Экономическая эффективность производства стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Экономическая эффективность производства стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания"

На правах рукописи

КЛЕЙМАН ИЛОННА ЭДУАРДОВНА

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ ИЗ ЧУГУНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОВШЕВОГО ОБЕЗУГЛЕРОЖИВАНИЯ

Специальность 08.00.05 - «Экономика и управление народным хозяйством» (экономика, организация, и управление предприятиями, отраслями и комплексами в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москва- 2005

Диссертационная работа выполнена в Московском государственном институте стали и сплавов (Технологическом университете) на кафедре «Экономики и Менеджмента»

Научный руководитель:

Заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Роменец В. А.

Официальные оппоненты:

доктор экономических наук, профессор Штанский В.А. кандидат технических наук, доцент Шлеев А.Г.

Ведущая организация:

ОАО «Стальпроект»

Защита состоится 19 мая 2005 г. в 15 40 часов

в заседании диссертационного совета Д.212.132.01 в Московском государственном институте стали и сплавов (Технологический университет) по адресу: 119049, ГСП-1 Ленинский пр-т, д.4., аудитория 1138.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного института стали и сплавов

Автореферат разослан « » апреля 2005 года. Справки по телефону: 955-00-47

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат экономических наук, професс

[ихин В.Ф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Анализ современной ситуации на мини-заводах показывает, что основным сырьем для работы дуговых электропечей остается металлический лом. Качество его постоянно ухудшается при наметившейся тенденции дефицита и, следовательно, роста цен, что уже имеет место в последнее время. Поэтому на мини-заводах в качестве заменителя металлолома все шире применяются металлизованные материалы и твердый чугун. Явно обозначилось и стремление к использованию жидкого чугуна, что обусловлено повышением экономических показателей благодаря снижению расхода электроэнергии, электродов, длительности плавки и т.д. Доменный процесс не может быть использован в составе мини-заводов по экологическим причинам и нерентабельности при малом годовом объеме производства. Обеспечить потребность мини-заводов в жидком чугуне и одновременно решить назревшие проблемы (снижение затрат на производство готовой продукции, улучшение ее качества, переработка накопленных отходов производства и др.) могут одностадийные жидкофазные процессы восстановления, наиболее разработанным из которых является процесс Ромелт. В связи с этим поиск и экономическое обоснование возможных вариантов развития металлургических мини-заводов, связанных с их реконструкцией, является задачей весьма актуальной.

Целью исследования является оценка экономической эффективности производства стали из чугуна Ромелт с использованием ковшевого обезуглероживания.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

• на основе анализа современного состояния выплавки стали в дуговых электропечах на мини-заводах и изучения тенденций производства металлизованного сырья в твердом и жидком виде, предложены варианты реконструкции металлургических мини-заводов;

• изучены методологические особенности, обоснованы критериальные характеристики и основные методические подходы к оценке эффективности инвестиционных проектов применительно к мини-заводам;

• рассмотрена технология переработки жидкого чугуна Ромелт в сталь в условиях его непрерывного рафинирования от углерода и фосфора при выпуске из агрегата в сталеразливочный ковш с последующей доводкой на установке внепечной обработки стали для условий мини-завода;

• определена экономическая эффективность развития мини-заводов с применением в

технологической схеме агрегата Ромелт, обеспечивающего использование в шихте электропечей наряду с металлическим ломом жидкого чугуна и производство стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания.

Объектом исследования является производственно-экономическая деятельность металлургического мини-завода, условием дальнейшего развития, которого является выбор эффективных направлений реконструкции.

Предметом исследования является экономическая эффективность технологических схем производства стали, базирующихся на технологии использования жидкого чугуна Ромелт.

Методы исследования. В основу исследования положены методические и теоретические труды отечественных и зарубежных ученых в области методов оценки эффективности капитальных вложений и экономико-математического моделирования.

На защиту выносится:

• результаты анализа развития мировой черной металлургии с использованием мини-заводов, требующих альтернативных шихтовых материалов;

• экономико-математическая модель функционирования сталеплавильного производства при применении в технологической схеме предприятия агрегата Ромелт;

• основные результаты экономической оценки эффективности применения чугуна Ромелт для получения стали в инвестиционной деятельности металлургического мини-завода.

Научная новизна исследования заключается в следующем. Комплексно изучены экономико-технологические проблемы современных мини-заводов, определена роль на них дуговых электропечей, выбраны варианты развития мини-заводов, направленные на вовлечение в металлургическую практику нового жидкофазного процесса Ромелт. В частности, разработаны технологические схемы и обоснован состав оборудования, выполнены расчеты производительности агрегатов и капитальных вложений, рассчитаны сквозные и калькуляции себестоимости по переделам производства литой заготовки. В рамках работы экономически обоснован вариант получения стали в сталеразливочном ковше, при его непрерывном наполнении жидким чугуном Ромелт.

Практическая значимость работы состоит:

1. В доказательстве возможности и экономической целесообразности внедрения в технологическую линию передельных металлургических предприятий агрегатов для прямого одностадийного жидкофазного восстановления с последующей переработкой углеродистого расплава в сталь в сталеразливочном ковше на стендах для окислительного рафинирования и агрегатах внепечной обработки стали. Одновременно возможно использование чугуна Ромелт в шихте дуговых электропечей.

2. В создании адаптированной к условиям мини-заводов модели для оценки экономической эффективности новой технологии, расчета калькуляций себестоимости продуктов по технологическим переделам при различном уровне цен на исходные шихтовые материалы и энергоресурсы.

Полученные результаты могут быть рекомендованы к использованию металлургическими предприятиями, научными и проектными организациями для принятия и обоснования перспектив развития отдельных производств.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены на III международной научно-технической конференции молодых специалистов и ученых «Металл - 2003» (Республика Беларусь, г. Жлобин, 2003 г.) и международной научно-технической конференции, посвященной 20-летию БМЗ (Республика Беларусь, г. Жлобин, 2004 г.).

Публикации. По результатам исследования опубликовано 5 статей.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения общим объемом 172 страница машинописного текста, в том числе 52 таблицы, 26 рисунков, 2 приложения. Список литературы включает 82 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении отображена перспективность внедрения процесса Ромелт с установкой ковшевого обезуглероживания (УКО) жидкого чугуна, сформулирована актуальность исследования, предпосылки и задачи работы.

В первой главе «Современные тенденции производства стали» проведен комплексный анализ вопросов, посвященных проблемам функционирования и развития передельных мини-заводов, позволяющий говорить о том, что важнейшим процессом, увеличивающим мировой металлофонд и снабжающий металлургические предприятия первородным чистым металлом для переработки в сталь, в настоящее время является доменный процесс. Инвестиции и научно-технические разработки, вложенные в него в последние десятилетия, еще очень длительное время позволят ему занимать ведущее место. Однако, для некоторых стран и регионов, позже других включившихся в мировой производственный процесс и для которых повторение исторического пути развития черной металлургии не является неизбежным, перспективными и уже оправдавшими себя являются новые технологии получения углеродистого материала для передела в сталь различными способами, в т.ч. и пока не используемыми.

Вопросы современной технологии плавки стали в высокомощных дуговых печах тесно переплелись с проблемами снабжения отдельных заводов и целых промышленных регионов качественным металлургическим сырьем. При этом картина, складывающаяся в отдельных районах земного шара довольно разнообразная. Наряду с цехами и районами, в которых ДСП работают на традиционных шихтовых материалах (привозной и оборотный металлолом и твердый чугун) все большее развитие получают технологии, в которых используются материалы, позволяющие либо улучшить качество производимой стали за счет уменьшения в ней примесей тяжелых цветных металлов либо повысить технико-экономические показатели работы печей за счет использования в шихте жидкого расплава.

Анализ исторического пути развития мини-заводов как одной из структурных единиц современных предприятий черной металлургии показывает, что в настоящее время существует тенденция к увеличению их количества, с одновременным ростом производства на них стальной продукции. В настоящее время насчитывается более 300 мини-заводов, выплавка стали на которых составляет около 30 % мирового производства стали (40 % всей стали в США и 35 % в Японии производятся на мини-заводах). Наряду со ставшими классическими мини-заводами, состоящими из электросталеплавильного и прокатного производств, появляются и предприятия иного плана - например, прокатный завод, работающий на привозной заготовке, интегрированные мини-заводы с собственным

производством металлизованных окатышей или брикетов. В практическую плоскость переросла проблема достройки на отдельных расширяющихся мини-заводах производства жидкого чугуна с годовым объемом до 1 млн. т. Так как доменные печи с таким объемом производства малорентабельны и представляют экологически опасное производство, то становятся востребованными новые способы получения металлов с вовлечением в промышленный оборот бедных руд, накопленных вторичных железосодержащих материалов, неподготовленных углей и пр. Все это говорит о многообразии путей развития современной черной металлургии, вызванных к жизни различными общественно-историческими и экономическими причинами.

Расширение использования в качестве основного переплавного агрегата мини-заводов дуговой электропечи садкой 100 - 150 т объясняется возможностью высокой степени автоматизации и механизации. В то же время нарастает проблема качества металлического лома. Стремление выплавлять в ДСП все более сложную по составу сталь с малым содержанием нежелательных элементов требует вовлечения в оборот более чистых материалов в максимальной степени пригодных к плавлению в дуговой печи.

Наметившаяся в последние 10-15 лет на мини-заводах тенденция к переходу на отливку тонких слябов или тонких полос с целью организации экономически выгодного производства тонколистовой продукции обостряет проблему качества производимой на мини-заводах стали, в значительной степени зависящей от загрязненности используемого металлолома примесями тяжелых цветных металлов - меди, олова, свинца, цинка, никеля, хрома и других. Увеличение степени обжатий и скорости прокатки сдерживается ухудшением качественных показателей стали - снижением ударной вязкости, пределов прочности и пластичности, повышенной трещиночувствительности стали и т.д. При этом речь идет о комплексной очистке стали от вредных элементов, что возможно сделать лишь при частичном или полном переходе на чистую первородную шихту не содержащую загрязнений. Такой шихтой является жидкий или твердый чугун различных процессов и металлизованное сырье.

Во второй главе «Анализ возможностей повышения эффективности

производства высококачественной стали на мини-заводах» выявлены экономические проблемы перспектив развития бескоксовых способов производства первичного железа. Установлено, что развитие процессов твердофазного восстановления происходит в основном за счет процессов Мидрекс и ХИЛ - Ш, приуроченных к регионам, располагающим ресурсами дешевого природного газа и богатыми железными рудами. Процесс Корекс, по-видимому, стабилизировался в своем распространении по причине

дорогостоящей подготовки шихты и высокой стоимости комплекса оборудования, а также трудностей синхронизации работы на двух стадиях восстановления. Присущие процессам твердофазного восстановления ограничения - чистые богатые руды, невозможность переработки вторичных ресурсов, необходимость в реформерах восстановительного газа, относительно низкая скорость восстановления и др. - стимулирует разработку нетрадиционных способов получения металла

Обеспечить потребность мини-заводов в жидком чугуне и одновременно решить назревшие проблемы могут одностадийные жидкофазные процессы восстановления, наиболее разработанным из которых является процесс Ромелт. Данный процесс позволяет получать чистый по вредным примесям чугун с низким содержанием кремния и марганца из самого разнообразного железорудного сырья. Разработанные модули агрегата Ромелт могут иметь самую разную производительность, приемлемую для использования их на мини-заводах различной мощности. Наличие жидкого чугуна Ромелт на мини-заводе может быть использовано не только для замены 30 - 50 % металлолома в шихте, но и дает возможность организовать сталеплавильный передел качественно новым образом Непрерывный выпуск чугуна из агрегата Ромелт позволяет производить его непрерывное окислительное рафинирование в сталеразливочном ковше с основной футеровкой по типу кислородно-конвертерных процессов (рис. 1). Получаемый при этом низкофосфористый полупродукт окончательно доводится на стандартной для электросталеплавильных цехов, установке внепечной обработки стали путем использования общепринятых технологий по десульфурфции, раскислению и легированию.

Технологическая схема процесса «Ромелт - ковш» 8

Рассматриваемая технология внепечного способа производства стали базируется на ряде уже известных и проверенных решений. Таких, как донная кислородная продувка в конвертере, ковш с продувкой инертным газом и т. д.

В третье главе «Разработка методики исследования» выполнен анализ существующих методов оценки эффективности инвестиций применительно к целям и задачам исследования, осуществлен выбор критериальных показателей экономической оценки, в качестве которых приняты чистый дисконтированный доход, внутренняя норма прибыли, срок окупаемости. Они применены для следующих условий реализации возможных инвестиционных проектов: финансирование строительства объектов осуществляется за счет собственных средств, срок строительства - 2 года, норма амортизации на реновацию - 6,7 %, налог на прибыль - 24 %, налог на имущество - 2 %, норма дисконта - 10 %, расчетный период - 15 лет.

В качестве базы для расчетов эффективности использованы фактические показатели электросталеплавильного цеха завода, где реализована современная технологическая схема производства литой заготовки: ДСП на металлоломе - ВОС -МНЛЗ. В его составе функционируют две 100-т электропечи (75 МВА), одна установка внепечной обработки стали (ВОС) и две сортовых МНЛЗ. Производительность цеха 1200 тыс. т литой заготовки в год. Рассмотрены три возможных варианта развития завода на базе использования процесса Ромелт.

Первый вариант реализует технологическую схему: ДСП с шихтой из лома и жидкого чугуна Ромелт - ВОС - МНЛЗ. Он предусматривает строительство на площадке завода комплекса Ромелт с единичной мощностью 513 тыс. т чугуна в год. Этого объема достаточно для обеспечения 30 % жидкого чугуна в шихте обеих ДСП. Заливка такого количества чугуна в ДСП позволит на 30 % снизить расход электроэнергии на плавку, на 17 % снизить расход электродов и на 20 % увеличить производительность цеха. Объем производства литой заготовки будет доведен при этом до 1440 тыс. т/год. Последнее потребует реконструкции действующих МНЛЗ с целью увеличения объема разливки на каждой из них с 600 до 720 тыс. т/год.

Второй вариант реализует комбинированную схему производства того же объема литой заготовки. Он предусматривает консервацию одной из ДСП. Вторая ДСП работает при этом в прежнем режиме и обеспечивает производство литой заготовки по базовой схеме в объеме 600 тыс. т/год. Недостающий до первого варианта объем литой заготовки (840 тыс. т/год) производится с использованием внепечной схемы получения стали: агрегат Ромелт - УКО - ВОС - МНЛЗ. Для" реализации этой схемы потребуется

сооружение на площадке завода производственного комплекса с двумя установками Ромелт единичной мощностью 474 тыс. т в год каждая и двумя УКО. Как и в первом варианте предусматривается реконструкция МНЛЗ.

Третий вариант реализует внепечную схему получения стали (чугун Ромелт -УКО - ВОС - МНЛЗ) для всего объема производства литой заготовки (1440 тыс. т/год). По этому варианту предусматривается сооружение на площадке завода производственного комплекса с тремя установками Ромелт единичной мощностью 542 тыс. т/год каждая и тремя УКО. Обе ДСП при этом консервируются или выводятся из эксплуатации, а МНЛЗ также реконструируются.

Сопоставимость расчетных вариантов достигается за счет постоянного объема производства литой заготовки; постоянного сортамента продукции; использования в расчетах единого момента времени, а, следовательно, сопоставимых затрат на сырье, энергоносители и др. материалы. Сравнительный расчет во всех рассматриваемых технологических схемах ведется по низколегированной марке стали (40Х). Используемые в качестве исходных материалов концентрат Лебединского ГОКа и уголь Кузбасского угольного бассейна оцениваются с учетом тарифа на транспорт к месту потребления, а все виды добавочных материалов, энергетических затрат, топлива и др. учитываются по заводской себестоимости базового варианта исследования.

Логика исследования потребовала поэтапного решения следующих задач. Первая -расчет капитальных вложений и технико-экономических показателей по технологическим переделам рассматриваемых схем производства на базе процесса Ромелт. Вторая -прогнозирование денежных потоков инвестиционного проекта. Третья - определение показателей эффективности инвестиций.

Впервые определен состав и величина капитальных вложений в исследуемый участок ковшевого обезуглероживания (УКО), учитывающий заготовительные расходы и затраты на строительно-монтажные работы. Разработаны методические подходы и произведен расчет величины капитальных вложений в водоохлаждаемый газоход, систему подачи сыпучих, сталеразливочные ковши. Обоснованы полные инвестиционные затраты в технологическую линию производства литой заготовки из жидкого чугуна Ромелт на УКО по всем вариантам исследования (табл. 1). Они складываются из затрат в сооружение комплексов Ромелт, в создание участков ковшевого обезуглероживания и затрат в реконструкцию МНЛЗ. Первые определены исходя из расчетной потребности варианта в чугуне и величины удельных капитальных вложений в его производство (236,5 долл./т); вторые - на основе количества УКО и сметной стоимости создания одного участка, которая для 100 т ковша определилась на уровне 7 млн. долл.; третьи

установлены по данным проектных аналогов в размере 6,5 млн. долл. для реконструкции одной МНЛЗ.

Таблица 1

Расчет потребности в капитальных вложениях вариантов развития завода

Показатели Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3

1. Объем производства литой 1440 1440 1440

заготовки, тыс. т/год

2. Расход чугуна Ромелт, т/т 0,3562 0,6588 1,1294

3. Потребность в чугуне Ромелт, тыс. 512,9 948,7 1626,0

т/год

4. Капитальные вложения,

млн. долл.

- в производство чугуна Ромелт 121,32 22439 384,68

-в УКО 14,00 21,00

- в реконструкцию МНЛЗ 1, 2 13,00 13,00 13,00

ИТОГО капитальные вложения 134,32 251,39 418,68

5. Потребность в оборотном 4,29 2,44 1,50

капитале, млн. долл.

Определяющим величину капитальных вложений фактором является потребность вариантов в чугуне Ромелт. Этим объясняется существенно более высокий уровень капитальных затрат по схемам с использованием внепечной технологии производства стали, требующий значительно больших объемов производства чугуна.

Затраты в создание участков ковшевого обезуглероживания не превышают 5,0 - 5,5 % общих капиталовложений. Важно отметить, что по абсолютной величине они примерно в 5 - 8 раз меньше затрат в создание печных отделений конвертерных и электросталеплавильных цехов такой же мощности. Затраты в реконструкцию МНЛЗ также невелики. Более того, они по всем вариантам одинаковые, поэтому влияния на сравнительную эффективность исследуемых схем использования процесса Ромелт не оказывают.

Потребность в оборотном капитале для производства необходимых объемов чугуна Ромелт в значительной мере компенсируется экономией ресурсов при производстве литой заготовки. Поэтому прирост оборотных средств по вариантам исследования составляет сравнительно небольшую величину.

С целью определения передела, на котором происходит экономия затрат, потребовалось составление калькуляций себестоимости по всем рассматриваемым переделам, включая базовый вариант исследования.

Разработка методических подходов, определения затрат и состава калькуляций себестоимости передела чугуна Ромелт в жидкую сталь на УКО производится с учетом особенностей исследования впервые. Автором работы обоснованы методические подходы определения выхода жидкого полупродукта из чугуна Ромелт на участке его дефосфорации и обезуглероживания. Особенностью методических разработок на данном этапе расчета является определение затрат по статьям расхода огнеупоров, электроэнергии, износа фурм.

Новизна и многофакторность поставленной задачи обусловила необходимость разработки экономической модели (рис. 2) для расчета и прогнозирования калькуляции себестоимости по всем переделам и определения показателей экономической эффективности исследуемых вариантов реконструкции.

Общая блок-схема экономической модели функционирования сталеплавильного

производства

Рис.2

Разработанная модель формирует сквозные калькуляции себестоимости по исследуемым и базовому вариантам; позволяет исследовать влияние цен сырья и энергоресурсов на себестоимость литой заготовки; учитывает налоговые выплаты, амортизационные отчисления. В рамках модели исследованы показатели сравниваемых вариантов по всем составляющим затрат в широком интервале изменения независимых факторов.

Использование экономической модели функционирования сталеплавильного производства позволило провести анализ исследуемых вариантов реконструкции с целью определения направлений технологической реконструкции на основе экономических показателей эффективности.

В четвертой главе «Оценка экономической эффективности различных схем производства стали» определена величина затрат на жидкий чугун, которая является одним из важнейших факторов, определяющих экономическую эффективность исследуемых вариантов. В таблице 2 определены экономические показатели производства чугуна Ромелт с годовой производительностью в пределах 600 тыс. т, приведены необходимые расходные коэффициенты ресурсов и их цены. В попутной продукции учтена электроэнергия, вырабатываемая на отходящих газах агрегата Ромелт, а в удельных капиталовложениях учтены затраты на производство электроэнергии. Удельные капиталовложения, связанные со строительством агрегата Ромелт мощностью в пределах 600 тыс. т/год составляют 236,53 долл./г, а производственная себестоимость чугуна Ромелт в ценах 2003 г. равна 59,42 долл./т. Она на 24 % ниже цены заменяемого лома, которая в 2003 г. составила 78,8 долл./т.

Таблица 2

Экономические показатели производства чугуна Ромелт

Показатели

Сумма,

Цена, долл. Кол-во долл.

1. Сырье и основные материалы

концентрат 68 % Ре,Т шламы, т

2. Флюсы известь, т

3. Топливо,т уголь

Итого задано

4. Расходы по переделу

1. Топливо технологическое природный газ, тыс. м3

2. Энергетические затраты электроэнергия, тыс. кВт час вода техническая, тыс. м3 вода химочищенная, тью. м3 кислород 95%, тыс. м3 сжатый воздух, тыс. м3 азот, тыс. м3

Итого энергетические затраты

33,75 0,0655 2,21

33,75 0,0306 1,03

160,00 0,0023 0,37

27,10 0,7575 20,53

5,54 0,2320 1,29

21,16 0,0033 0,07

42,82 0,0360

31,69

24,33 0,8270 20,12 2,4270 53,75

22,00 1,3900 30,58 1,60 0,1200 0,19

0,0900

25,49

2,85

1,54

3. ФОТ, ч' час

4. Начисления на ФОТ

5. Износ инструментов

6. Ремонтный фонд

7. Амортизация

8. Содержание основных средств

9. Прочие меховые расходы Итого расходов по переделу

5. Общезаводские расходы

6. Расходы по переработке шлака Итого затрат

7. Попутная продукция граншпак, т

электроэнергия ВЭР, тыс. кВт' ч Итого попутной продукции Производственная себестоимость

Продолжение таблицы 2 0,87 0,4470 0,39

0,16 0,04 1,48 3,97 0,89 0,97 34,93 1,65

0,92 0,2250 0,21

90,53

1,00 0,2300 0,23

33,75 0,9150 30,88 31,11 59,42

Удельные капвложения, доплЛ

- прямые в цех

- общезаводское хозяйство

- кислород, тыс. м3

- электроэнергия ВЭР, тыс. КВт' час -известь, т

Итого удельных капвложений, доллЛ

Цена Количество Сумма 59,20 67,50

68,00 0,7575 51,51 60,00 0,9150 54,90 38,00 0,0900 3,42

236,53

Для оценки экономической эффективности вариантов развития завода основное значение имеет сравнительный анализ себестоимости производства литой заготовки по базовой и исследуемым технологическим схемам. Полный ее расчет в ценах 2003 г. приведен в таблице 3.

В базовом варианте величина себестоимости составила 161,8 долл. Применение в шихте жидкого чугуна Ромелт, реализующее первый вариант развития, снижает себестоимость на 8,0 %. Это достигается за счет более низкой стоимости чугуна, сокращения расхода электроэнергии и снижения условно-постоянных расходов ввиду роста производительности. Внепечная схема производства стали (третий вариант развития) имеет себестоимость ниже на 33,5 %. Здесь вместо всего металлолома используется более дешевый чугун Ромелт, минимальны энергетические затраты на плавку (только на ВОС) и минимальны затраты на ремонты и обслуживание вследствие исключения из технологической цепочки сталеплавильных агрегатов (ДСП). Себестоимость литой заготовки по промежуточному второму варианту развития завода определилась как средневзвешенная величина на уровне 131,62 долл./т. Ее снижение относительно базового значения составило 18,6 %.

Таблица 3

Сравнительная оценка технико-экономических показателей производства литой заготовки по различным технологическим схемам

Наименование статей

1

1. Сырье и основные материалы, т

металлический лом

чугун Ромелт

стружка

ферросплавы

проволока А1 и порошковая

Итого металлошихты:

Отходы, т

обрезь технологическая

угар

скрап

Итого отходов и брака

Итого за вычетом отходов и брака

2. Добавочные материалы, т коксовая мелочь

окатыши известь

плавиковый шпат доломитовый порошок граншлак

графит измельченный Итого добавочных материалов:

3. Расходы по переделу, в т.ч.

1. Топливо технологическое природный газ, тыс. м3

2. Энергетические затраты электроэнергия на плавку, тыс. кВт час

дсп- вое-мнлз

Цена, Кол-во, Сумма,

долп/т т долл.

2 3 4

78,61 1,0983 86,34

59,42

37,33 0,0378 1,41

554,68 0,0120 6,67

1746,16 0,0010 1,75

1,1491 96,16

86,74 0,0139 1,21

0,1099

49,13 0,0253 1,24

0,1491 2.45

1,0000 93,71

41,88 0,0084 0,35

30,38 0,0039 0,12

31,69 0,0444 1,41

110,06 0,0023 0,25

21,79 1,00

274,20 0,0016 0,44

2,57

РОМЕЛТ - ДСП - вое - мнлз Кол-во, Сумма, Отклонение т долл. от гр. 4

5 6 7

0,7953 62,52 -23,82

0,3562 21,16 21,16

-1,41

0,0120 6,67 0,00

0,0010 1,75 0,00

1,1645 92,10 -4,07

0,0139 1,21 0,00

0,1253

0,0253 1,24 0,00

0,1645 2,45 0,00

1,0000 89,65 -4,07

0,0050 0,21 -0,14

0,0048 0,15 0,03

0,0460 1,46 0,05

0,0023 0,25 0,00

0,00

0,00

0,0016 0,44 0,00

2,50

РОМЕЛТ - УКО - вое - мнлз Кол-во, Сумма, Отклонение т долл. от гр. 4

8 9 10

-86,34

1,1294 67,11 67,11

-1,41

0,0120 6,67 0,00

0,0010 1,75 0,00

1,1424 75,52 -20,64

0,0139 1,21 0,00 0,1032

0,0253 1,24

0,1424 2,45 0,00

1,0000 73,08 -20,64

-0,35 -0,12

0,0497 1,58 0,17

0,0023 0,25 0,00

0,0115 0,25 0,25

0,0242 0,02 0,02

0,0016 0,44 0,00

2,54 0,03

0,0024 0,0004 0,0000 0,0415 0,0548 0,0164 0,0480 0,0194 0,0192 0,0007

электроды с!610, т 2431,96

электроды Й400, т 1783,67

гр. нагреватели, т 8090,25

электроэнергия на оборудование, тыс кВт ч 33,75

вода техническая тыс. м3 33,75

кислород, тыс. мэ 49,30

сжатый воздух, тыс. м3 5,54

пар, Гкал 7,05

азот, тыс. м3 21,16

аргон, тыс. м3 156,66 Итого энергетические затраты

3. ФОТ

4. Начисления на ФОТ

5. Износ инструментов

6. Ремонтный фонд

7. Амортизация

8 Содержание основных средств, вт ч

огнеупоры, т 624,61 0,0055

огнеупорные массы, т 948,50 0,0102

9. Внутризаводское перемещение

10. Прочие меховые расходы Итого расходов по переделу 4. Общезаводские расходы Производственная себестоимость Коммерческие расходы

Полная себестоимость

Продолжение таблицы 3

5,84 0,0020 4,96 -0,88 -5,84

0,71 0,0004 0,71 0,00 0,0004 0,71 0,00

0,37 0,0000 0,37 0,00 0,0000 0,37 0,00

1,40 0,0415 1,40 0,00 0,0353 1.19 -0,21

1,85 0,0548 1,85 0,00 0,0226 0,76 -1,09

0,81 0,0164 0,81 0,00 0,0600 2,96 2,15

0,27 0,0480 0,27 0,00 0,0200 0,11 -0,15

0,14 0,0194 0,14 0,00 0,0047 0,03 -0,10

0,41 0,0192 0,41 0,00 0,0365 0,77 0,37

0,11 0,0007 0,11 0,00 0,0004 0,06 -0,05

25,59 20,61 -4,98 8,09 -17,50

3,08 2,77 -0,31 0,96 -2,12

1,38 1,24 -0,14 0,43 -0,95

0,98 0,96 -0,02 0,61 -0,37

8,94 7,96 -0,98 5,14 -3,80

3,84 3,20 -0,64 2,83 -1,01

14,35 12,80 -1,55 9,00 -5,35

3,44 0,0049 3,06 • -0,37 0,0037 2,31 -1,12

9,67 0,0091 8,63 -1,04 0,0064 6,07 -3,60

0,61 0,61 0,00 0,61 0,00

2,03 1,76 -0,27 1,06 -0,97

60,79 52,38 -8.41 28,87 -31,92

3,04 2,62 -0,42 1,44 -1,60

160,11 147,15 -12,96 105,92 -54,21

1,69 1,69 0,00 1,69 0,00

161,80 148,84 -12,96 107,61 -54,21

Результаты расчетов показателей экономической эффективности в сводном виде представлены в табл. 4. Они свидетельствуют о достаточно высокой экономической эффективности любого из рассмотренных вариантов использования технологии Ромелт в условиях действующего мини-завода. Срок возмещения затрат чистой прибылью и амортизационными отчислениями с начала эксплуатации объектов по всем вариантам не превышает 4,7 лет. Внутренняя норма прибыли проектов находится в пределах 18,2 - 21,7 %, что для объектов черной металлургии является довольно высоким показателем. Из этого следует, что рекомендовать к реализации можно любой из вариантов. В то же время чистый дисконтированный доход (ЧДД) второго и третьего вариантов значительно, в 1,58 раза и 2,12 раза соответственно превышает ЧДД первого варианта.

Это свидетельствует о значительно большей экономической эффективности и, следовательно, предпочтительности реализации проектов с внепечной технологией, несмотря на повышенный уровень капитальных вложений в их осуществление.

Таблица 4

Показатели экономической эффективности вариантов использования технологии Ромелт в ценах 2003 гУ 2004 г.

Показатели Ромелт-ДСП Ромелт-УКО Ромелт-УКО-

- ВОС-МНЛЗ -ВОС-МНЛЗ ВОС-МНЛЗ

Вариант 1 Вариант2* Вариант3**

1. Объем производства, тыс. т/год

- литой заготовки 1440 1440 1440

- чугуна Ромелт 512,90 948,7 1626,0

2. Дополнительные капитальные 134,32 251,39 418,68

вложения, млн. долл.

3. Прирост оборотных средств, млн. 4,29/4,81*** 2,44/-0,11 1,50/-4,83

долл.

4. Прирост валовой прибыли, млн. 37,44/33,25 64,30/84,38 96,82/146,75

доллУгод

5. Прирост чистой прибыли, млн. 27,03/23,66 46,20/61,12 69,13/106,52

долл./год

6. Срок окупаемости дополнительных

капитальных вложений, лет

- с начала строительства 5,01/6,54 6,73/5,52 636/5,63

- с начала эксплуатации 3,01/4,54 4,73/3,52 4,36/3,63

7. Внутренняя норма прибыли, % 21,67/19,13 20,05/25,28 18,19/26,19

8. Чистый дисконтированный доход, 89,38/68,95 141,73/228,1 189,19/406,43

млн. долл.

* Консервация однойДСП

Консервация двух Д СП

* В числителе указан расчет в ценах 2003 г.; в знаменателе - в ценах 2004 г.

Существенный рост цен на основные ресурсы в 2004 г. (концентрат - в 1,8 раза, уголь - в 1,6 раза, лом - в 2 раза) принципиальных изменений в экономическую оценку вариантов не внес (табл. 4). Он только усилил позиции внепечной технологии, что связано с опережающим ростом цен на лом. Последние играют важную роль при определении эффективности исследуемых технологий, поскольку во многом определяют уровень текущих затрат на производство литой заготовки в базе и соответственно величину прибыли от реализации проектов.

Это обусловило целесообразность исследования влияния цены лома на показатели эффективности (рис. 3, 4).

Изменение чистого дисконтированного дохода при увеличении цен на металлический лом

•200

Цена металлического лома, долл А Рис.3

Изменение внутренней нормы прибыли при увеличении цен на металлический лом

0 50 100 150 200 250

Цена, доля Л

Рис.4

Установлено, что ЧДЦ по всем вариантам исследования растет при увеличении цены металлического лома. Равная эффективность вариантов достигается при цене лома 60 долл./т. Таким образом, у всех проектов достаточно высокий запас прочности в связи с тем, что маловероятно снижение цены до вышеуказанного уровня. ЧДД по варианту 3 обращается в ноль при цене лома, равной 49 долл./т, что значительно ниже уровня цен, установившихся в настоящее время. Можно констатировать, что рост цен на ресурсы не внесет принципиальных изменений в экономическую оценку.

Ввиду того, что все варианты исследования имеют достаточно высокие показатели эффективности, первый и второй варианты можно рекомендовать в качестве этапов реализации проекта по третьему варианту. При этом эффективность капитальных вложений будет выше полученной в расчетах. Следует указать еще один фактор, который не учитывался при определении экономической эффективности нового способа выплавки стали. Это цены на металлопродукцию - уровень их может быть выше ввиду использования для ее производства первородного металла без вредных примесей тяжелых цветных металлов.

Таким образом, анализ результатов расчетов доказал, что использование технологии Ромелт на мини-заводах эффективно. Это требует конструкторских и технологических проектных разработок для ее осуществления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе получены следующие основные результаты:

1. Увеличение объемов производства черных металлов происходит в основном за счет роста доли электростали. Это вызвано ростом количества мини-заводов, направленных на удовлетворение потребностей региональных рынков металла. Основным сырьем для таких металлургических мини-заводов служит металлический лом, цены на который повсеместно растут, сопровождаясь ухудшением его качества. С другой стороны повышение требований к металлу диктует необходимость использования в шихте чистых железорудных материалов. Использование доменного процесса при малых масштабах производства не оправдано с экономической и экологических позиций. Преодоление указанной тенденции возможно только путем внедрения нетрадиционных технологий производства литой заготовки из жидкого железистого полупродукта, полученного из чистых железных руд.

2. Разработанный в МИСиС одностадийный процесс жидкофазного восстановления Ромелт является сегодня наиболее разработанным и экономически эффективным при проведении реконструкции мини-заводов. Процесс Ромелт успешно прошел опытно-

промышленные испытания, в настоящее время ведется строительство первой промышленной установки.

3. В работе выбраны три направления реконструкции электросталеплавильных мини-заводов, которые могут быть осуществлены независимо друг от друга, а также поэтапно, улучшая показатели эффективности проекта. Первое - использование жидкого чугуна Ромелт в качестве заменителя части металлического лома в шихте электропечей. Второе - получение литой заготовки в заданном объеме по двум технологиям - путем переплава металлического лома в ДСП и рафинированием жидкого чугуна в УКО. Третье - реализация внепечной схемы получения стали для всего объема производства литой заготовки

- 4. В качестве базового варианта сравнения используются показатели металлургического мини-завода, поставленного перед необходимостью выбора дальнейшей стратегии развития. Следует отметить, что внедрение в технологическую схему производства агрегата Ромелт позволит решить назревшую проблему переработки ценных железосодержащих отходов - шламов и окалины, которые в условиях завода с неполным циклом не могут быть использованы и складируются на длительный период хранения. В агрегате Ромелт указанные отходы могут перерабатываться вместе с железорудным концентратом.

5. Экономическая оценка исследуемых вариантов реконструкции проведена в сопоставимых условиях. Это достигнуто за счет использования в расчетах единого объема производства литой заготовки; одинакового сортамента продукции; использования в расчетах единого момента времени, а, следовательно, сопоставимых затрат на сырье, энергоносители и др. материалы.

6. Впервые обоснованы состав и величина капитальных вложений в УКО. Расчет необходимых для исследования показателей произведен на основе анализа основных технологических особенностей производства УКО. Отдельно разработаны методические подходы и произведено определение величины капитальных вложений в водоохлаждаемый газоход, систему подачи сыпучих и сталеразливочные ковши. Определены полные инвестиционные затраты в технологическую линию производства литой заготовки из жидкого чугуна Ромелт на УКО по всем указанным вариантам исследования и установлена их экономическая эффективность.

7. Для экономического исследования и оценки эффективности инвестиций использования процесса Ромелт в структуре мини-завода разработана экономико-математическая модель, позволяющая рассчитать и сравнить показатели исследуемых вариантов с базовым. В качестве критериев эффективности инвестиций приняты

показатели чистого дисконтированного дохода, внутренняя норма прибыли, срок окупаемости.

8. Экономическим анализом основных составляющих затрат процесса Ромелт установлено, что полная или частичная замена металлического лома жидким чугуном приводит к улучшению технико-экономических показателей сталеплавильного производства по сравнению с базовым вариантом. Применение в шихте жидкого чугуна Ромелт, реализующее первый вариант развития, снижает себестоимость на 8,0 %. Снижение себестоимости литой заготовки по второму варианту развития завода составило 18,6%, по третьему-соответственно 33,5%.

9. Расчетами эффективности инвестиционных затрат исследуемых вариантов переработки жидкого чугуна Ромелт доказана возможность целесообразного использования новой технологии. Срок возмещения затрат с начала эксплуатации объекта по всем рассматриваемым направлениям реконструкции не превышает 4,73 лет. Внутренняя норма прибыли находится в пределах 18,2 - 21,7 %. Чистый дисконтированный доход по исследуемым вариантам 1,2,3 соответственно составил 89,38; 141,73 и 189,19 млн. долл. Полученные результаты продемонстрировали достаточно высокий экономический эффект любого из рассмотренных вариантов использования технологии Ромелт.

10. Проведено исследование влияния цен основных и энергетических материалов на показатели эффективности и установлено, что рост цен на ресурсы не внесет принципиальных изменений в экономическую динамику. Отдельно исследовано изменение критериальных показателей проекта при колебании цен на металлический лом. Определено, что при возрастании стоимости металлического лома позиции внепечной технологии только усиливаются, это связано с опережающим ростом цен на него.

11. Дополнительным резервом повышения эффективности проекта является переход с некачественного вида шихты (металлического лома) на более чистое -железную руду. Рассчитываемая в работе себестоимость литой заготовки не учитывает ее более высокого качества благодаря сокращению содержания примесей цветных металлов. Это может служить основанием для повышения цены реализации металлопродукции.

По существу диссертантом в данной работе выполнен анализ нового процесса получения стали, который существенно расширяет возможности металлургии.

Основные положения диссертации изложены в следующих работах:

1. Роменец ВА, Галкин В.И., Стомахин А.Я., Клейман И.Э. Об экономической эффективности производства стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания // Бюллетень научно-технической и экономической информации. Черная металлургия. № 3, 2005, с. 60 - 67

2. Клейман И.Э. О возможных перспективах развития электрометаллургических мини-заводов. // Литье и металлургия. № 1, 2004, с. 45 - 46

3. Клейман И.Э. Роль мини-заводов в современной электрометаллургии. // Сборник научных работ студентов и аспирантов кафедры экономики и менеджмента / Под ред. В.А. Роменца. - М.: МИСиС, 2004, с. 50 - 54

4. Клейман И.Э. Наличие ресурсов металлолома как фактор развития электросталеплавильного производства. - в сб. «Экономика, информационные технологии и управление в металлургии». - М.: МИСиС, 2003, с. 25 - 27

5. Клейман Н.Э. Предпосылки развития внепечных способов производства стали. - в сб. «Экономика, информационные технологии и управление в металлургии». - М.: МИСиС, 2003, с. 28-29

Формат 60 х 90 1/16 Тираж 100 экз.

Объем 1,56 п.л. Заказ 729

Отпечатано с готовых оригинал-макетов в типографии Издательства «Учеба» МИСиС, 117419, Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9 ЛР №01151 от 11.07.01

* < , . f Ï iL- }

V;?îr8l3

22 ДЛ" 2Î05

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Клейман, Илонна Эдуардовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

СТАЛИ.

1.1. Динамика развития и состояние электросталеплавильного производства.

1.2. Развитие мини-заводов и их роль в производстве электростали.

1.3. Проблема металлолома при выплавке электростали.

1.4. Тенденции производства плоского проката на мини-заводах, определяемые новыми методами непрерывной разливки и их связь с качеством металлолома.

Выводы к главе 1.

Постановка задачи экономического исследования.

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЙ СТАЛИ НА МИНИ-ЗАВОДАХ.

2.1. Современное состояние и перспективы развития бескоксовых способов производства первичного железа.

2.2. Характеристика и преимущества непрерывного одностадийного жидкофазного процесса Ромелт для внедрения на мини-заводах.

2.3. О возможности внепечного получения стали на базе непрерывного выпуска чугуна Ромелт в ковш.

В ыводы к главе 2.

ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Характеристика объекта исследования - «Белорусский металлургический завод».

3.2. Разработка технологических схем производства стали.

3.3. Методы оценки эффективности инвестиций.

3.4. Методы определения капитальных вложений по анализируемым направлениям.

3.5. Методика определения затрат исследуемых технологических схем.

3.6. Разработка экономической модели функционирования сталеплавильного производства.

Выводы к главе 3.

ГЛАВА 4 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

РАЗЛИЧНЫХ СХЕМ ПРОИЗВОДСТВА СТАЛИ.

4.1. Анализ альтернативных вариантов использования полупродукта для БМЗ.

4.2. Экономические особенности производства чугуна в агрегате Ромелт с последующим рафинированием в ковше.

4.3. Анализ экономической эффективности проектов реализации различных схем производства стали на БМЗ.

Выводы к главе 4.:.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Экономическая эффективность производства стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания"

Современная мировая черная металлургия характеризуется значительным разнообразием используемых технологий. В - области восстановительных процессов ведущим • остается доменный процесс, существующий около 700 лет и позволяющий наращивать мировой металлофонд. В то же время явно наметившаяся в последние 40 лет тенденция к увеличению числа передельных мини-заводов (в настоящее время около 300) вызвала к жизни и другие способы получения металла. Это, в первую очередь, процессы так называемой бескоксовой металлургии, позволяющие вовлечь в производство альтернативные коксующемуся углю природные углеводороды. Вывод из эксплуатации мартеновского способа получения стали вызвал к жизни развитие дуговых подовых отражательных агрегатов - дуговые сталеплавильные печи, количество выплавляемой стали в которых уверенно увеличивается и в настоящее время составляет 33,1 % от ее общего производства.

Вместе с тем неравномерность развития различных стран и регионов, существенные отличия в рынках возможного потребления шихтовых материалов (в т.ч. и металлолома) приводят к возникновению новых проблем, связанных с созданием агрегатов и процессов, отличных от традиционных. Так, в связи с неуклонным ухудшением качества амортизационного металлолома (по некоторым данным содержание меди в нем удваивается каждые 20 — 25 лет), который является основным исходным материалом для производства электростали, перед металлургами встала задача получения чистого, дешевого, транспортабельного металлопродукта. Эта задача в основном решена достаточно хорошо отработанными процессами твердофазного восстановления (Мидрекс и др.), которыми уже сейчас получают более 40 млн. т металлизованного сырья в год. В то же время некоторые принципиальные ограничения, присущие процессам твердофазного восстановления - потребность в чистой богатой железом руде, невозможность отделения окисной фазы, ухудшение газодинамики в агрегате вследствие слипаемости шихты при повышении температуры для увеличения производительности и др. требуют параллельного развития жидкофазных процессов, способных стать конкурентоспособными с доменным процессом и превзойти его по экологическим характеристикам.

Таким процессом, доказавшим свою жизнеспособность в широкой опытно-промышленной кампании, процессом с хорошо проработанными теоретической, технологической и экономической сторонами является процесс Ромелт. Авторы этого процесса, который в настоящее время практически полностью готов к промышленному внедрению, показали, что при решении проблем, встающих перед практикой металлургии, выход следует искать на путях нетрадиционных подходов.

Каждое конкретное предприятие, развиваясь, встречается с ситуацией, когда требуется принятие кардинальных решений, определяющих его работу на длительный срок. При этом истинное развитие невозможно без отказа от старого и перехода на новые технологии, неапробированные на других производствах, а опирающиеся лишь на теоретические и опытно-промышленные исследования. Такая ситуация в настоящее время созрела в области практического использования процесса жидкофазного восстановления Ромелт. Все существующие основные металлургические переделы — агломерация, коксохимическое и доменное производства, все технологии прямого восстановления, сталеплавильные процессы требуют очень жестких ограничений по химическому и гранулометрическому составам шихтовых материалов. В этом отношении процесс Ромелт проявляет удивительную гибкость, чем выгодно отличается от них. Старые, сложившиеся в пред- и послевоенные периоды процессы подготовки материалов к доменной плавке не отвечают возросшим экологическим требованиям. Ставшая за последние 20 - 30 лет вполне обычной ковшевая внепечная обработка стали практически полностью ориентирована на рафинировочные процессы - десульфурация, раскисление, дегазация, удаление неметаллических включений. Между тем, физико-химическая природа сталеплавильных процессов позволяет производить в основных сталеразливочных ковшах и окислительные операции. Подобно тому, как за последние 50 лет металлурги последовательно решили такие глобальные проблемы как доведение до практики кислородно-конвертерного процесса, внедрение ковшевой обработки и непрерывной разливки стали, создание процессов твердофазного восстановления настала пора для поступательного развития процессов прямого получения углеродистого железа в жидком виде, дополняющих доменный процесс. Целью настоящей работы является технико-экономический анализ возможности использования жидкофазного процесса восстановления Ромелт в решении проблем дальнейшего развития и функционирования передельных мини-заводов в условиях рыночной экономики.

В ходе проведения исследования были поставлены и решены следующие задачи:

- на основе анализа современного состояния выплавки стали в дуговых электропечах на мини-заводах и изучения тенденций производства металлизованного сырья в твердом и жидком виде, предложены варианты реконструкции металлургических мини-заводов;

- изучены методологические особенности, обоснованы критериальные характеристики и основные методические подходы к оценке эффективности инвестиционных проектов применительно к мини-заводам;

- рассмотрена технология переработки жидкого чугуна Ромелт в сталь в условиях его непрерывного рафинирования от углерода и фосфора при выпуске из агрегата в сталеразливочный ковш с последующей доводкой на установке внепечной обработки стали для условий мини-завода;

- определена экономическая эффективность развития мини-заводов с применением в технологической схеме агрегата Ромелт, обеспечивающего использование в шихте электропечей наряду с металлическим ломом жидкого чугуна и производство стали из чугуна с использованием ковшевого обезуглероживания. л

Объект исследования - производственно-экономическая деятельность металлургического мини-завода, условием дальнейшего развития, которого является выбор эффективных направлений реконструкции.

Предмет исследования — экономическая эффективность технологических схем производства стали, базирующихся на технологии использования жидкого чугуна Ромелт.

Научная новизна работы заключается в том, что автором-комплексно изучены экономико-технологические проблемы современных мини-заводов, определена роль на них дуговых электропечей, выбраны варианты развития мини-заводов, направленные на вовлечение в металлургическую практику нового жидкофазного процесса Ромелт. В частности, разработаны технологические схемы и обоснован состав оборудования, выполнены расчеты производительности агрегатов и капитальных вложений, рассчитаны сквозные и калькуляции себестоимости по переделам производства литой заготовки. В рамках работы экономически обоснован вариант получения стали в сталеразливочном ковше, при его непрерывном наполнении жидким чугуном Ромелт.

Практическая значимость работы состоит:

1. В доказательстве возможности и экономической целесообразности внедрения в технологическую линию передельных металлургических предприятий агрегатов для прямого одностадийного жидкофазного восстановления с последующей переработкой углеродистого расплава в сталь в сталеразливочном ковше на стендах для окислительного рафинирования и агрегатах внепечной обработки стали. Одновременно возможно использование чугуна Ромелт в шихте дуговых электропечей.

2. В создании адаптированной к условиям мини-заводов модели для оценки экономической эффективности новой технологии, расчета калькуляций себестоимости продуктов по технологическим переделам при различном уровне цен на исходные шихтовые материалы и энергоресурсы.

Полученные результаты могут быть рекомендованы к использованию металлургическими предприятиями, научными и проектными организациями для принятия и обоснования перспектив развития отдельных производств.

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в пяти научных статьях, доложены на III международной научно-технической конференции молодых специалистов и ученых «Металл - 2003» (Республика Беларусь, г. Жлобин, 2003 г.) и международной научно-технической конференции, посвященной 20-летию БМЗ (Республика Беларусь, г. Жлобин, 2004 г.).

Диссертация содержит 172 страницы машинописного текста, 52 таблицы, 26 рисунков, 2 приложения, список использованной литературы состоит из 82 наименований.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Клейман, Илонна Эдуардовна

Выводы к главе 4

1. Анализ влияния стоимости основных материалов на экономические показатели производства жидкого полупродукта из чугуна Ромелт и/или металлического лома, позволяет сделать вывод о том, что первичное железо, остается более дешевым и не подверженным ценовым колебаниям сырьевым ресурсом. Суммарное повышение цен на исходные и энергетические материалы по исследуемым вариантам в сравнении с фактическими показателями БМЗ показало, что при увеличении цен на концентрат, уголь и кислород на 125,16 % себестоимость жидкого чугуна Ромелт остается ниже фактической себестоимости жидкого полупродукта из металлического лома на 1,96 долл./т. При аналогичном повышении цен на металлический лом и электроэнергию, разрыв затрат составляет 99,32 долл./т. В этой связи становится очевидным факт, использования в шихте жидкого чугуна Ромелт.

2. Исследование технологических переделов и различных используемых на них сырьевых ресурсов показало, что значительный экономический эффект в виде снижения затрат достигается при использовании жидкого чугуна Ромелт на установке ковшевого обезуглероживания. Использование жидкого чугуна за счет низкой себестоимости его производства, позволяет также снизить затраты в ДСП при добавлении его в шихту к металлическому лому.

3. Добавление в шихту чугуна Ромелт позволяет снизить себестоимость литой заготовки. При содержании в шихте 30 % чугуна Ромелт наблюдается уменьшение себестоимости по сравнению с фактической на 8,0 %, при переработке жидкого чугуна на УКО данное снижение достигает 33,5 %. Анализ изменения себестоимости литой заготовки по исследуемым вариантам реконструкции при повышении цен на исходные материалы показал, что при суммарном увеличении цен на концентрат и уголь вдвое себестоимость литой заготовки возрастает по первому варианту реконструкции на 19,35 долл./т; по второму - на 54,78 долл./т по сравнению с базовым вариантом. При аналогичном повышении цен на металлический лом и электроэнергию вдвое фактическая себестоимость БМЗ составит 264,78 долл./т. Таким образом, при неизменных и возрастающих ценах на исходные материалы и энергоресурсы, наибольший экономический эффект демонстрирует вариант переработки чугуна Ромелт на УКО, затем следует вариант реконструкции с использованием в шихте чугуна Ромелт и металлического лома, наиболее не эффективным является плавление металлического лома в ДСП.

4. Расчетами эффективности проектов переработки жидкого чугуна Ромелт доказана возможность эффективного использования новой технологии. Приемлемый уровень капитальных вложений делает технологию Ромелт совместно с УКО возможной к реализации, на металлургических предприятиях отрасли. Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений с начала эксплуатации не превышает по всем вариантам 4,7 лет, с начала строительства 6,7 года. Внутренняя норма прибыли проектов находится в пределах 18,2 - 21,7 %. Доказан высокий запас прочности по всем рассматриваемым вариантам. Исследовано влияние стоимости основных ресурсов на показатели эффективности каждого проекта, что также подтвердило тот факт, что рост цен на ресурсы не внесет принципиальных изменений в экономическую оценку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках работы изучалась проблема дальнейшего развитии металлургических мини-заводов. Задуманные как чисто передельные, предназначенные для переработки скапливающегося в отдельных промышленных регионах металлолома, максимально приближенные к рынкам; снабжения электроэнергией и потребления металлопродукции несколькими потребителями, за время своего существования и развития многие мини-заводы существенно изменили свой статус и превратились в металлургические предприятия, функционирующие в гораздо более сложных условиях. Как правило, развитие мини-заводов сопровождалось расширением связей не только с поставщиками необходимых для работы материалов (огнеупоры, топливо, вспомогательные материалы и пр.), но и существенным увеличением номенклатуры выпускаемой продукции и, соответственно, расширением географии ее реализации. Со временем перед мини-заводами, имеющими, как правило,; электросталеплавильное производство, встали проблемы качества выпускаемой продукции, потребовавшие увеличения в составе металлошихты первородных материалов. Если при возникновении этой проблемы, снабжение заводов осуществлялось со стороны, то в последние десять — пятнадцать лет многие заводы в качестве обязательной производственной структуры стали включать производства по получению металлизованного сырья, преобразуясь в интегрированные заводы. Современные, не обязательно вновь построенные, а в т.ч. и развившиеся мини-заводы используют в большом количестве технологический кислород для. интенсификации плавки, широко применяют методы внепечной обработки стали. Постепенно усиливающимися проблемами на мини-заводах, можно назвать такие, как постоянно накапливающиеся отходы прокатного производства (окалина), шламы газоочистки, мусор с площадок хранения металлолома, т.к. на передельных заводах эффективных способов переработки этих материалов нет. Тем не менее в силу роста энерговооруженности развитых стран, легкостью автоматизации и механизации процессов и другим причинам общее валовое производство электростали в мире постоянно растет, достигнув примерно 35 % от общего производства стали.

Параллельно с развитием электросталеплавильного производства наблюдается рост выпуска металлизованного сырья, причем заинтересованность в нем именно производителей стали является одним из основных факторов, способствующих увеличению объемов и географии его производства. Если исключить не получившие пока широкого распространения способы производства металлизованного продукта из железорудного сырья и угля в виде брикетов или окатышей, то видно, что наибольшее распространение на сегодняшний день получили шахтные процессы, использующие в качестве восстановителя реформированный газ (процессы Мидрекс и ХИЛ). Но современные успехи этих процессов скорее являются ; неудачей процессов одностадийного жидкофазного восстановления, т.к. присущие им недостатки (высокое содержание железа в исходной шихте, ее чистота по вредным элементам и остаткам окисной фазы) является частью выбранной физико-химической схемы производства и не могут быть устранены в принципе. Даже Корекс - процесс, являющийся двустадийным, но с жидким окончанием процесса восстановления, по своим технико-экономическимг показателям и потенциальным возможностям по-видимому, не может быть признан перспективным.

• На наш взгляд, идея использовать в качестве основного агрегата для одностадийного жидкофазного восстановления железных руд углем подовую печь с водоохлаждаемым верхом, раздельным двусторонним выпуском шлака и металла и интенсивным барботажем- шлаковой фазы с твердым восстановителем кислородными струями, положенная в основу процесса Ромелт, на сегодня является наиболее разработанной теоретически, прошедшей широкое опытно-промышленное опробование и практически готовой к промышленному освоению.

Этот процесс, о котором много говорилось на предыдущих страницах данной работы, способен в перспективе в ряде случаев конкурировать с доменным т.к. имеет следующие решающие преимущества:

- процесс экономически выгоден при малых годовых объемах производства, поэтому хорошо подходит для мини-заводов с дуговыми электропечами;

- высокая экологичность, т.к. не требуется агломерация руд и коксовое производство;

- в агрегатах Ромелт можно успешно перерабатывать самые разные железосодержащие отходы.

Однако, только этими и некоторыми другими достоинствами преимущества процесса Ромелт не исчерпываются. Тот факт, что при непрерывном процессе скорость наполнения ковша чугуном из агрегата Ромелт, гораздо меньше чем при выпуске чугуна из доменной печи, позволяет производить окислительное рафинирование расплава (в первую очередь от фосфора и углерода) во время наполнения ковша теми методами и приемами работы, которые хорошо известны из практики кислородно-конвертерных процессов с верхним и нижним дутьем. Обязательным условием этого является наличие сталеразливочного ковша с основной футеровкой и агрегата комплексной внепечной обработки стали для окончательной доводки металла по сере, температуре, легирующим элементам. По существу речь идет о том, чтбы ; отказаться от дуговой электросталеплавильной печи и получать сталь внепечным способом в две последовательные стадии.

В данной,работе были выбраны два направления исследования. Первое

- то, по которому пошли многие мини-заводы, , имеющие в своем распоряжении жидкий чугун - использование его в качестве заменителя части металлолома в шихте электропечей. Другое направление -рафинирование жидкого чугуна Ромелт в ковше при его наполнении по типу кислородно-конвертерных процессов. Сопоставление экономической эффективности выбранных технологических решений производилась с текущими показателями действующего производства. В качестве базы был выбран Белорусский металлургический завод, прошедший классический путь развития мини-завода и поставленный перед необходимостью выбора дальнейшей стратегии развития. БМЗ присущи все современные проблемы электросталеплавильных заводов. Это низкое качество металлолома, колебания цен на него, неритмичность поставок, ограничения по электроэнергии и прочее. В то же время рынок железорудных материалов и угля гораздо стабильнее и менее подвержен малопрогнозируемым колебаниям. БМЗ находится рядом с самыми чистыми железными рудами России - Лебединским ГОКом и дешевыми украинскими и польскими углями, что делает процесс Ромелт еще более востребованным (можно отметить, что 7 % руд КМА находятся на территории Белоруссии). На заводе за 20 лет работы скопилось огромное количество ценных железосодержащих отходов - шламов и окалины, которые в условиях завода с неполным циклом не могут быть использованы и складированы на долгий период хранения, в то время как в агрегате Ромелт они могут перерабатываться вместе с железорудным концентратом. ,

Для оценки технико-экономической эффективности использования процесса Ромелт в структуре БМЗ для переработки в дуговых электропечах в комплексе с установкой окислительного рафинирования взамен дуговой сталеплавильной печи была создана математическая модель, позволяющая рассчитать и сравнить с фактическими различные показатели по проектируемым вариантам. Выбор оптимального варианта осуществлялся методом перебора значений целевой функции, в качестве которой использовались такие показатели как чистый дисконтированный доход, внутренняя норма прибыли, срок окупаемости. Задача исследования потребовала также расчета калькуляции себестоимости по технологическим переделам, определяемой по фактическим расходам на основные материалы и другим статьям затрат.

В результате анализа рассчитанных в модели данных доказано, что замена электросталеплавильного процесса на агрегат Ромелт и УКО приводит к улучшению технико-экономическими показателей по сравнению с базовым вариантом и с вариантом переработки 30 % жидкого чугуна в ДСП. ,

Немаловажным фактором эффективности проектируемого процесса является переход с такого некачественного вида шихты как металлолом на гораздо более чистое и дешевое сырье - руду и уголь. Следует отметить, что рассчитываемая в работе себестоимость стали не учитывает ее более высокого качества вследствие меньшего содержания примесей цветных металлов, что может служить основанием для повышения цены реализации. Другим позитивным моментом является снижение зависимости от снабжения предприятия электроэнергией и электродами. По существу в данной работе выполнен анализ нового процесса получения стали.

Согласно расчетам, прирост чистой годовой прибыли (в ценах 2004 г.) по внепечному варианту составляет 106,52 млн. долл., срок окупаемости капитальных вложений с начала выхода на полную проектную мощность 3,63 года. За пятнадцать лет расчетного периода чистый дисконтированный доход составит 406,43 млн. долл., внутренняя норма прибыли — 26,19 %. По варианту переработки жидкого- чугуна в электропечах аналогичные показатели ниже, но тоже достаточно высоки для черной металлургии. Это свидетельствует о высокой эффективности проектов, а, следовательно, и целесообразности их осуществления. В условиях жесткой рыночной конкуренции, когда каждый производитель борется даже за небольшое снижение себестоимости выпускаемой продукции, разница в затратах почти в 50 долл./т является мощным стимулирующим фактором для принятия проектного решения к внедрению.

Разработанная в диссертации экономическая модель и результаты расчетов могут быть использованы металлургическими предприятиями, проектными организациями по обоснованию и включению в производственный цикл агрегата Ромелт и УКО.