Медному лому подарили вторую жизнь

Медному лому подарили «вторую жизнь»05.09.08  Лина КУЩ.

В производстве стратегического металла из отходов украинские ученые и промышленники опередили многие развитые страны мира

Понятие «безотходное производство» в нашей стране традиционно считали одним из достижений развитых стран мира. Западные компании давно освоили эффективную переработку отходов, тем самым экономя на сырье и сохраняя окружающую среду. При этом страны, не располагающие природными запасами полезных ископаемых, смогли обеспечить внутренние потребности в сырье. Что касается отечественных промышленников, то технологиями переработки отходов до недавнего времени они похвастать не могли. Хотя украинские ученые и вели подобные разработки, в производство внедрялись единицы предложений. И лишь в последние годы крупнейшие предприятия стали проявлять интерес к переработке отходов: с одной стороны, из-за роста цен на сырье и материалы, с другой — для снижения производственных затрат.

В этой связи особо ценен опыт, накопленный на ОАО «Артемовский завод по обработке цветных металлов», где освоили получение чистой меди из лома. Если на большинстве предприятий, занимающихся переработкой отходов, обходятся покупкой технологии за рубежом, то завод в Артемовске является примером комплексного решения проблемы силами отечественных ученых, инвесторов и производственников. Итог такого сотрудничества — не только стабильная работа крупного предприятия, но и вклад в науку. Работа «Разработка и внедрение новых способов и технологий физико-химической обработки, разлива меди и ее сплавов, полученных из отходов, и изготовление из них деформированных профилей и полуфабрикатов» выдвинута на соискание Государственной премии Украины в области науки и техники.

ОАО «Артемовский завод по обработке цветных металлов» — ведущее предприятие цветной металлургии Украины, один из крупнейших производителей цветного проката в странах СНГ.

Продукция завода — медная катанка, медные и медно-никелевые трубы, медный, латунный и медно-никелевый плоский прокат, медный кровельный лист, фурмы доменных печей и др. — поставляются промышленным предприятиям Украины, России, Беларуси, Молдовы, стран Балтии. Из кровельной меди завода выполнены крыши железнодорожного вокзала и кукольного театра в г. Киеве, покрыты купола церквей Софийского собора, Киево-Печерской лавры, Святого Георгия. Среди потребителей — ЗАО «Новокраматорский машиностроительный завод», ЗАО «Норд», ОАО «АЗМОЛ», «МАЗ», «АвтоВАЗ», ОАО «Павловский автобус» и другие. Цветной прокат с маркой завода известен более чем в 30 странах мира — США, Венгрии, Польше, Германии, Словении, Словакии, Македонии, Турции, Сирии, Греции и других.

Первое, что отмечают специалисты, — это серьезность и масштаб поставленной задачи. Артемовский завод по обработке цветных металлов был построен в 1954 году и работал на чистой катодной меди, полученной из руды и поставляемой из России и Казахстана. После провозглашения независимости Украины, когда бывшие партнеры оказались разделенными границами, завод стал испытывать дефицит катодной меди, дорожавшей год от года. Отсутствие в Украине собственных разрабатываемых промышленных месторождений медных руд и высокие цены на импортированную продукцию обусловили необходимость поиска альтернативных путей обеспечения отечественной промышленности таким стратегическим металлом, как медь. А для самого завода отсутствие сырья означало бы закрытие. Ликвидация градообразующего для Артемовска предприятия обернулась бы тремя тысячами безработных, отсутствием поступлений в местный бюджет, сворачиванием социальных программ.

В этих условиях на предприятии пошли на дерзкий шаг: взялись за освоение технологии получения чистой меди и изделий из нее из лома. Справедливости ради стоит отметить, что подобными разработками занималась известная испанская фирма «La Farga Lacombra», считавшаяся мировым лидером в переработке медного лома. Но, как оказалось, зарубежная технология не подходила для отечественных условий. Главным условием ее использования было наличие в переплавляемом сырье не менее 96 процентов меди и минимум вредных примесей: к примеру, сурьмы — 0,01 процента, олова — до 0,011 процента, никеля — 0,05 процента. Тогда как лом, собранный в Украине, содержал лишь 92 процента меди, а содержание вредных примесей было в два раза выше. Очищать медь от этих примесей еще никто не умел. Специалисты столкнулись с тем, что на свойства конечной продукции влияют даже примеси, содержащиеся в ничтожных концентрациях, — тысячные доли процента!

— Использовать испанскую технологию в «чистом» виде было нельзя, — рассказывает кандидат технических наук, старший научный сотрудник, директор Донецкого государственного научно-исследовательского и проектного института цветных металлов Владимир Кожанов. — Но параллельно с испанцами работал коллектив наших ученых, который показал реальную возможность получения чистой меди из лома. Первые успешные плавки провели в печах Донецкого филиала Артемовского завода по обработке цветных металлов. Причем чистую медь мы получили методом огневого рафинирования, а не путем электролиза, как на рудных предприятиях. Электролиз — мероприятие чрезвычайно энергоемкое и экологически «грязное», требует значительных финансовых затрат и больших производственных площадей. Наш метод был значительно дешевле. Оценив полученные результаты, собственники завода приняли решение создать на предприятии производство, которое бы использовало совершенно новую отечественную технологию.

Разумеется, решение принималось после длительных обсуждений и всесторонних оценок, риск неудачи был достаточно велик. Но в процессе работы удалось эффективно объединить усилия ученых Донецкого государственного научно-исследовательского и проектного института цветных металлов, Физико-технологического института металлов и сплавов НАН Украины, специалистов Артемовского завода по обработке цветных металлов. Сложные научно-технические проблемы приходилось решать с учетом особенностей сырьевой базы в Украине (то есть низкокачественного лома). Предстояло создать и внедрить в производство новые технологические процессы физико-химической обработки и оборудование для огневого рафинирования меди, эффективной внепечной обработки ее расплавов, изготовления высококачественных литейных и деформированных полуфабрикатов и изделий из меди и ее сплавов.

Технология дорабатывалась «на ходу». Большинство созданных и реализованных в ней научно-технических решений в мировой практике осуществлены впервые. О том, насколько значительный вклад в науку внес коллектив ученых и производственников, свидетельствует тот факт, что в процессе работы получены свыше 60 авторских свидетельств и патентов Украины, России, Германии, Франции, Италии, Швеции, Японии, а по этой тематике защищены две докторские и четыре кандидатские диссертации. Статьи в специализированных изданиях, сообщения на научно-технических семинарах, конференциях, симпозиумах и конгрессах в Украине, России, Польше, Чехии, Латвии, Израиле, Германии, Франции, США, Японии вызывали огромный интерес у коллег.

За считанные годы коллектив осуществил колоссальный прорыв в модернизации производства чистой меди и изготовлении медного проката. На заводе была смонтирована одна из крупнейших в Европе и мире 120-тонная печь, новая загрузочная машина оригинальной конструкции, разработаны пневмокамерные насосы и специальные фурмы для введения флюсов в расплав в струе сжатого воздуха. Разработана, не имеющая аналогов, конструкция герметических подогреваемых желобов длиной до 26 метров, где совмещаются операции транспортировки и внепечной обработки медных расплавов. А на существующей прокатной линии фирмы «Southwіre» (США) разработана и внедрена новая технология изготовления медной катанки из рафинированной меди: производитель оборудования не предполагал, что на стане будет производиться катанка не из катодной меди, к тому же диаметром более 10 миллиметров. И эту задачу на предприятии также решили успешно.

Одним из аргументов в пользу «отточенности» технологии является стабильность работы завода. Ведь речь не об экспериментальных партиях металла, а о предприятии, имеющем годовую, квартальную, месячную программу, миллионные контракты по всему миру, выпускающем несколько тысяч сортов проката. В таких условиях ученые должны были предложить технологию, которая предусматривала бы любые «внештатные» ситуации.

— Поскольку в Украине лом цветных металлов содержит большее количество примесей, мы существенно дорабатывали и развивали технологию для разных сплавов, — поясняет Владимир Кожанов. — Чтобы не получилось так: расплавили 120 тонн металла, какой-то элемент «выскочил», мы не смогли с ним справиться и все 120 тонн придется использовать по другому назначению. А это потеря рентабельности, потеря объемов производства. Поэтому мы тесно сотрудничали с нашими коллегами из Физико-технологического института металлов и сплавов, которые давно и много работали над современными методами внепечной обработки расплавов и рафинирующими элементами. Здесь получился удачный симбиоз и хороший результат.

По мнению специалистов, катанка из меди огневого рафинирования с успехом конкурирует с катанкой из катодной меди. В 90 процентах случаев катанку можно изготавливать из меди огневого рафинирования (что намного дешевле, по сравнению с катодной медью).

Благодаря свойствам меди огневого рафинирования на заводе внедрены в производство новые виды изделий: троллейный провод для железных дорог и коммунального электротранспорта, а также проволока «судроник», используемая в пищевой промышленности для запаивания консервной металлической тары. Разработки артемовцев способствовали обеспечению внутренних потребностей украинской экономики в деформированных полуфабрикатах из меди и ее сплавов. Аналогичное производство в странах СНГ отсутствует, а среди мировых аналогов комплекс на АЗОЦМ с рафинирующей печью объемом 120 тонн — самый мощный.

Внедрение передовой технологии на АЗОЦМ имеет не только большое научное, но и социальное значение. Артемовский завод по обработке цветных металлов —градообразующее для Артемовска предприятие. Поэтому создание комплекса огневого рафинирования меди, которое позволило сохранить 736 рабочих мест и организовать 92 новых, стало залогом стабильного пополнения местного и государственного бюджетов. Показательно, что значительная часть коллектива нового подразделения — молодые рабочие и мастера, которые имеют прекрасные возможности для карьеры. Всего же на заводе около 300 работников обучаются без отрыва от производства за счет предприятия. А о том, какое внимание уделяют на предприятии научному сопровождению, свидетельствует тот факт, что сотрудники, имеющие научную степень, получают персональную надбавку в размере 5 тысяч гривен ежемесячно.

Если говорить об экологии, то на заводе реализованы сохраняющие природу технологии: котел-утилизатор, который использует тепло от печи для обогрева помещений, мощные фильтры и очистные сооружения. Предприятие, поставившее задачу выпускать продукцию европейского уровня, так же по-европейски относится и к окружающей среде. Над цехом, где смонтирована 120-тонная печь, не видно дыма, а территория предприятия поражает чистотой, зеленью и ухоженностью. Активно участвует предприятие и в благоустройстве города, решении проблемных для его жителей вопросов. Ежегодно в рамках социального контракта завод выделяет 1 миллион гривен для ремонта дорог, строительства спортивных и детских площадок, освещения улиц, покупки медицинского оборудования и др.

Работа, выдвинутая на соискание Государственной премии, представляет собой результат многолетних исследований, которые эффективно внедрены в производство. Как правило, сегодня собственники крупных украинских предприятий предпочитают не рисковать и приобретать готовые технологии за рубежом. Между тем нельзя не отметить сложности, возникающие в этом случае: во-первых, купленную технологию не всегда удается (или слишком дорого обходится) «привязать» к местным условиям, во-вторых, зарубежное ноу-хау — это, как правило, готовый интеллектуальный продукт, но далеко не последнее слово мировой научной мысли. В Артемовске же удалось воплотить в жизнь самые свежие технические идеи и решения. Если раньше лом цветных металлов, собранный в Украине, плавился и отправлялся для переработки за рубеж, то сегодня примерно половина общего количества лома перерабатывается на АЗОЦМ. Таким образом, отечественное предприятие и отечественная наука «вооружились» оригинальной технологией получения чистой меди из отходов. Теперь на

Фото предоставлено Артемовским заводом по обработке цветных металлов.