Ольга Фомина
Усиливающийся дефицит металлолома в Украине стимулирует поиск альтернативных путей его восполнения. Замена лома другим видом сырья, в частности, восстановленным/горячебрикетированным железом (HBI/DRI) – один из наиболее перспективных методов, используемый во всем мире. В Украине данная технология пока не особо востребована. Но вполне возможно, что со временем ее актуальность возрастет.
Перспективная технология
Промышленное производство железа непосредственно из руды (минуя доменный процесс с использованием кокса) появилось в 70-е годы ХХ века. Первоначально установки прямого восстановления железа имели низкую производительность, а конечный продукт – относительно много примесей. Ситуация значительно изменилась в 80-е годы, когда в горно-металлургическом комплексе начали широко использовать природный газ, идеально подошедший для прямого восстановления железной руды. Тогда же в данном процессе стали использовать и продукты газификации углей (в т.ч. бурых), попутного газа нефтедобычи и другого топлива-восстановителя. Технология прямого восстановления железа начала широко применяться во всем мире.
Последний скачок в производстве восстановленного железа (Direct Reduced Iron, DRI), который длится по сегодняшний день, произошел в 90-е годы. Тогда определенные технологические изменения позволили значительно снизить капитало- и энергоемкость различных процессов прямого восстановления железа, сделав его еще более доступным.
В настоящее время мы имеем возможность получать металлизированное сырье с содержанием 85-95% железа из железорудного концентрата или окатышей. Данный продукт пригоден для непосредственного использования в конвертерах и электропечах. Суть же самой технологии заключается в определенной реакции железорудного сырья, загружаемого в специальные установки, на газ-восстановитель, в результате чего содержащееся в сырье железо переходит в металлическую форму. Как правило, восстановленное железо в виде окатышей используют тут же для выплавки стали, так как DRI быстро окисляется, а при попадании на него воды может и самовоспламениться. Именно поэтому заводы по выпуску металлизированного сырья обычно строятся в непосредственной близости к металлургическим предприятиям. Для удобной перевозки, хранения и использования железа прямого восстановления была разработана его так называемая горячебрикетированная форма – HBI (Hot Briquetted Iron), которая отправляется преимущественно на экспорт (до 80% мирового производства).
Преимущества этой технологии очевидны, она позволяет исключить «дорогой» доменный передел, тем самым уменьшив сырьевые и энергетические расходы, а также снизив экологическую нагрузку. При этом, по сравнению с чугуном или металлоломом восстановленное железо считается более качественным сырьем. В нем содержится меньше таких примесей, как сера и фосфор, попадающих в чугун из коксующегося угля, а также цветных металлов, содержащихся в металлоломе. Как следствие использование DRI при выплавке стали позволяет производить наиболее качественный, экономически выгодный (с относительно низкой энергоемкостью) и экологически чистый металл (по сравнению с доменным процессом), пригодный для удовлетворения требований самых высокотехнологичных отраслей машиностроения.
Однако существуют и «подводные камни», иначе весь мир бы давно полностью перешел на DRI. Главной проблемой прямого восстановления железа является то, что в качестве восстановителя используется дорогостоящий природный газ в больших объемах (до 400 куб. м на 1 тонну DRI). Из-за этого конечная стоимость восстановленного железа значительно превышает стоимость металлолома или товарного чугуна. А при использовании другого восстановителя качество конечного продукта страдает. Ну и, как было отмечено ранее, в отличие от руды и лома, DRI капризно к условиям хранения и транспортировки.
Мировые тенденции
«Благодаря» существенным недостаткам технологии роль DRI в мировой металлургии пока относительно мала. Так, по данным World Steel Association (WSA), в прошлом году в мире было произведено всего 55,4 млн. т данного продукта, что позволило выплавить из восстановленного железа менее 4% всей производимой в мире стали.
Основное производство восстановленного железа сосредоточено в странах, располагающих большими запасами нефти (т.е. попутного газа), природного газа и железной руды, а также ограниченных в ресурсах металлолома (т.е. в странах Латинской Америки и Ближнего Востока). Лидирующие позиции удерживает Индия, где в 2012 году было произведено 19,8 млн. т данного продукта. «Подстегивает» внутренний спрос на DRI в стране активно развивающаяся металлургическая отрасль, в которой растет доля электросталеплавильных мощностей. При этом, в Индии относительно малые запасы собственного черного лома и коксующихся углей, зато есть значительные резервы высококачественной руды и природного газа (в западной части страны). Совокупность перечисленных факторов привела к значительному отрыву Индии по объемам производства восстановленного железа от других стран – производителей данного продукта, таких как Иран, Венесуэла, Мексика, Саудовская Аравия.
Среди стран СНГ лидером по производству железа прямого восстановления является Россия, которая, так же как и Индия, обладает значительными преимуществами в производстве DRI: у нее есть доступ к относительно дешевым огромным запасам природного газа, качественной железной руды и электроэнергии. В России уже несколько лет на Лебединском ГОКе и Оскольском электрометаллургическом комбинате (оба входят в группу «Металлоинвест») производится восстановленное железо. Причем, Оскольский меткомбинат стал первым среди стран СНГ, где в 1983 году была запущена данная технология.
Украинский рынок
В Украине сегодня, в первую очередь, из-за дороговизны природного газа отсутствуют мощности по производству DRI. Однако, начиная с первой половины 2000-х годов, восстановленное железо начали достаточно активно импортировать из России. Его использовали в качестве заменителя металлолома на предприятиях, оснащенных мартеновскими печами: ММК им. Ильича, «Азовсталь», Алчевский ГОК. А с 2008 года горячебрикетированное железо приобретался и для метзавода с электросталеплавильным производством, известного сегодня под названием ДЭМЗ.
Объем импорта восстановленного железа достигал тогда 500 тыс. т в год, поэтому украинские предприятия стали задумываться о налаживании собственного производства данного продукта. Так, еще в 2005 году был готов бизнес-план строительства завода DRI ежегодной мощностью 3 млн. т на базе Полтавского ГОКа. А в 2007 году появился проект создания установок прямого восстановления железа на Северном и Центральном ГОКах (по одной на каждом).
Тогда же австрийская Hares Engineering Company, входящая в Hares Group, приобрела у японской Kobe Steel лицензию на применение технологии ITmk3 (популярной технологии получения восстановленного железа) в Украине. И продвинулась в данном вопросе дальше всех: еще до объединения активов «Метинвеста» и «Смарт-Холдинга» Kobe Steel и Hares подписали предварительную договоренность о намерении построить на базе Ингулецкого ГОКа завод по производству DRI производительностью 0,5 млн. т в год с бюджетом не менее $300 млн.
Однако в связи с резким подорожанием природного газа в Украине ни один из проектов так и не был воплощен в жизнь. К тому же, в связи с выводом из строя мартенов на украинских метпредприятиях, импорт восстановленного железа также значительно сократился: в 2010 году он составил 346,5 тыс. т, а в 2012-м – уже 259,7 тыс. т (тогда как в 2008 году импорт восстановленного железа достиг 530 тыс. т). А с ним упал и интерес украинцев к технологиям прямого восстановления железа.
Тем не менее, предпосылки к изменению текущей ситуации уже в скором будущем очевидны. Нарастающий дефицит металлолома в Украине, усугубляющийся созданием новых электрометаллургических мощностей, потребляющих металлолом высокого качества, вынудит металлургов либо увеличивать объемы импортируемого восстановленного железа в качестве заменителя дефицитного металлолома, цены на который по прогнозам экспертов неминуемо будут расти, либо реанимировать проекты собственного производства DRI.
Поставки восстановленного железа из России могут значительно возрасти при снижении его стоимости. А это вполне возможно в ближайшем будущем, учитывая планы российских компании по увеличению объемов производства DRI. В частности, «Металлоинвест» планирует осуществить в 2013 году модернизацию установки прямого восстановления железа на Оскольском меткомбинате, а на Лебединском ГОКе в 2015 году ввести в строй второй модуль. Также рассматривается вопрос производства восстановленного железа на Михайловском ГОКе. Данной технологией заинтересовались и другие российские компании.
Возможно, и украинским промышленникам стоит перенять опыт России по вопросу DRI. Тем более, что для воплощения в жизнь новых технологий по восстановлению железа условия складываются как нельзя лучше. Известно, что в прошлом году украинское правительство заключило соглашение с Китаем о приобретении технологий газификации угля, которая применима к низкокачественным бурым углям, запасы которых в Украине достаточно велики. Таким образом, освоение технологии производства железа прямого восстановления с использованием вместо дорогостоящего природного газа более дешевых газифицированных бурых углей – хорошая перспектива. Несмотря на то, что на выходе получается не слишком высококачественный продукт, он, тем не менее, сможет стать достаточно эффективным заменителем металлолома.
Кроме того, можно вспомнить и о возможности производства DRI на базе Криворожского горно-обогатительного комбината окисленных руд, который начал строиться еще в советское время, но так и не был сдан в эксплуатацию из-за разногласий между странами-правопреемниками (Украина, Румыния, Словакия). А ведь здесь в разработанной еще в 2005 году концепции завершения строительства предприятия указывалось на целесообразность расширения технологического цикла путем выпуска восстановленного железа. Правда, для этого надо сначала решить вопрос по КГОКОРу по существу, а это не так просто.
