готового выпуска ферросплавов – 700 тыс. тонн был достигнут в 1988 г. К середине 90-х годов в результате снижения общего уровня промышленного производства и распада СССР производства ферросплавов сократилось до 400 тыс.

За 75-летнию историю комбинат были решены многие задачи по разработке и освоению принципиально новых технологий выплавке ферросплавов и расширению их номенклатуры. В частности, был создан не имеющий аналогов способ получения ферровольфрама вычерпыванием сплава, освоен уникальный обжиг молибденового концентрата в вертикальных многоподовых печах, внедрены водная грануляция ферросплавов и вращение ванн ферросилициевых печей. Впервые в стране был построен цех обжига известняка во вращающихся печах с использованием извести для производства высших марок для углеродистого феррохрома. Комбинат первым освоил углеродотермическую и силикотермическую технологии производства всей номенклатуры силикокальция и подавляющего большинства лигатур на его основе.

В начале 90-х годов значительно снизился спрос на лигатуры и модификаторы, что объясняется переориентированием большинства металлургических заводов на выпуск дешевых рядовых сталей. В частности, только Кузнецкий металлургический комбинат к концу 80-х годов потреблял в год более 1000 тонн силикокальция с ванадием для производства рельсов высшей категории, а Нижнетагильский металлургический комбинат – почти 2000 тонн кальцийтитан-алюминиевой лигатуры. В последние два года спрос на ряд лигатур возрос. В связи с этим на комбинате активно осваивается программа производства малотоннажных ферросплавов: комплексных модификаторов с магнием и кальцием, лигатур на основе ферросилиция и силикокальция с барием, алюминием и титаном в различных композициях. Большие технические мероприятия проводятся для обеспечения выпуска фракционированных ферросплавов, модификаторов и лигатур практически любого класса крупности. Комбинат готов к производству специальных сплавов на основе хрома, проводится подготовка к выплавке ферросилико-алюминия с использованием высокозольных углей.

В настоящее время ЧЭМК продолжает ориентироваться на производства широкой номенклатуры сплавов и удовлетворения требований к качеству продукции, как отечественных потребителей, так и зарубежных партнеров.

С 1996 г. комбинат осваивает производство марганцевых сплавов, ранее не выпускающихся в России. Большая работа ведется с казахстанскими поставщиками руды, часть руды закупается в Австралии. После решения вопроса обеспечения сырьем комбинат планирует приступить к выплавке средне- и низкоуглеродистого малофосфористого ферромарганца. Наличие производственных мощностей рафинировочных печей позволило отработать и осуществить технологию комплексной переработки отходов и шлаков производства ферросиликомарганца. В настоящее время отвальные шлаки содержат до 4 % MnO, благодаря чему удалось повысить степень извлечения марганца по комбинату до 84 %. Ввод в эксплуатацию рукавных фильтров с комплексом переработки уловленной пыли поможет решить большинство экологических вопросов и улучшить технико-экономические показатели. Освоение производства ферросиликомарганца и высокоуглеродистого ферромарганца, имеющих пониженное содержание фосфора (менее 1%), позволило предприятию занять свою нишу на рынке марганцевых ферросплавов и успешно конкурировать с украинскими и казахстанскими производителями.

Начиная с 1994 г. ЧЭМК продолжает увеличивать выпуск ферросплавов, составивших в 2000 г. 520 тыс. тонн. Общий объем продукции за 75 лет составил около 23 млн. тонн ферросплавов, модификаторов и лигатур, в том числе 3700 ферросиликохрома; 540 силикокальция; 470 ферромолибдена; 440 ферровольфрама; 230 сплавов марганца; 45 модификаторов и лигатур, в с Mg, Al, V, Ti, Ni, РЗМ; 18 кристаллического кремния; 3 ферротитана.

Освоение новых сплавов позволило комбинату, с одной стороны, более гибко реагировать на запросы рынка, с другой – сохранить высокий уровень производства в условиях нестабильной работы смежных предприятий.

Ритмичное обеспечение сырьем и энергоносителями – основа успешного развития предприятия. Длительное время источником главного для комбината виды сырья были хромитовые руды Казахстана. Уникальное запасы Казахстана, высокое качество, отлаженные в системе плановой экономики хозяйственные связи не стимулировали геологических исследований по изысканию новых месторождений в других регионах страны. С разрывом этих связей хромитовые руды перешли в категорию остродефицитного сырья, и комбинат был вынужден изыскивать их альтернативные источники. Перспективы дальнейшего увеличения объема продукции и повышения ее рентабельности оказались непосредственно связанными с развитием местной сырьевой базы. В настоящее время в Челябинской области известно более сотни мелких проявлений хромитов, часть из них отрабатывалась с дореволюционного периода вплоть до 40-х годов, в 11 рудоносных массивах сосредоточенно более 125 месторождений. Общие прогнозные ресурсы хромовых руд на территории области превышают 190 млн. тонн, а ожидаемый выход в промышленную категорию С1 составляет 38 млн. тонн. Создание в 1995 г. на ЧЭМК отдела сырьевых ресурсов, впоследствии реорганизованного в производственно-сырьевое управление, позволило комбинату организовать работу по промышленному освоению запасов хромитовых и марганцевых руд Челябинской области. Возобновление в 1995 г. геологических работ обеспечило ежегодную добычу 60-70 тыс. местных хромитовых руд, что соответствует примерно четверти общей потребности ЧЭМК в хромитовых рудах.

Изменение сырьевой базы, сопровождающейся резким ухудшением качества руд, привело к переориентации производства на переработку бедного хроморудного сырья и освоению технологии выплавке марганцевых ферросплавов. Низкое содержание оксида хрома (15-25 %), специфика минералогического состава руд, увеличение 2,5-3 раза отношение фосфора к хрому потребовали серьезного изменения технологии и решения сложных организационных задач. Инженерный корпус комбината успешно справился с этим, и сейчас предприятие готово к использованию низкокачественному труднообогатимых хромовых руд. Начиная с 1996 г. на ЧЭМК переработано 325 тыс. тонн хромовых руд Уральского региона содержащих около 50 тыс. тонн хрома, что позволило сохранить уровень производства феррохрома. Эти меры в значительной степени способствовали ослаблению зависимости комбината от зарубежных поставщиков и стабилизировали экономическую ситуацию на горно-металлургических предприятиях области.

Наряду с освоением новых видов сырья и продукции на комбинате продолжают совершенствовать технологию получения традиционных сплавов – ферросилиция и феррохрома. Использование щепы, окатышей, брикетированных материалов, новых видов углеродистых восстановителей позволило в последние годы не только повысить технико-экономические показатели производства, но и в ряде случаев улучшить качество выпускаемой продукции.

На ЧЭМК эффективно функционирует корпоративная информационная система, включающая систему управление производством (АСУП) на уровне предприятия и система управления технологическими процессами на уровне цехов и отдельных агрегатов (АСУТП). Основной функционирования информационной системы является современная высокоскоростная вычислительная сеть, объединившая компьютеры основных цехов, лабораторий и отделов заводоуправления в единое информационное производство. Это позволяет отслеживать и прогнозировать движение материальных и финансовых ресурсов, качество сырья и продукции, вести документооборот от стадии отгрузки сырья на комбинат до сдачи готовой продукции потребителю. В системе АСУТП ферросплавных печей решаются задачи управления электрическим режимом и перепуском электродов в реальном времени оптимизируют распределение тепла в ванне печи, улучшает энергетический КПД установки, повышает производительность печи, уменьшает удельный расход электроэнергии. Автоматическое управление дозировкой обеспечивает оптимальное соотношение компонентов шихты, равномерную загрузку агрегата, расчет параметров для систем управления электрическим режимом. Разрабатывая и внедрения производство эти и многие другие наукоемкие направления, комбинат активно сотрудничает с научно-исследовательскими институтами и высшими учебными заведениями.

Переработка и утилизация отходов производства по-прежнему остается главнейшей задачей. Построенный в начале 30-х годов на далекой окраине небольшого города, комбинат оказался в центре мегаполиса, что выдвинуло проблемы защиты окружающей среды на первый план. Многие экологические вопросы давно и успешно решены, но некоторые, и весьма существенные, остались и требуют своего решения.

С 1967 г. на комбинате работает цех сепарации самораспадаю-щихся шлаков, в котором ежегодно извлекается и возвращается в производства до 15 тыс. тонн феррохрома. До распада СССР ежегодно реализовалось 340-360 тыс. тонн шлакового порошка в качестве мелиоранта для известкования кислых почв и около 100 тыс. тонн в литейное производство для быстротвердеющих стержневых смесей, часть шлака использовалось в строительной индустрии и стекольной промышленности. С разрушением хозяйственной системы и ликвидации централизованных фондов «Союзсельхозхимии» мелиорация кислых почв практически прекратилась. Спад производства и рост железнодорожных тарифов свели на нет потребление шлака литейщиками. Активная работа ведется по реализации шлака в строительной индустрии и дорожном строительстве, и некоторые сдвиги наметились, но наиболее перспективным и, главное, востребованным направлениям является рекультивация многочисленных техногенных выработок. С 1993 г. на комбинате работает цех по переработки неразлагающихся шлаков. Твердые шлаки текущего производства, а также материал шлакового отвала перерабатывается на строительный щебень с извлечением из него металла. Ежегодно цех производит и реализует около 90 тыс. тонн строительного щебня и песка, извлекается и возвращается в производства до 1,5 тыс. тонн хрома, т. е. около 5 % выпуска. Введенный в эксплуатацию в 2000 г. участок по изготовлению асфальтобетонных смесей позволил вовлечь в переработку шлаки текущего производства и обеспечить не только собственные, но и частично городские потребности в высококачественном асфальте.

Особое место в экологических проблемах комбината занимает Переработка шлакового отвала, занимающего 37 га, на которой находится около 18 млн. тонн материала. К решению этой сложнейшей проблеме привлекались многие организации, например южноафриканская фирма «Бэтман». Опытно промышленная эксплуатация отсадочной машины позволила проанализировать состав отвала и наметить пути его комплексной переработки. В ближайший план комбината строительство участка по переработке отвала с извлечением металла и превращением залежей отвала в экологический чистый материал, пригодный для рекультивации и дорожного строительства.

Практика эксплуатация цеха по очистке оборотной воды от систем мокрых газоочисток закрытых печей показало реальную возможность исключение попадание загрязненных стоков в реку Миасс. Оборот технической воды составляет более 97 %. По заключению «Уралэнергочермета», комбинат имеет один из лучших на металлургических предприятиях Уральской зоны показателей водного хозяйства. Ежегодно при работе 11 закрытых печей образуется около 30 тыс. тонн шлама. Основной проблемой его остается утилизация, определенные направления, в частности использования шлама в цементной промышленности уже проработаны, но доводка оборудования и организация широкомасштабной реализации требуют времени.

На комбинате особое внимание уделяется охране воздушного бассейна. Все плавильные и обжиговые печи оборудованы газоочистными сооружениями, над повышением эффективности которых ведется постоянная работа. В 2000 г. Введены в эксплуатацию рукавные фильтры в цехе № 5. В связи с организацией выплавки марганцевых сплавов строятся рукавные фильтры печами цеха №7. Совсем недавно, впервые в России, в цехах электродного производства внедрен католический дожиг смолистых веществ, образующихся в результате обжига электродов. Это позволило значительно сократить выбросы внедренных веществ в атмосферу города.

2.3 Ключевской завод ферросплавов

Ключевской завод ферросплавов расположен в поселке Двуреченск Свердловской области, Основан на базе Ключевской хромообогатительной фабрики.