»нновации в металлургии: как Ђцифраї предотвращает Ђусталость металлаї

»нновации в металлургии: как Ђцифраї предотвращает Ђусталость металлаї

Ёкологи€, имидж или производительность Ц что побуждает сталеваров внедр€ть новые технологии?

Ётот материал также доступен на украинском
»нновации в металлургии: как Ђцифраї предотвращает Ђусталость металлаї
‘ото: ”Ќ≤јЌ

Mind.ua в партнерстве с платформой открытых инноваций Re:actor и компанией KPMG в ”краине готовит первый в стране »ндекс инновационности украинского бизнеса. ћы хотим пон€ть, насколько мощные отрасли экономики готовы к вызовам будущего, какие инновации внедр€ют крупнейшие игроки и куда движетс€ рынок. –езультаты оценки компаний будут озвучены 10 окт€бр€ на конференции Tech Fusion 2019 и опубликованы на Mind.

ћы уже писали, что происходит, когда один из самых консервативных секторов – агро – объедин€ет свои усили€ с высокими технологи€ми, какие изменени€ претерпит банковска€ сфера с приходом в нее новейших технологических разработок, как инновации вли€ют на телеком-сегмент и насколько инновационной €вл€етс€ строительна€ отрасль. “еперь предлагаем остановитьс€ на том, как технологический прогресс мен€ет «правила игры» дл€ металлургов.

ћеталлурги€, наравне с агросектором и топливно-энергетическим комплексом – одна из самых консервативных отраслей экономики. ѕоэтому инновации здесь ввод€тс€ только точечно и направлены они в основном на совершенствование классических процессов производства.

„то нового в мире?

ѕроизводство металла не претерпело принципиальных изменений с тех пор, как человечество его изобрело несколько тыс€ч лет назад. ќбогащение руды – выплавка чугуна в доменных печах – производство металла в мартенах или конвертерах – литье заготовок на специальных прокатных станах – производство металлургической продукции из заготовок.  аждый из этих этапов энергоемкий, вреден дл€ окружающей среды и опасен дл€ работников соответствующих предпри€тий.

¬ прогрессивных металлургических кругах уже давно обсуждают принципиально новую технологию, а именно – производство железорудного сырь€ и, собственно, металла с помощью водорода.  ое-где эту технологию уже примен€ют при обогащении руды, но вводить ее на комбинатах не спешат из-за чрезмерной дороговизны. » так будет еще лет 25–30.

≈ще в 50-х годах прошлого века развитые страны заменили старые мартеновских печи на более прогрессивные и экологичные конвертеры.   сожалению, эта тенденци€ не стала доминирующей в ”краине – почти все отечественные метзаводы работают одновременно как на тех, так и на других. » избавл€тьс€ от мартенов в ближайшее врем€ не планируют.

—огласно рейтингу производства стали, который составл€ет ¬семирна€ ассоциаци€ производителей стали (Worldsteel), абсолютным лидером €вл€етс€  итай: он за август текущего года выплавил 87,2 млн тонн этого металла. ¬се остальные страны даже не приближаютс€ к  Ќ–. »нди€, занимающа€ второе место, произвела 9,3 млн тонн; —Ўј (4-е место) – 7,5 млн тонн; –осси€ (6-е место) – 5,9 млн тонн. ¬ рейтинг включены 64 страны – основные мировые производители этой продукции.

ѕрижились ли инновации в украинской металлургии?

”краина подн€лась на 11-е место в рейтинге Worldsteel с показателем в 1,9 млн тонн выплавленной стали. «десь стоит отметить, что до 2014 года отечественные металлурги входили в первую дес€тку списка, а за годы войны на ƒонбассе скатились аж на 13-е место и только в августе 2019-го несколько улучшили свои позиции.

¬месте с тем экспорт черных металлов из ”краины обеспечивает более 20% валютной выручки, или почти $10 млрд в год. Ќо за восемь мес€цев нынешнего года страна снизила экспорт на 10% из-за плохой конъюнктуры на мировых рынках металла. ÷ены на прокат и металлургическую продукцию снижаютс€, заводы тер€ют рентабельность. ¬ыходом из этой ситуации €вл€етс€ именно внедрение инноваций и модернизаци€, которые уменьшают себестоимость продукции.

ѕри этом по-насто€щему современный метзавод в ”краине только один – «»нтерпайп —таль». ќн был построен с нул€ в 2012 году, стоимость строительства составила $700 млн. Ќа заводе работают исключительно электродуговые печи, а основное сырье – металлолом. ¬се процессы максимально автоматизированы, управл€ютс€ и контролируютс€ с помощью MES-системы, программного обеспечени€ италь€нской компании Danieli, которое позвол€ет оптимизировать процесс производства и трудозатраты.

¬се остальные украинские металлургические заводы ввод€т инновации в трех направлени€х:

  • устанавливают новое современное оборудование;
  • модернизируют старое с об€зательным введением новых экологических систем и совершенствуют производственные процессы, чтобы увеличить сортамент продукции;
  • внедр€ют цифровые технологии на всех этапах производства.

≤нновац≥њ в металург≥њ: €к Ђцифраї запоб≥гаЇ Ђвтом≥ металуї

Ћитейный цех
‘ото: ”Ќ≤јЌ

—колько  стоит модернизаци€?

¬се украинские предпри€ти€, провод€ реконструкцию, отчитываютс€ и об экологических улучшени€х, поскольку поставл€ют свою продукцию на западные рынки. Ёкосоставл€юща€ дл€ экспорта очень важна: за выбросы приходитс€ платить экологический налог, поэтому чем меньше выбросов – тем меньше себестоимость. ј в отношени€х с зарубежными партнерами это еще и имиджевый вопрос.

¬ этом году комбинат им. »льича (ћариуполь) запустил новую машину непрерывного лить€ заготовок є4 (ћЌЋ« є4), стоимость проекта составила $150 млн. ¬ определенном смысле эта новаци€ стала «шагом на опережение»: фильтры, установленные в цехе, улавливают производственную пыль в четыре раза активнее, чем требует украинское законодательство. Ёто важный аспект, ведь ћариуполь – один из самых гр€зных городов ”краины. ¬ комплекс также входит установка внепечной обработки стали, котора€ позвол€ет сделать почти любую марку этого металла, в том числе и дл€ производства труб.

«ArcelorMittal  ривой –ог» до конца года планирует достроить две машины непрерывного лить€ – є2 и є3. ј пока запустил гор€чее опробование реконструированного мелкосортного стана-250-4. ћощность станы возрастет с 800 000 до 1,04 млн тонн в год, а выбросы сниз€тс€ на 131 тонну. —тоимость реконструкции составила $50 млн. ¬ общем в ближайшие п€ть лет ArcelorMittal планирует направить на развитие производства $1,8 млрд. —реди главных проектов – строительство фабрики окатышей. ќна позволит отказатьс€ от устаревшего производства агломерата и уменьшит опасные выбросы на 50–55%.

««апорожсталь» провела модернизацию газоочистных систем агломашин є1–6 стоимостью 1,2 млрд грн,  в результате  выбросы пыли снизились на 90%, а оксидов серы – на 50%. Ќа каждой машине установлен датчик контрол€ выбросов и система онлайн-мониторинга, благодар€ которым есть возможность оперативно управл€ть процессом очистки. “акже на заводе реализована интеллектуальна€ модель доменной печи с применением технологии лазерного сканировани€ сегментов и крупноузловой сборки агрегатов. Ќовую печь построили за восемь мес€цев вместо «стандартных» двух лет, а выбросы пыли из нее составл€ют лишь 20 мг на кубометр.

–еконструкцию с установкой современного оборудовани€ провели и на комбинате «јзовсталь»: доменна€ печь-3, система газоочистки установки печь-ковш-1,2; система пароудалени€ ћЌЋ«-5. ¬ ƒонецкой области действует экологическа€ программа областной госадминистрации, котора€ следит за ее выполнением.

—егодн€ металлургические предпри€ти€ вынуждены быстро реагировать на изменени€ конъюнктуры рынка. ѕоэтому, кроме решени€ экологических задач, реконструкци€ и модернизаци€ оборудовани€ позвол€ют оптимизировать затраты на производство продукции и ввести выпуск новых видов.

Ќапример, «јзовсталь» ради этого провела замену корпуса конвертера, построила установку дл€ пыле-угольного топлива, реконструировала миксерное и дробильное отделени€ в конвертерном цехе.

ѕочти 3 млн грн вложил в капитальный ремонт конвертера є1 ƒнепровский металлургический комбинат ( аменское, ƒнепропетровска€ область). √лавна€ задача – увеличение срока эксплуатации. “акже этой осенью в прокатном цехе началось освоение нового процесса – слиттинга (Slitting). Ёта технологи€ позвол€ет интенсифицировать выпуск продукции, снизить затраты энергии на 10–30%, снизить расход металла и на 25% повысить производительность прокатного стана.

 ак и где машины конкурируют с людьми?

Ќаиболее интересные инновации на метзаводах – внедрение цифровых продуктов, которые максимально сокращают вли€ние человеческого фактора. “ак, на ««апорожстали» финансова€ дирекци€ вместе с ≤“-службой комбината разработали универсальную платформу обработки документации: к информационной системе комбината подключили высокоскоростные потоковые сканеры в комплексе с программным продуктом ABBYY FlexiCapture. ѕоэтому вс€ текстова€ и графическа€ информаци€ «оцифровываетс€» в автоматизированном режиме, что значительно уменьшает риск ошибок по сравнению с вводом данных вручную. «атраты на обработку документов сократились на 50%, а скорость ввода данных в информационную систему выросла в 5–10 раз.

“акже на ««апорожстали» запустили систему «ћобильный светофор» – дл€ оперативного мониторинга производственных процессов. ¬ цехе гор€чей прокатки тонкого листа в пилотном режиме установлено 2000 датчиков, с которых можно считать 130 000 параметров работы оборудовани€. ѕрограмма дает возможность оперативно принимать решени€ о своевременном выполнении необходимых ремонтных работ. ”читываетс€ процент изношенности, периодичность замены деталей, срок эксплуатации, скорость развити€ дефекта и т. п. ѕринцип работы системы предусматривает сбор и занесение в единую электронную базу данных о состо€нии оборудовани€ во всех цехах.

≈сли раньше рабочие сначала проводили осмотр оборудовани€, а затем вносили сведени€ в систему через персональный компьютер, то с мобильным управлением (в рамках проекта «ћобильный светофор») информаци€ передаетс€ непосредственно при осмотре. ѕри подтверждении ожидаемого эффекта проект планируетс€ реализовать и в других производственных цехах комбината – агломерационном, доменном, мартеновскими, обжимном и ÷’ѕ є1.

ѕримерно така€ же система работает на заводе «»нтерпайп —таль» с 2016 года. Ёто модуль Smart.EAM – дл€ технического обслуживани€ и ремонта оборудовани€. ≈го разработчик – украинска€ компани€ IT-Enterprise. ¬ систему внесена вс€ информаци€ об основном оборудовании завода, включа€ чертежи.  аждый крупный агрегат расписан до мельчайших деталей. —осто€ние важных узлов регул€рно мониторитс€ с помощью контроллеров и датчиков.

—истема накапливает информацию о состо€нии каждого узла, просто€х оборудовани€, замечани€х персонала, анализирует их и прогнозирует, когда деталь выйдет из стро€. Ёто позвол€ет быстро заменить проблемные детали и не допустить просто€ оборудовани€ или же не тратить деньги на замену, если деталь не изношена и функционирует в нормальном режиме.

ћодуль Smart.EAM помогает не только в обслуживании оборудовани€, но и в планировании закупки “ћ÷. ¬ частности, с его помощью созданы карты ремонтов каждого узла, и специалист может определить, что и когда мен€ть. ¬ результате количество аварий на производстве снизилась с 2% до 0,3%, а объем бракованной продукции при аварийной остановке оборудовани€ уменьшилс€ в семь раз. «апасы деталей на складе снизились на 10%, а обща€ эффективность работы оборудовани€ выросла на 10–15%.

—егодн€ «»нтерпайп» внедр€ет еще одну систему – Smart. Factory – проект сквозного отслеживани€ и планировани€ производства. Ёто важно, если завод производит сначала заготовку, а затем и продукцию из различных марок стали. —истема строитс€ на основе технологии промышленного интернета вещей (≤о“) – информаци€ о каждом продукте (например, номер плавки, марка стали, номер заказа и т. д.) хранитс€ в единой базе данных.

ѕеред отгрузкой на каждую заготовку прикрепл€ют специальную бирку с QR-кодом, и специалисты таким образом ведут учет на складе. ѕри поставке заготовки в цеха QR-код сканируетс€ и автоматически загружаетс€ в систему управлени€ оборудованием, затем формируютс€ производственные задачи. √отова€ продукци€ отгружаетс€ также с биркой с QR-кодом, и клиент при сканировании может видеть онлайн всю информацию.

«»нтерпайп» испытывает эту систему при производстве труб, но ее можно приспособить к любому предпри€тию. » веро€тно, в ближайшее врем€ такие модули по€в€тс€ и на других металлургических заводах.

—ледите за актуальными новост€ми бизнеса и экономики в наших Telegram-каналах Mind.Live и Mind.UA, а также Viber-чате