Оборудование ПАО «Уралмашзавод» для технологического комплекса обжиговой машины №3 ПАО «Михайловский ГОК»

Одним из стратегических направлений развития ПАО «Уралмашзавод» является реализация комплексных проектов в сфере создания новых и реконструкции действующих крупных объектов горно-металлургической отрасли.

В рамках данной стратегии компания участвовала в реализации беспрецедентного для всей отечественной промышленности проекта по созданию технологического комплекса обжиговой машины №3 (ТКОМ №3) производительностью 5 млн т/год окатышей в ПАО «Михайловский ГОК». По итогам тендера, в котором приняли участие мировые лидеры в сфере обжигового и обогатительного оборудования, например, компания Outotec (Финляндия), было выбрано ПАО «Уралмашзавод».

Победа ПАО «Уралмашзавод» в тендере обусловлена:

• обоснованием гарантии технологических показателей работы комплекса по производительности, удельным расходам энергоносителей и электроэнергии, качеству продукта и удельным газовоздушным выбросам на уровне лучших мировых аналогов;
• успешной работой в ПАО «МГОК» двух обжиговых машин ОК-520/530 производства ПАО «Уралмашзавод», демонстрирующих одну из самых высоких в мире удельную производительность по годным окатышам (более 1,2 т/(м²×ч));

Одним из стратегических направлений развития ПАО «Уралмашзавод» является реализация комплексных проектов в сфере создания новых и реконструкции действующих крупных объектов горно-металлургической отрасли.

В рамках данной стратегии компания участвовала в реализации беспрецедентного для всей отечественной промышленности проекта по созданию технологического комплекса обжиговой машины №3 (ТКОМ №3) производительностью 5 млн т/год окатышей в ПАО «Михайловский ГОК».

По итогам тендера, в котором приняли участие мировые лидеры в сфере обжигового и обогатительного оборудования, например, компания Outotec (Финляндия), было выбрано ПАО «Уралмашзавод».

Победа ПАО «Уралмашзавод» в тендере обусловлена:

• обоснованием гарантии технологических показателей работы комплекса по производительности, удельным расходам энергоносителей и электроэнергии, качеству продукта и удельным газовоздушным выбросам на уровне лучших мировых аналогов;
• успешной работой в ПАО «МГОК» двух обжиговых машин ОК-520/530 производства ПАО «Уралмашзавод», демонстрирующих одну из самых высоких в мире удельную производительность по годным окатышам (более 1,2 т/(м²×ч));
• полным соответствием всех предлагаемых технических решений, оборудования и документации нормативным стандартам РФ.

Предметом реализованного договора являлась комплектная поставка ТКОМ №3 на условиях EP-контракта, в том числе выполнение ПАО «Уралмашзавод» следующих работ:

• разработка проектной документации ТКОМ №3;
• разработка проекта футеровки и теплоизоляции;
• разработка проекта автоматизированного электропривода и электроснабжения;
• разработка проекта АСУ ТП;
• комплектная поставка для ТКОМ №3 механического, электротехнического оборудования, КИП и технических средств АСУ ТП, кабельной продукции, футеровки и теплоизоляции, в том числе запасных и быстроизнашивающихся частей, включая объекты энергетической инфраструктуры;
• шеф-монтаж оборудования и систем;
• обучение персонала заказчика;
• авторский надзор за пуско-наладочными работами и гарантийными испытаниями.

Для реализации проекта был заключён договор на выполнение технологического регламента с ведущей в РФ в сфере разработки технологических решений производства окатышей научно-исследовательской организацией ООО «НПВП ТОРЭКС», г. Екатеринбург, который включил в себя: опытно-промышленные испытания процессов сгущения и фильтрации пульпы, системный анализ возможных вариантов технологических решений по основным участкам ТКОМ №3 на основе ТЗ, расчёт и обоснование выбранных решений, расчёты материального и теплового балансов, баланса газопотоков обжиговой машины.

Согласованный с ПАО «МГОК» технологический регламент стал основой разработанной по договору с ЗАО «Механобр-Инжиниринг», г. Санкт-Петербург, проектной документации для ТКОМ №3.

Успешное прохождение Государственной экспертизы проекта доказало соответствие разработанных ПАО «Уралмашзавод» технических решений по ТКОМ №3 современному уровню развития оборудования и технологии производства железорудных окатышей при выполнении всех действующих в РФ требований и норм экологической и промышленной безопасности.

Поскольку проект ТКОМ №3 стал самым крупным в современной истории ПАО «Уралмашзавод», для его реализации была создана проектная команда (рис. 1), которая творчески на научной основе подошла к решению поставленной задачи.

В ходе реализации проекта количество задействованного персонала (без учёта промышленно-производственных работников на изготовлении оборудования в цехах ПАО «Уралмашзавод») достигало 200 человек, в том числе около 20 человек – на условиях полной занятости в проекте. Контроль хода реализации проекта осуществлялся на еженедельных совещаниях у генерального директора.

По завершении согласования и утверждения проектной документации стартовала фаза проектирования и изготовления оборудования номенклатуры ПАО «Уралмашзавод», в том числе:

• восьми барабанных окомкователей ОБ-3,6х14, имеющих следующие конструктивные особенности: — оснащение барабана частотно-регулируемым электроприводом переменного тока, возможность изменения угла наклона барабана для оптимизации процесса окомкования в зависимости от физико-механических свойств смешанной шихты и производительности; — оснащение барабана системой орошения шихты водовоздушной смесью в количестве, зависящем от влажности исходной шихты; — использование разгрузочных секций со спиралевидными прорезями для обеспечения равномерности выгрузки сырых окатышей по ширине роликовых грохотов;
• обжиговой машины МОК-1-592, обладающей революционной тепловой схемой с применением трёхсекционной зоны сушки, четырёхсекционной зоной охлаждения и тремя переточными коническими коллекторами; — компактным главным приводом с цилиндро-планетарным редуктором, унифицированными (с уже испытанными действующими на обжиговых машинах ОК-520/530 ПАО «МГОК») обжиговыми тележками ТО-4х1,5 и другими механическими узлами;
• вибрационного грохота обожжённых окатышей ГСТ-91 с удлинённым корпусом, отличающегося повышенной (до 1 000 т/ч) производительностью и специальным полотном с переменным размером ячеек сит для выделения трёх классов крупности;
• мельницы шаровой барабанной МШЦ-2700х3600 для измельчения отсева окатышей и крупняка гидросмывов фабрики, поставленной комплектно с АСУ.

Параллельно велась разработка исходных технических требований (ИТТ), опросных листов (ОЛ), проведение тендеров и заключение договоров на поставку комплектующего оборудования и систем.

Всего около 1 500 наименований и более 3 000 единиц (комплектов) оборудования, систем и материалов было приобретено у почти 80, в основном, российских и зарубежных компаний (в тендерах участвовали почти 400 фирм).

Все промежуточные и окончательные данные по оборудованию и системам оперативно согласовывались с ПАО «МГОК» для выполнения рабочей документации на строительство.

С первых дней строительства на площадке ТКОМ №3 (рис. 2) непрерывно находились специалисты группы авторского надзора ПАО «Уралмашзавод» для ведения приёмки поставляемого оборудования, выдачи оборудования в монтаж, выполнения шеф-монтажа и решения вопросов при СМР.

Количество одновременно находящихся на площадке специалистов по профильным направлениям (смазка и гидравлика, электрика и автоматика, группы механического оборудования, СМР) достигало 20 человек в пиковые периоды монтажа.

По завершении большей части СМР на площадке ПАО «МГОК» было организовано обучение специалистов комбината специалистами ПАО «Уралмашзавод», включавшее в себя теоретическую часть (аудиторное обучение) и практическую часть (на смонтированном и подключенном оборудовании).

В феврале 2015 г. начались функциональные испытания отдельных единиц оборудования (включая прокрутку ленты тележек главным приводом обжиговой машины), продолжившиеся позиционными, а затем и комплексными Холодными испытаниями линий сгущения и фильтрации пульпы и производства сырых окатышей (рис. 3).
В июне 2015 г. получены кондиционные сырые окатыши на всех восьми линиях сырого окомкования (рис. 4).

После отладки линий сырого окомкования начались подготовка и проведение сушки и разогрева футеровки обжиговой машины и последовавшие за ними горячие испытания комплекса.

16 сентября 2015 г. с обжиговой машины МОК-1-592 получены первые товарные окатыши, качество которых соответствует высоким регламентным требованиям. А 25 сентября 2015 г. произведён торжественный пуск в эксплуатацию ТКОМ №3 в присутствии Председателя Правительства РФ Д. А. Медведева (рис. 5).

Технологическая схема производства окатышей на ТКОМ №3 предусматривает следующие основные операции:
• приёмка и сгущение пульпы с действующего дробильно-обогатительного комплекса (ДОК);
• усреднение и фильтрация сгущённой пульпы с распределением кека либо на склад концентрата, либо на участок дозирования и смешивания;
• складирование концентрата для создания запаса материала;
• весовое дозирование компонентов шихты в заданных соотношениях и интенсивное смешивание дозированной шихты с увлажнением водой (при необходимости);
• выдержка смешанных материалов в шихтовых бункерах и окомкование смешанной шихты с увлажнением водой (при необходимости);
• сортировка сырых окатышей и возвращение некондиционных по крупности классов в шихту;
• равномерная укладка кондиционных сырых окатышей по ширине промежуточного конвейера обжиговой машины;
• укладка на обжиговые тележки обжиговой машины донной постели высотой 80 – 100 мм, сырых окатышей высотой 350 – 370 мм и бортовой постели толщиной ~80 мм;
• термическая обработка сырых окатышей с получением обожжённых окатышей;
• сортировка обожжённых окатышей с выделением классов постели и мелочи;
• периодическая подача окатышей класса крупности постели в питатели постели обжиговой машины;
• отбор и подготовка проб годных окатышей для химического анализа, определение физико-механических свойств и гранулометрического состава годных окатышей;
• складирование годных обожжённых окатышей в складе закрытого типа, отгрузка окатышей в ж/д транспорт;
• очистка технологических газов обжиговой машины и пульпация уловленной пыли;
• централизованная аспирация точек пылевыделения участка дозирования и смешивания, участка обжига, участка сортировки, погрузочного бункера с пульпацией уловленной пыли;
• местная аспирация локализованных точек пылевыделения с возвращением уловленной пыли в технологический процесс;
• гидроуборка производственных помещений;
• сбор шламов гидросмывов производственных помещений, пыли газоочисток и аспирации, их отстой, классификация, измельчение и подача в питание сгустителей на участке приёмки и сгущения пульпы.

Основное технологическое оборудование ТКОМ №3 спроектировано и поставлено комплектно с системами электроснабжения, электроприводами, КИП, системами автоматики и функционирует как единый автоматизированный технологический комплекс под управлением АСУ ТП.

Также ПАО «Уралмашзавод» выполнена поставка электрооборудования для систем электроснабжения комплекса – распределительных устройств среднего напряжения и комплектных трансформаторных подстанций.

Запущенный в эксплуатацию ТКОМ №3 находится на уровне лучших мировых аналогов по удельным расходам энергоносителей: удельный расход природного газа – 9–10 нм³/т годных окатышей, удельный расход электроэнергии на фабрику (включая объекты энергетической инфраструктуры) – не более 36 кВт∙ч/т годных окатышей.

При этом качество окатышей (прочность на холодное сжатие – не менее 250 кг/окатыш) и показатели производительности (на уровне 631 т/ч) соответствуют поставленным целям проекта.

Таким образом, в ходе реализации проекта ТКОМ №3 ПАО «МГОК» ПАО «Уралмашзавод» продемонстрировал свои компетенции не только как признанный разработчик и изготовитель основного технологического оборудования фабрик окомкования, но и как комплексный поставщик технологии, проектных решений, оборудования и систем, а также сервисных услуг.

Приобретённый опыт может успешно применяться для реализации комплексных проектов дробильно-обогатительных, агломерационных фабрик и фабрик окомкования в России и за рубежом.

Текст: А. А. Угаров¹, А. В. Варичев¹, С.И. Кретов², А. Л. Кузнецов³, А. А. Вяткин³, Д. В. Банников³, Я.И. Калугин³, Н. Т. Эфендиев^1
1 ООО УК «МЕТАЛЛОИНВЕСТ» (г. Москва, Россия)
² ПАО «Михайловский ГОК» (г. Железногорск, Россия)
³ ПАО «Уралмашзавод» (г. Екатеринбург, Россия)