Завершение процесса. В России закрыли последнюю крупную мартеновскую печь

Выксунский завод прекратил работу последней крупнейшей в стране мартеновской печи. Закрытие запущенной еще в XIX веке установки, как считают на предприятии, на 90% снизит количество вредных выбросов в атмосферу.

Пьер устарел

Считается, что разработанная французским металлургом Пьером Мартеном в 1864 году и запущенная в 1865-м технология, сегодня устарела. Основные металлургические компании во всём мире делают ставку на конвертерный процесс выплавки стали и электросталеплавление.

В России первая мартеновская печь была запущена в 1870 году на Сормовском заводе в Нижнем Новгороде. В 1990 году объем выпуска мартеновской стали в России составлял 55%, а в 2008 году сократился до 18%. С 1970-х годов строить новые мартеновские печи в мире перестали. По результатам 2008 года, на мартеновский способ производства приходилось только 2,2% мировой выплавки стали.

Мартен представляет собой печь для переработки передельного чугуна и лома в сталь нужного химического состава и качества. Это происходит в три этапа: плавление, окисление и раскисление. Общий процесс получения стали в мартеновской печи занимает от пяти до восьми часов. Именно длительность процесса получения готовой стали ставили «в вину» мартеновскому способу. Вторая основная претензия — большое количество вредных выбросов в атмосферу.

Для того, чтобы разобраться в особенностях мартеновского способа получения металла и причинах отказа от него по всему миру, СамолётЪ встретился с одним из старейших на сегодняшний день череповецких специалистов по мартену (работа которого на «Северстали» была прекращена ещё в 2008 году) — старшим менеджером ЧерМК Андреем Мальцевым.

А у нас в России — газ

С начала 80-х годов прошлого века Андрей Мальцев после окончания института начал работу в мартеновском производстве Череповецкого металлургического комбината, который тогда ещё не назывался «Северсталью», и проработал в мартене 17 лет.

В те времена, по словам нашего собеседника, 12 печей мартена давали на максимуме примерно 7,5 млн тонн стали в год или почти 90% общего производства предприятия.

Череповецкий завод с самого своего рождения в 1955 году получил самое распространённое в то время мартеновское производство.

Правда, Андрей Мальцев уточняет, что самым распространённым мартен был в России, но не за рубежом:

— Не потому, что они быстрее шагают в технологиях. Просто у нас уже был природный газ, а вот Европа и Азия испытывали газовый дефицит. Мартеновский же процесс работает на природном, либо доменном газе. Кстати, доменный и коксовый газ присутствуют не на всех предприятиях — только на тех, что работают по полному циклу, с производством чугуна. А в Европе редко найдешь предприятие полного цикла. Коксохимы отдельно стоят, поэтому у них и были проблемы с газами. Эта ситуация и привела к тому, что постепенно они заменили мартеновские печки кислородными конвертерами.

От Мальцева мы услышали внятное описание главного принципа процесса, придуманного Полем Мартеном. Мартен долго искал и нашёл эффективный способ нагреть металл с помощью газа до температуры, пригодной для плавления. Обычный газовый факел не помогал, элементарно не хватало тепла. Не помогло и подмешивание к газу мазута. Тогда Мартен придумал главный принцип регенерации: две газовые горелки в торцах печи стали работать не одновременно, а по очереди. На пути отходящих газов была поставлена решётка из огнеупоров. Решётка разогревается и через нее в ванну с металлом подаётся горячий воздух. Температура может достигать 1750 градусов Цельсия. Этого с избытком хватает, чтобы плавить и рафинировать металл. И, кстати, утверждает Мальцев, процесс плавки идёт более плавно, чем в электропечах и конвертере.

Скорость против качества

Здесь мы невольно подошли сравнению трёх металлургических процессов. Как видно из таблицы, мартеновский процесс занимает в 2-7 раз больше времени, чем электроплавление и конвертерный метод. Зато он, во-первых, менее «капризен» к качеству сырья, точнее способен «переварить» и чугун, и лом в любых их видах. В то время, как конвертер может работать с сырьём, предварительно очищенным от химических примесей, а электродуговые печи — только с ломом. Во-вторых, в мартеновских печах можно получать стали самого высокого качества. Для того, чтобы сопоставимый продукт получить в конвертере или электропечи, потребуется дополнительная внепечная обработка стали.

— Если ты сделал специфическую ванну в печи — не нужна была никакая внепечная обработка, — рассказывает Мальцев. — Такая конструкция позволяла обрабатывать металл своими газами на «чистом кипе» — ванна кипит. Это газ СО, хороший газ, который может заменить вакуумирование. То есть маленький пузырёчек идет, в нем порциальное давление любого газа, в том числе и водорода ровняется нулю, и все другие вредные газы уходят. И эта печка давала замечательный результат. Делали гильзы для патронов на ней, и военные не могли нарадоваться, а на конвертере этот процесс пришлось корректировать...

По словам собеседника Самолёта, в мартеновском производстве «Северстали» со временем удалось так усовершенствовать процесс выплавки за счёт использования газокислородных грелок, что он сократился вдвое.

А на Магнитогорском комбинате пошли ещё дальше в модернизации — усовершенствовали не только печи, но и добавили к ним установку непрерывной разливки стали (УНРС, как у конвертера), и получили хорошо управляемый сталеплавильный комплекс, который уже не называется мартеном, хотя имеет по-мартеновски высокий выход высококачественного металла.

Красный дым над Череповцом

Что касается вреда для экологии, то Андрей Мальцев соглашается — в 80-е годы череповецкий мартен был далёк в этом смысле от совершенства:

— Недостатками были неорганизованные выбросы в трубу при ремонтах пода. А так были котлы-утилизаторы для утилизации тепла отходящих газов. Электрофильтры были, цех был достаточно оснащенный. Но, когда ремонтировали падину, нужно было с кислородом выдуть все металлические остатки пода, чтобы его подремонтировать огнеупорами и специальными порошками. В это время через котел утилизатора работать было нельзя, потому что происходил очень сильный разогрев — котел утилизатора можно было вывести из строя. И мы открывали трубу напрямую. Вот тогда было жутко. Весь этот красный дым летел в трубу, и это происходило практически каждый день, потому что у нас было 12 печей. И на каждой примерно раз в неделю ремонтировали падину.

Но собеседник Самолёта уверен, что эта проблема была вполне решаемой. И главными в решении закрыть череповецкий мартен были совсем не экологические соображения...

— Наш цех уже был в принципе экологичный, — говорит Мальцев, — добавить ему ещё несколько недостающих элементов не было проблемой. Существует система, которая на этих температурах спокойно отфильтрует эмульсию.

Есть версия, не получившая большого распространения, что главным в принятии Алексеем Мордашовым решения о закрытии мартена было давление Евросоюза. В пользу этой версии говорит хотя бы тот факт, что странным образом отказ от технологии происходил примерно в тоже самое время, когда руководство «Северстали» вело переговоры о слиянии с европейским и мировым металлургическим гигантом — компанией Arcelor. При этом «Северсталь» выпускала в своих мартеновских печах сталь, которая была существенно дешевле европейских аналогов, выплавленных в европейских конвертерах и электропечах... Просто потому, что в России использовался копеечный (в то время) природный газ, а в Европе дорогие электроэнергия и кислород для конвертеров.

В условиях высокой неопределённости

Сегодня уже никто, пожалуй, кроме самого Мордашова, точно не скажет, как всё было на самом деле. Та ситуация уже «заиграна», как говорят в хоккее. И старому «мартенщику» остаётся лишь сожалеть, что на месте его бывшего производства сегодня фактически пустырь с неопределённой дальнейшей судьбой.

— Было много планов, — говорит Андрей Мальцев. — Намеревались построить комплекс конвертеров малой мощности, потом — комплекс по производству крупных балок с непрерывной разливкой, со сходом в сортопрокатное производство, были ещё варианты...

Наш собеседник соглашается: главным, что не даёт руководству «Северстали» определиться, является общая неопределённость на мировом металлургическом рынке. Сегодня на нём большой переизбыток производственных мощностей, пока отрасль от разрушительного перепроизводства и масштабного кризиса спасает Китай, который до сих пор покупает металла больше, чем производит сам. Как долго это продлится и что будет с рынком потом, сегодня не скажет никто. В такой ситуации любой компании приходится даже не семь, а семнадцать раз «отмерять», взвешивая все «за» и «против», прежде чем начинать строить новое производство...

Пока же страна окончательно прощается с мартеновским производством. По данным на август 2009 года, мартеновские печи в России действовали, кроме Выксунского металлургического завода, ещё на Гурьевском металлургическом заводе (две) в Кемеровской области, Бежицком сталеплавильном заводе в Брянске, металлургическом заводе «Петросталь» в Санкт-Петербурге, Таганрогском металлургическом заводе, Челябинском трубопрокатном заводе, Чусовском, Ижевском и Омутнинском металлургических заводах, а также на Челябинском металлургическом комбинате.

Юрий Антушевич
СамолётЪ