4.2 Производство феррохрома в Казахстане

Хромовая промышленность Казахстана представлена предприятиями по производству ферросплавов – Актюбинским (АктЗФ) и Аксуским (АксЗФ) заводами ферросплавов, входящими в состав АО «Транснациональная компания «Казхром». Суммарная номинальная мощность трансформаторов составляет 1023 МВА, в том числе на Аксуском заводе 802 МВА, на Актюбинском 221 МВА. Указанные ферросплавные заводы ориентированы на выпуск ферросилиция и феррохрома, поскольку страна располагает одним из крупнейших в мире месторождений руд хрома (хромитов). В последние годы на Аксуском заводе освоена выплавка ферросиликомарганца с использованием марганцевых руд месторождений Казахстана (табл. 4.4).

ТНК «Казхром» - крупнейшее предприятие в Казахстане и одно из крупнейших в мире по производству ферросплавов. Номенклатура продукции компании включает ферросплавы (феррохром, ферросиликохром, ферросилиций, ферросиликомарганец), а также хромовые и марганцевые руды и металлический хром. В состав компании входят два предприятия, осуществляющих производство ферросплавов – Аксуский и Актюбинский заводы ферросплавов, горнорудное предприятие Донской ГОК, осуществляющее добычу и обогащение хромовой руды, а также Рудуправление Казмарганец, осуществляющее добычу марганцевой руды.

Таблица 4.4 – Производственные показатели ТНК «Казхром»

Филиал, продукция	2004	2005	2006	2007
АктЗФ
Феррохром, всего
в т.ч. высокоуглеродистый	265	282	281	304
среднеуглеродистый	40	38	42	37
низкоуглеродистый	33	34	35	33
Ферросилиций ФС15г	1	1	1	1
Всего	339	355	360	375
АксЗФ
Феррохром высокоуглеродистый	622	674	682	782
Ферросиликохром	91	86	103	126
Ферросилиций	61	61	50	34
Ферросиликомарганец	137	155	203	154
Всего	911	975	1 036	1 096
Всего ферросплавов по компании	1 249	1 330	1 396	1 470

4.2.1 Актюбинский завод ферросплавов

Актюбинский завод ферросплавов – филиал АО «ТНК «Казхром» - первенец черной металлургии Казахстана. Номенклатура производимой на Актюбинском заводе продукции включает высоко-, средне- и низкоуглеродистый феррохром, ферросиликохром, металлический хром, металлоконцентрат высокоуглеродистого феррохрома, гранулированный ферросилиций. Помимо этого на Актюбинском заводе освоен выпуск жидкого стекла, хроморудных брикетов, силикатного кирпича, огнеупорных изделий из шлака феррохрома. В настоящее время производственная структура Актюбинского завода включает 3 плавильных цеха, конверторное отделение, цех по переработке шлаков, участок обжига известняка, участки по производству кислорода, азота, углекислоты, жидкого стекла и другие производственные и непроизводственные подразделения. В таблице 4.5 приведены технические характеристики ферросплавных печей Актюбинского завода ферросплавов. В 2005году на Актюбинском заводе было произведено 355 тыс. тонн ферросплавов и переработано 660 тыс. тонн шлаков высокоуглеродистого феррохрома, в том числе 300,0 тыс. тонн от текущего производства и 360 тыс. тонн – от разработки шлакового отвала (табл. 5.4).

По плану третьей пятилетки, из-за дефицита легированных сталей в стране (тогда — СССР), было намечено расширить мощности по производству ферросплавов. На базе нового месторождения богатой хромовой руды в Западном Казахстане (содержание оксида хрома составляло 50-55%) было принято решение построить несколько ферросплавных заводов в Уральском регионе, а один завод поблизости от сырьевой базы — в г. Актюбинске.

17 ноября 1939 года Техническим Советом Наркомата черной металлургии СССР было утверждено проектное задание на строительство Актюбинского завода ферросплавов и ТЭЦ. В начале 1940 года приступили к строительству завода.

По проекту института «Гипросталь» в середине 1940 года началось строительство временных сооружений и зданий основных и вспомогательных цехов завода, а в январе 1941 года приступили к возведению фундаментов под первый и второй плавильные цеха.

Война с первых же дней наложила глубокий отпечаток на весь ход строительства завода и на образ жизни каждого человека. Работа по возведению первого плавильного цеха велась круглосуточно, темпы строительства возросли, и 18 января 1943 года был растоплен первый котел и пущен турбогенератор. ТЭЦ завода дала промышленный ток и 20 января 1943 года на печи № 1 были получены первые тонны металла.

Проектом предусматривалось организовать на Актюбинском заводе производство всех видов и марок феррохрома. Для этого был запроектирован специальный, опытный плавильный цех как экспериментальная база по освоению выплавки феррохрома из донских руд. Рядом с первым и вторым цехами сразу же был заложен фундамент для третьего, опытного цеха.

В апреле месяце 1944 года был пущен второй плавильный цех. Страна стала получать дополнительно тысячи тонн феррохрома. Второй плавильный цех был предназначен для производства рафинированного феррохрома. Но пока в первом цехе осваивали нужный для этого сплава полуфабрикат - ферросиликохром, второй цех впервые в практике ферросплавной промышленности начал плавить углеродистый феррохром в малых электропечах.

После окончания войны восстановление народного хозяйства потребовало резкого увеличения не только выпуска чугуна и стали, но и ферросплавов. Поэтому на заводе ускоренными темпами решались новые задачи по увеличению выпуска новой продукции - феррохрома.

Актюбинский завод ферросплавов в те годы являлся одним из наиболее передовых по оснащенности предприятий этой отрасли промышленности, на нём были установлены первоклассные отечественные печи. Высота рабочей площадки и расстояние между печами позволили ввести ряд усовершенствований для улучшения условий труда плавильщиков. Завод был хорошо спланирован и, несмотря на тяжелое военное время, все здания строились капитально. Проектировщики учли все лучшее, чем располагала на тот период отечественная и зарубежная ферросплавная промышленность.

На первых порах трудностей было немало, особенно в освоении технологии выплавки феррохрома из Кемпирсайских хромовых руд, самых богатых в мире по содержанию хрома.

Важную роль в борьбе за передовую технологию и высокую производственную культуры сыграло то, что в своей работе металлурги стремились полнее использовать достижения современной науки и техники. Они установили тесную связь с научными учреждениями. В 1948 году был заключен договор о содружестве с Центральным научно-исследовательским институтом металлургии имени Бардина (ЦНИИЧермет). Коллектив завода в творческом содружестве с Институтом металлургии и обогащения Академии наук Казахской ССР, а также с другими научно-исследовательскими институтами страны в 1948 году за полгода освоил выплавку безуглеродистого феррохрома. Это явилось большой победой коллектива, в предельно короткий срок освоившего производство самой высококачественной марки феррохрома. На Челябинском ферросплавном заводе на это потребовалось два с лишним года.

В целом, завод стал работать рентабельно и увеличил производство металла в несколько раз. В 1951 году с пуском цеха №3 завод наладил выпуск нового вида продукции - ферротитана, получаемого алюминотермическим способом.

В 1958 году на заводе вступило в строй конвертерное отделение, и впервые в Советском Союзе была освоена технология получения феррохрома с использованием кислородного дутья без последующего рафинирования его в электропечи. В результате электропечь, в которой ранее завершалась конечная стадия производства этого сплава, теперь оказалась высвобожденной и с начала 1963 года была переведена на выплавку более высокой марки феррохрома. По опыту передовых металлургов страны успешно внедряется более прогрессивный метод кислородного дутья в конвертерах сверху. Не уступая по технологическим показателям продувке снизу, этот метод позволил намного удлинить срок службы футеровки конвертера и фурмы.

В мае 1960 года на заводе введено в действие вакуум-термическое отделение цеха №3. Завод приступил к освоению совершенно новой технологии получения высококачественного, безуглеродистого феррохрома из углеродистого сплава за счёт его вакуумирования в твердом состоянии. Был получен феррохром с содержанием углерода 0,03 %, а затем и феррохром с содержанием углерода всего 0,01 %. В дальнейшем, в вакуум-термическом отделении цеха на этом же оборудовании была разработана и внедрена технология получения азотированного безуглеродистого феррохрома с азотом до 6-8 % и более. Металлурги выдержали еще один серьезный экзамен на высокую техническую зрелость, явившись пионерами в производстве феррохрома высокой чистоты и качества. Актюбинский завод ферросплавов стал предприятием, производящим все марки феррохрома.

Большие сдвиги произошли в области автоматизации и механизации трудоемких работ. На автоматическое регулирование режима плавки были переведены электропечи цеха №1. На печах, выплавляющих кремнистые сплавы, установлены машины, механизирующие завалку шихты. В 1967 г. — в цехе обжига извести пущена печь №5, работающая на природном газе в комплексе с печью №27 цеха №2. Электропечь №27 была первой рафинировочной печью с трансформатором мощностью 7000 КВА. Начался новый период увеличения мощности печей.

В 1970-1980 гг. – продолжается совершенствование технологии производства ферросплавов и проводится реконструкция эксплуатируемых агрегатов с увеличением мощности печей и одновременным улучшением условий труда металлургов.

В последующие 80-е годы продолжается модернизация основного оборудования. Все плавильные печи второго цеха из стационарных переделываются на наклоняющиеся, соответственно видоизменяется технология производства; строятся новые газоочистные сооружения.

С 1988 года в связи с сокращением потребности в ферротитане, в плавильном цехе №3 освоено производство высокоэффективных комплексных модификаторов для чугуна и стали, содержащих кремний и магний.

В 1991 году завершено строительство 1-ой очереди цеха по переработке шлаков с извлечением металла методом магнитной сепарации. Сегодня - это современное производство, позволяющее полностью переработать все шлаки от производства высокоуглеродистого феррохрома и половину шлаков от производства низко-среднеуглеродистого феррохрома, для чего в цехе №2 внедрена технология получения стабилизированных, неразлагающихся шлаков.

В 1992 году построена печь для выплавки карбида кальция, а в 1993 году на печи №39 цеха №3 освоена технология по переплаву металлоотходов от производства феррохрома, извлекаемых в цехе сепарации шлаков, с получением высокоуглеродистого феррохрома.

В мае 1995 г. по Постановлению правительства РК «Об индивидуальном порядке приватизации предприятий хромовой отрасли» завод в числе других вошел в состав ТНК «Казхром».

В 1997 году завершено строительство высокоэффективных газоочистных сооружений всех плавильных печей, начатое в 1977 году.

В 1998 году освоено производство металлического хрома в плавильном цехе №3, а в 2000 году, на базе восстановленной центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ), начато производство методом диспергирования ферросилиция марки ФС15г, используемого в качестве утяжелителя при обогащении руды в тяжёлых средах на Донском ГОКе и других горно-обогатительных предприятиях Казахстана. Производство ферросилиция марки ФС15г на заводе позволило отказаться от импорта этого сплава из России и Украины.

На предприятии ведется планомерная работа по организации безотходного производства. К настоящему времени проведены горно-геологические исследования техногенных отходов от прошлых лет работы, утверждены запасы, получена лицензия и заключён контракт с Правительством на переработку шлаков. Одновременно шла реконструкция комплексов и оборудования с увеличением мощности для переработки, как шлаков текущего производства, так и шлаков с отвала. Построен и пущен в эксплуатацию новый комплекс с современным оборудованием, запущена установка обогащения шлака отсадочного действия (типа МОД). Теперь действующее оборудование полностью обеспечивает переработку всех текущих шлаков от производства высокоуглеродистого феррохрома и до 600 тыс. т/год техногенных шлаков.

С целью максимального извлечения восстановленного металла из рассыпающихся шлаков от производства рафинированного, низко- и среднеуглеродистого феррохрома начато проектирование современного комплекса по переработке всех таких шлаков.

Для полной утилизации других отходов, кроме основной металлургической продукции с 1995 по 2000 годы освоен выпуск жидкого стекла, силикатного кирпича, хроморудных брикетов, огнеупорных изделий из шлака феррохромового производства.

В 2000 году для устойчивого обеспечения завода электроэнергией приобретено в собственность энергопредприятие - АО «Актурбо» мощностью 100 МВт. Дополнительно к этому введена в работу паровая турбина мощностью (37-40 МВт). В итоге, проблема энергообеспечения завода электроэнергией собственной выработки решилась на 80%.

С приобретением в собственность рутил-циркон-ильменитового месторождения Шокаш, расположенного в 110 км от г. Актобе, организуется производство новых продуктов: рутила, циркона, рутилсодержащего богатого шлака, ферротитана.

В 2002 году в цехе №3 восстановлена вакуумтермическая печь по производству азотированного феррохрома, вновь востребованного на рынке производства нержавеющих сталей в связи с использованием азота, как эффективного заменителя никеля. Кроме того, этот агрегат позволяет получать очень ценный огнеупорный продукт — карбид кремния, используемый для футеровки выпускных желобов доменных печей. Выплавлена опытная партия металлического хрома с содержанием азота 0,01-0,02%.

В 2002 году инвестиции в реконструкцию производства и на приобретение нового оборудования составили более 1905 млн. тенге. Всего же с 1998 по 2002 год в развитие производства инвестировано 6606,5 млн. тенге.

С 1996 года при поддержке областной администрации и завода в Актюбинском университете на инженерно-техническом факультете началась подготовка инженеров по специальности «Металлургия черных металлов». В 2000-2001 гг. впервые в Западном регионе Казахстана по этой специальности осуществлен выпуск 22 инженеров-металлургов. Все они были приняты на завод. В 2002 году еще 10 выпускников университета пришли на предприятие.

С 2001 года завод работает, используя систему менеджмента качества по международному стандарту ISO 9002, а с 2003 года сертификат экологической безопасности производства — ISO 14000.

В 2004 году на Актюбинском заводе был введен в эксплуатацию горно-обогатительный цех по переработке рутил-циркониевых продуктов, получаемых с обогатительной фабрики месторождения Шокаш (Мартукский район, Актюбинская обл.) с выпуском ильменитовой, рутиловой, цирконовой и лейкоксеновой продукции.

За период работы завода в составе ТНК «Казхром» (с 1995 г.), в зависимости от внешних условий – развития требований мирового рынка ферросплавов, внутренних возможностей и политики развития предприятия, производство товарной продукции поступательно увеличивается год от года.

Перспективными целями в развитии предприятия являются:

• Снижение затрат на производство выпускаемой продукции за счет совершенствования технологических процессов, укрепления технологической дисциплины, применения подготовленного рудного сырья — окатышей и брикетов и более дешевых видов восстановителей.

• Выпуск новых видов продукции (рутил и цирконовый концентраты, ферротитан, азотированный феррохром, карбид кремния и др.).

• Сокращение потерь хрома со всеми текущими шлаками за счет применения более совершенного оборудования в цехе шлакопереработки. Извлечение хрома из шлаков прошлых лет существующего шлакоотвала.

• Дальнейшее совершенствование конструкции и увеличение эффективности работы газоочистных сооружений.

• Строительство цеха № 4 в составе 4-х современных печей постоянного тока мощностью по 70 МВт с предварительным подогревом шихты отходящим ферросплавным газом. Запуск первой очереди (1-й печи) в 2011 году 1-ое полугодие. Запуск второй очереди (одна печь) 1-е полугодие 2012 года. Запуск третьей очереди (одна печь) 2-е полугодие 2012 года.

• Запуск конвертеров для производства среднеуглеродистого феррохрома в 2012 году, при этом прекращается производство среднеуглеродистого феррохрома в цехе № 2 Актобе.

Таблица 4.5 – Технические характеристики и параметры электропечей Актюбинского завода ферросплавов

Наименование параметров	ед. изм	Электрические печи плавильного цеха №1
		11	12	13	14	15	16	17
1. Тип электропечи		РКО	РКО	РКО	РКО	РКО	РКО	РКО
2. Тип печного трансформатора		ЭОЦН 10530/10	ЭОЦН 10530/10	ЭОЦНК 16000/10	ЭОЦНР 12500/10	ЭОЦН 10530/10	ЭОЦНР 12500/10	ЭОЦНК 16000/10
3. Паспортная мощность	кВ·А	3*7650	3*7650	3*9200	3*9200	3*7650	3*9200	3*9200
4. Мощность печного агрегата	кВ·А	22950	22950	27600	27600	22950	27600	27600
5. Первичное напряжение ВН (высокая сторона ПТ)	кВ	10	10	10	10	10	10	10
6. Вторичное напряжение НН (низкая сторона), линейное	В	204	204	225	230	204	230	225
7. Число ступеней вторичного напряжения	шт	17	17	17	17	17	17	17
первая ступень	В	204	204	225	204	204	230	225
последняя ступень	В	130	130	151	130	130	152	151
8. Номинальный рабочий ток высокой стороны	А	1323	1323	1591	1591	1323	1591	1591
9. Рабочий ток низкой стороны НН	А	64870 -78715	64870 -78715	70320 -83720	69120 -84660	64870 -78715	69120 -84660	70320 -83720
10. Диаметр кожуха ванны	мм	10000	10000	10000	10000	10000	10000	10000
11. Высота кожуха ванны	мм	5150	5150	5150	5150	5150	5150	5150
12. Размеры плавильного пространства ванны
диаметр на уровне подины	мм	7000	7000	7000	7000	7000	7000	7000
глубина ванны	мм	2150	2150	2150	2150	2150	2150	2450
13. Диаметр электродов самоспекающихся	мм	1200	1200	1200	1200	1200	1200	1200
14. Диаметр распада электрода	мм	3000	3000	3000	3000	3200	3200	3200
15. Рабочий ход электрода	мм	1200	1200	1200	1200	1200	1200	1200
16 Футеровка ванны		магнезит, шамот	магнезит, шамот	магнезит, шамот	магнезит, шамот	магнезит, шамот	магнезит, шамот	магнезит, шамот

Продолжение таблицы 4.5

Наименование параметров	ед. изм.	Электрические печи плавильного цеха №2
		21	22	23	24	25	26	27
1. Тип электропечи		РКО-7	РКО-7	РКО-7	РКО-7	РКО-7	РКО-7	РКО-7
2. Тип печного трансформатора		ЭПТЦ 1000/10 У3	ЭТЦХ 1000/10 У3	ЭТЦХ 1000/10 У3	ЭТЦХ 1000/10 У3	ЭТЦХ 1000/10 У3	ЭТЦХ 1000/10 У3	ЭПТЦ 1000/35 У3
3. Паспортная мощность	кВ·А	12500	7000	7000	7000	7000	7000	17500
4. Мощность печного агрегата	кВ·А	7000	7000	7000	7000	7000	7000	7000
5. Первичное напряжение ВН	кВ	10	10	10	10	10	10	10
6. Вторичное напряжение НН, линейное	В	165	190	190	210	210	210	192
7. Число ступеней напряжения	шт.	5	5	5	5	5	5	4
первая ступень	В	340	381	381	381	381	381	370
последняя ступень	В	271	268,5	268,5	268,5	268,5	268,5	300
8. Номинальный рабочий ток высокой стороны ВН	А	404	404	404	404	404	404	404
9. Рабочий ток низкой стороны НН	А	10000	10000	10000	10000	10000	10000	10000
10. Диаметр кожуха ванны	мм	6200	6200	6200	6200	6200	6200	6200
11. Высота кожуха ванны	мм	3100	3100	3100	3100	3100	3100	3100
12. Размеры плавильного пространства ванны
диаметр на уровне подины	мм	3200	3200	3200	3200	3200	3200	3200
глубина ванны	мм	1380	1380	1380	1380	1380	1380	1380
13. Диаметр электродов:
графитированных	мм				400	400	400	400
самоспекающихся	мм	450	450	450
14. Диаметр распада электрода	мм	1100	1100	1100	1100	1100	1100	1100
15. Рабочий ход электрода	мм	1200	1200	1200	1200	1200	1200	1200
16 Футеровка ванны		магнезит	м агнезит	магнезит	магнезит	магнезит	магнезит	магнезит

Продолжение таблицы 4.5

Наименование параметров	ед. изм.	Электрические печи плавильного цеха №3
		36	39	71	72
1. Тип электропечи		РКО	РКО	РКО	РКО
2. Тип печного трансформатора		ЭТЦХ-4500	ЭТЦХ-17500	ЭТМНКР-2500	ЭТЦ-4500
3. Паспортная мощность	кВ·А	4500	17500	2500	4500
4. Мощность печного агрегата	кВ·А	2000	7500	1500	4000
5. Первичное напряжение ВН (высокая сторона ПТ)	кВ	10	10	10	10
6. Вторичное напряжение НН (низкая сторона), линейное	В	89-180	от160до 204	80,2	112
7. Число ступеней вторичного напряжения	шт	4	4	4	4
первая ступень	В	148	160	54,2	178
последняя ступень	В	185	204	95,5	112
8. Номинальный рабочий ток высокой стороны ВН	А	300	600	300	400
9. Рабочий ток низкой стороны НН	А	2400	5400	9000	14600
10. Диаметр кожуха ванны	мм	горн	5500	2340	5000
11. Высота кожуха ванны	мм		2650	1600	2700
12. Размеры плавильного пространства ванны
диаметр на уровне подины	мм		3500	1650	2500
глубина ванны	мм	900	1445	1075	1355
13. Диаметр электродов:
графитированных	мм	250	450	250
самоспекающихся	мм				450
14. Диаметр распада электрода	мм	900	1250	700	1100
15. Рабочий ход электрода	мм	1100	900	1200	1200
16 Футеровка ванны		Периклазовый кирпич	Периклазовый, шамотный кирпич	Периклазовый кирпич и ФШБК	Периклазовый, шамотный кирпич