ВОЦ: новый поворот

Пожалуй, первое, чем нас поразил Высокогорский горно-обогатительный комбинат — это нереалистично продолжительная для российской промышленности история. Всё-таки, большинство действующих отечественных производств появились на нашей индустриальной карте уже после распада СССР. Те, что родились в послевоенные годы и сумели вписаться в новую эпоху, считаются предприятиями с богатой историей.

Ещё меньше таких, у кого за плечами 100 и больше лет работы: это значит, что они выстояли не только в войну, но и в революцию. А тут Высокогорский ГОК — комбинат, которому больше 300 лет! Добычу железной руды начали ещё в петровскую эпоху на Высокогорском месторождении. И даже ВОЦ — Высокогорский обогатительный цех, то есть следующий, более технологичный передел — уже перешагнул рубеж в 80 лет.

За столь длительный срок ВОЦ пережил не одну модернизацию, менялось даже название. Долгое время он именовался по-другому: ВАЦ — Высокогорский агломерационный цех. Собственно, и история этой промплощадки началась, когда в 1942 году на Урал с Керченского металлургического завода эвакуировали две агломерационные машины, которые выпускали из железорудного сырья агломерат для Нижнетагильского металлургического завода. Ну а строительство аглофабрики стартовало сразу же после этого.

Агломерат на промплощадке Высокогорского железного рудника, которая называлась и аглофабрикой, и аглокомбинатом, выпускали до 1992 года, в дальнейшем решив оставить его производство только в Лебяжинском аглоцехе — на другой промплощадке ВГОКа. ВОЦ же развивался уже как обогатительный передел, для чего построили МОФ-2 и флотоотделение.

Сегодня конечным продуктом ВОЦ является железорудный концентрат — самодостаточный и востребованный металлургами товар.

Дабы соответствовать требованиям последних, ВОЦ меняется и развивается. В 2022 году в цехе запустили новый технологический участок — комплекс сушки концентрата, и уже третий сезон ВОЦ в зимние месяцы выдаёт концентрат влажностью не более 3%. Именно сушильное оборудование сегодня оказалось в объективе наших камер, и проект этот, надо сказать, интересен по многим причинам.

Чего хотят металлурги

Для того чтобы объяснить, насколько значимым событием для ВГОКа является появление нового технологического участка, нужно рассказать предысторию.

«Вчера вы были на шахте, видели, как добывают руду. Потом эта руда отправляется на обогащение. После дробления железо извлекают методом сухой магнитной сепарации. Но это не всё, путь к металлургам только начинается. Затем полученный промпродукт додрабливают, после чего следует этап мокрого обогащения. На выходе мы имеем 65-процентный железорудный концентрат, где 80% массы измельчено до класса 71 микрон.

Это, считай, мелкодисперсная пыль, фракция тоньше человеческого волоса. И влажность исходного концентрата составляет 8-9%, — рассказывает начальник проектно-конструкторского отдела ВГОК и руководитель данного проекта Вячеслав Цибизов, пока мы едем на ВОЦ.

Так вот, ключевой потребитель концентрата ВГОКа — это ЕВРАЗ ЗСМК, находящийся в Новокузнецке Кемеровской области. На металлургический завод продукт едет в открытых полувагонах, и в пути от Нижнего Тагила до Кузбасса проводит два-три дня. А в этих краях, как все знают, зима такая и морозы такие, что… Хотя не обязательны даже экстремально низкие температуры, чтобы названные мельчайшие частицы концентрата сцепились между собой.

И, если ничего не предпринимать, в Новокузнецк приедет монолитная глыба, выгрузить которую из вагона будет невозможно. Привезённый продукт придётся размораживать несколько дней, что никого из участников процесса не устроит.

С 2008 года ВГОК для извлечения из концентрата лишней влаги практиковал метод профилактирования концентрата обожжённой известью. Процесс проходил так: готовый продукт вагонами везли из Высокогорского обогатительного цеха в соседний — Лебяжинский агломерационный. Там концентрат перед отправкой потребителю смешивали с известью, которая снижала влажность концентрата для доставки и разгрузки потребителю в зимнее время.

Проблему с влагой устранили, однако себестоимость концентрата из-за профилактирования выросла, усложнился и процесс подготовки к транспортировке. А в 2021 году ЕВРАЗ ЗСМК сообщил своему поставщику, что такой продукт комбинат не устраивает: известь в составе концентрата металлургам не нужна, так как даёт снижения процента железа в продукте. Всё это заставило ВГОК оперативно искать иной выход из влажной истории.

В поисках технологии и оборудования

Сотрудники ВГОКа отправились в командировки «по обмену премудростями», желая увидеть, как вопрос сушки решают на аналогичных российских предприятиях.

«Посмотрели. Оказалось, что никаких новых проектов в этой сфере в нашей стране нет: все предприятия используют сушки, построенные в 1990-х годах. Как-то потеряли мы этот период, не развивались эти технологии», — отмечает Вячеслав Цибизов.

Поэтому ВГОК самостоятельно взялся за разработку нового технологического участка и поиск оборудования. В общем виде речь шла о сушке горячим воздухом в специальных барабанах, но проект быстро обрастал множеством нюансов. Комбинату предстояло при минимальных ресурсах за короткий срок подобрать технологию сушки, оборудование и разместить его на свободной площадке внутри существующего здания склада концентрата.

Большую сложность создавала упомянутая мелкая фракция концентрата. Вячеслав Михайлович показывает нам готовый продукт: это крошечные и очень лёгкие частички-пылинки, которые в сухом состоянии поднимаются в воздух от любого дуновения. Это же крайне усложнило минимизацию потерь.

Кроме того, сушильное оборудование и особенно система газоочистки, как правило, получаются очень габаритными, а их нужно было разместить в существующем здании с учётом всех требований безопасности. Специалисты ВГОКа рассказывают, что и в предыдущие годы на комбинате пытались построить участок сушки, были и проекты, но до стадии активной реализации ни один из них так не дошёл, поскольку требовал существенных инвестиций как в оборудование и инфраструктуру, так и в строительство нового корпуса.

Но в 2021 году, как раз, когда комбинат отмечал 300-летний юбилей, а путей к отступлению уже не было, специалисты определились с подходящим вариантом. Ведь что делать, если не отгружать концентрат в зимние месяцы? Работать на склад? Размер плановой ежемесячной отгрузки ВОЦ – 100 тыс. тонн концентрата, а вместимость склада в лучшем случае составляла треть этого объёма. Ну а останавливать производство на холодный период года — это и вовсе не выход.

Основой для проекта стал технологический регламент, разработанный НИПИ ОАО «Уралмеханобр». Сотрудники института взяли пробу, в своей лаборатории провели необходимые опыты и выдали вердикт о параметрах технологического процесса и потребности в оборудовании. Техрегламент лёг в основу предпроектных работ, в рамках которых специалисты ВГОКа вписали оборудование в габариты тёплого склада.

В такой конфигурации проект не подразумевал капитального строительства, что было встречено руководством предприятия с энтузиазмом. Более того, сушильное оборудование заняло только половину площади склада. Её ВОЦ и переоборудовал, а во второй половине хранится концентрат.

Работники комбината с гордостью упоминают, что проект смогли реализовать в рекордные сроки — всего за 9 месяцев. За это время подготовили выполнили необходимые изыскания, подготовили проектную и рабочую документацию на выполнение строительно-монтажных работ, выбрали подрядчиков и поставщиков оборудования, способных в обозначенный срок его изготовить и поставить.

А ещё реорганизовали систему энергоснабжения, расширили подъездные автодороги для завоза крупногабаритных грузов, удлинили железнодорожные погрузочные пути… Рассказывая о проделанной работе, наш провожатый даже устаёт перечислять.

Сборная России

Реализовать проект помогли порядка десяти подрядных организаций, специалисты которых трудились в тесной взаимосвязи друг с другом на небольшой площадке ВОЦ. За четыре месяца в круглосуточном режиме смонтировали основное и вспомогательное оборудование, которое, как рассказывает Вячеслав Цибизов, прибыло сюда со всей России.

В итоге появился состоящий из многих технологических компонентов комплекс, действие которого мы сейчас и наблюдаем.

Функционирует сушильный комплекс двумя параллельными линиями, по одному сушильному барабану в каждой. Наш провожатый объясняет, что цеху была важна гибкость работы комплекса — нужно было одним барабаном или двумя стабильно и ритмично обеспечить установленную производительность. В момент нашего визита в работе находился один из двух сушильных барабанов.

Барабаны — это, конечно, ключевой элемент системы. Вячеслав Цибизов рассказывает, с каким трудом искали поставщика. Хоть в нашей стране и производят сушильные барабаны, но нужны были такие, что впишутся в индивидуальный проект, а их изготовление уложится в сжатые сроки. Далеко не все поставщики оказались готовы к заданной динамике проекта.

Поставщиков ВГОК искал традиционным способом, размещая заказы на тендерной площадке. В тщательно прописанном техзадании описание каждого элемента системы занимало несколько страниц. Сушильные барабаны изготовил самарский завод «Строммашина». Реализуя проект, ВГОК принципиально опирался именно на отечественные решения, и комбинату довелось поработать со всей страной. Теплогенератор с системой автоматики прибыл из Москвы, тарельчатый питатель — из Красноярска, конвейерное оборудование — из Челябинска, весовое — из Кемерова и Москвы, дымовая труба — из Борисоглебска, газоочистка из Твери.

«Вы видели сушильные барабаны на других предприятиях? Сушить концентрат горячим воздухом — это классика. Но у нас барабан специальный, внутри он не футерован. Там по всей площади установлены специальные насадки, поддерживающие концентрат всегда во взвешенном состоянии, чтобы он не слипался и быстрее сох. Каждый барабан способен прогнать через себя 80 тонн концентрата в час. Получается, два барабана — 160 тонн в час. Как раз с такой производительностью работает наш цех», — объясняет Вячеслав Цибизов.

Работает система так. Воздух для сушки забирают с улицы и нагревают в теплогенераторе. Энергоносителем выступает газ — по словам Вячеслава Цибизова, это самый приемлемый по цене вариант, тот же уголь обошёлся бы намного дороже. Поскольку наша редакция находится в Сибири, эти комментарии мы слушаем с большим удивлением.

В сушильный барабан подаётся тепловой агент и концентрат. Концентрат на сушку идёт влажный и, как мы помним, представлен очень мелкой фракцией. Стабильную подачу материала на загрузку обеспечивает система пневмообрушения: за счет импульсов сжатого воздуха она не даёт материалу скапливаться в узких местах и налипать на стенки оборудования.

Отходящие газы проходят сухую и мокрую степени очистки. Технически решение довольно сложное, но, как показал опыт, очень эффективное. Улавливаемая сухая пыль возвращается в процесс, а мокрая пульпой перекачивается обратно в цех. Выбросы и потери продукта минимальны.

Большая часть операций на сушке полностью автоматизированы, оператор лишь задаёт температуру отходящих газов. Работают на участке только четыре человека, но, когда нужно загружать концентрат со склада, к ним присоединяется оператор грейферного крана. Высушенный концентрат грузится в вагоны; пункт погрузки опять же был модернизирован.

Всегда есть куда расти

Напомним, комплекс сушки работает свой третий сезон. Вячеслав Цибизов не скрывает, что с наскока выйти на стабильные показатели работы комплекса не везде получилось. После первой зимы, летом 2022 года, активно устраняли «узкие места»: смонтировали ту самую систему пневмообрушения, взвешивающее оборудование, отремонтировали конвейерный тракт подачи концентрата и многое другое. В начале нового осеннего сезона это обеспечило комплексу стабильную работу.

В этом году комплекс остановится 15 апреля, и специалисты будут утеплять наружные тягодутьевые установки и трубопроводы отходящих газов стационарными укрытиями. Благодаря этому конструкции проще перенесут капризы уральской зимы: в момент нашего визита температура воздуха опустилась ниже -30 градусов, а всего за несколько дней до этого в городе было тепло, чуть ниже нуля.

Другая актуальная задача — борьба с пылением. Да, благодаря системе аспирации минимизировали потерю концентрата, но мельчайшие частицы материала пробиваются через крошечные невидимые щели в местах соединений. Это создаёт определённые проблемы. Перед входом в цех Вячеслав Михайлович рекомендует застегнуть спецодежду на все пуговицы и надеть респиратор — так делают и все сотрудники ВОЦ. Мы видим эту мелкую пыль, которая скапливается даже на вертикальных поверхностях оборудования.

И ведь это не отход, а товарный продукт, весь объём которого нужно собрать и вернуть в процесс. На комбинате пробовали использовать гидросмыв, но частички концентрата оказались слишком тяжёлыми. Сейчас специалисты рассматривают специализированные пылесосы для металлургических предприятий.

Что касается вопроса окупаемости нового оборудования, то он для предприятия актуален. Сушка — процесс энергозатратный, и, конечно, это отражается на себестоимости концентрата. Однако другого современного эффективного способа снизить влажность концентрата в промышленном масштабе пока не существует.

«Нет, без сушки нам никуда», — говорит Вячеслав Цибизов.

На производстве побывали: Анна Кучумова (текст),
Евгений Ошкин (фото)