Экономическая эффективность утилизации железосодержащих отходов методом жидкофазного восстановления тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Сакир, Николай Федорович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ,

СУЩЕСТВУЮ-ЩИХ ПРОБЛЕМ И ПЕРСПЕКТИВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ АО НЛМК.

1.1. Источники образования, ресурсы и степень вовлечения в металлургический передел железосодержащих отходов комбината.

1.2. Технико-экономические предпосылки организации полной утилизации железосодержащих отходов АО НЛМК на современном этапе.

1.3. Качественный анализ возможных способов утилизации не вовлеченных в металлургический передел отходов.

1.4. Процесс жидкофазного восстановления и предпосылки его использования для переработки окисленных железосодержащих отходов комбината.

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ПРОБЛЕМЫ.

2.1. Методические особенности оценки эффективности инвестиций в условиях рынка.

2.2. Основные методические подходы к оценке эффективности утилизации отходов комбината.

2.3. Разработка технико-экономической модели производства чугуна в установках жидкофазного восстановления.

2.4. Обоснование исходной технико-экономической информации для расчетов.

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ В УСТАНОВКАХ ЖИДКОФАЗНОГО ВОССТАНОВ-ЛЕНИЯ ОКИСЛЕННЫХ

ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ АО НЛМК.

3.1. Анализ вещественного состава и определение металлургической ценности неиспользуемых видов отходов.

3.2. Экономическая эффективность переработки различных видов отходов при различных объемах их образования.

3.3. Экономическая эффективность проектных решений по утилизации неиспользуемых железосодержащих отходов

НЛМК методом жидкофазного восстановления.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Экономическая эффективность утилизации железосодержащих отходов методом жидкофазного восстановления"

В черной металлургии в процессе металлургической переработки сырья ежегодно образуется большое количество технологических отходов в виде пыли, шламов и окалины. Они содержат значительные количества железа, а в ряде случаев цинка, свинца и некоторых других полезных компонентов.

Вовлечение этих отходов в металлургический передел позволяет расширить сырьевую базу черной и цветной металлургии; способствует решению вопросов повышения эффективности использования природных ресурсов; создает условия для организации малоотходных и безотходных производств и предотвращения ущерба от загрязнения окружающей среды.

На конкретном предприятии переработка железосодержащих отходов приобретает все большее значение как фактор получения дополнительной прибыли, снижения затрат на решение экологических вопросов и издержек производства в целом, снижения ресурсоемкости и повышения конкурентоспособности металлопродукции.

Основными источниками образования железосодержащих отходов (ЖСО) на металлургическом предприятии являются аглофабрики, доменные, сталеплавильные и прокатные цехи. Текущий их выход изменяется по предприятиям в зависимости от структуры и мощности последних от 140 до 1200 тыс.т/год. В целом по черной металлургии СНГ по разным оценкам [ 1 -8] он может достигать 15-24 млн.т/год.

В пересчете на железо это соответствует 8-12% его ежегодного потребления отраслью.

Степень использования отходов текущего образования варьируется по крупным предприятиям отрасли в пределах от 40 до 90%. По черной металлургии в целом она составляет 76-78%. Однако, не все из используемых отходов утилизируются непосредственно в металлургии. Немалая их часть после обезвоживания реализуется на сторону предприятиям неметаллургического профиля. Как правило, это отходы сталеплавильных цехов, имеющие повышенное содержание цинка и свинца.

В металлургический передел, в основном через агломерацию, возвращается немногим более 40% железа отходов. Остальные 60% либо накапливаются в отвалах и отстойниках, либо безвозвратно теряются за пределами предприятий.

Ежегодное поступление железосодержащих отходов в отвалы и накопители только по 18 крупнейшим предприятиям черной металлургии СНГ составляет 3 млн.т [6]. Общий объем складированных отходов, превысив в настоящее время 200 млн.т, продолжает увеличиваться. Забор для переработки отходов из накопителей - явление крайне редкое, так как в большинстве своем они непригодны для агломерации. Приведение их в кондиционный для агломерации продукт требует значительных затрат, а утилизация на аглолентах - доведения доли отходов в аглошихте до 40-50% [4]. Это весьма проблематично в связи с неизбежным ухудшением технико-экономических показателей агломерации и доменной плавки.

Из вышесказанного следует, что проблемы утилизации железосодержащих отходов металлургических предприятий далеко не решены, а поиск и экономическое обоснование мероприятий по их решению является задачей весьма актуальной.

Количественные оценки ресурсов, состояния утилизации отходов, а также экономической целесообразности и эффективности использования различных способов их переработки достаточно подробно освещались в научно-технической литературе. Наиболее полно они представлены в работах [1-4], обобщивших опыт утилизации различных видов ЖСО, накопленный к концу 80-х годов. Отличительной особенностью предлагаемых в этих работах решений является непременная ориентация их на подготовку всех видов отходов к плавке традиционными методами, то есть в доменном или сталеплавильном переделах. Последние, как известно, предъявляют повышенные требования к качественным характеристикам сырья, что, естественно, сужает возможности эффективного потребления отходов и повышения степени их утилизации.

Решение проблемы более полной утилизации образующихся и накопленных отходов следует искать на пути внедрения нетрадиционных методов металлургической переработки окисленного сырья. К перспективным, в частности, следует отнести методы восстановительной плавки железосодержащего сырья в жидкой ванне, интенсивные разработки которых ведутся во всем мире, начиная с 70-х годов.

Одним из наиболее приспособленных для переработки отходов процессов является разработанный в России процесс жидкофазного восстановления "Ромелт". Он прошел длительные испытания на опытно-промышленной установке АО НЛМК и в настоящее время практически полностью подготовлен к промышленному внедрению.

Целесообразность внедрения и использования процесса для переработки отходов должна быть экономически обоснована. Первые оценки в этом направлении были сделаны в работах [9-12], выполненных в 1988-90 г.г. Выводы этих исследований относятся к периоду и условиям централизованно-планового управления народным хозяйством. Он характеризовался постоянным ростом объемов производства, относительной стабильностью цен, централизованным распределением капитальных вложений, наличием обязательных для применения в экономических расчетах нормативов эффективности капитальных вложений, рядом других особенностей, которые все вместе влияли на конечные результаты оценок.

С начала 90-х годов ситуация в экономике резко меняется. Развитие рыночных отношений сопровождается существенным спадом производства, изменением инвестиционной политики, высокими темпами инфляции при одновременном изменении структуры цен на взаимозаменяемые виды сырья, топлива и энергии. При этом расширяются внешнеэкономические связи предприятий, облегчающие выбор наиболее прогрессивных технологий. Все это требует совершенствования подходов к обоснованию внедрения любых технических мероприятий, в том числе и по переработке железосодержащих отходов.

Целью настоящей работы является технико-экономическое исследование возможностей процесса жидкофазного восстановления "Ромелт" в решении существующих проблем утилизации окисленных железосодержащих отходов на предприятиях черной металлургии в условиях развития рыночных отношений.

В ходе проведения исследования были поставлены и решены следующие задачи:

- на основе анализа современного состояния выявлены существующие проблемы утилизации железосодержащих отходов металлургического предприятия и обоснованы основные направления их решения;

- изучены методические особенности, обоснованы критериальные показатели и основные методические подходы к исследованию эффективности инвестиционных мероприятий предприятий в условиях рынка;

- разработана технико-экономическая модель производства чугуна в установках жидкофазного восстановления "Ромелт";

- выполнены расчеты и анализ сравнительной эффективности переработки в установках "Ромелт" железорудного сырья и различных видов железосодержащих отходов, установлена металлургическая ценность последних;

- определены границы эффективного применения процесса "Ромелт" по объемам переработки различных видов отходов; исследована экономическая эффективность проектных решений по сооружению комплекса промышленной установки "Ромелт" для переработки неиспользуемых железосодержащих отходов АО НЛМК.

Объект исследования - предприятие полного цикла АО Новолипецкий металлургический комбинат. Здесь наиболее полно представлены проблемы утилизации отходов металлургических предприятий и отрасли в целом.

Предмет исследования - окисленные железосодержащие отходы и методы их переработки.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые комплексно изучены технико-экономические аспекты переработки железосодержащих отходов принципиально новым методом; обоснован и применен для этих целей критериальный показатель минимальной продажной цены, соответствующий рыночным методам исследования эффективности инвестиций.

Показано, что непригодные для агломерации и потому складируемые или реализуемые на сторону отходы могут быть успешно переработаны методом "Ромелт" в чугун, обладают весьма высокой металлургической ценностью и, следовательно, должны возвращаться в металлургическую переработку.

Практическая значимость работы состоит в доказательстве возможности и экономической целесообразности полной переработки окисленных железосодержащих отходов по новой технологии практически на любом металлургическом предприятии, а также в создании модели для оперативного прогнозирования технико-экономических показателей утилизации отходов процессом "Ромелт" в зависимости от объемов их образования, вещественного состава и топливно-энергетических возможностей конкретного предприятия.

Полученные результаты могут быть использованы всеми металлургическими предприятиями, научными и проектными организациями отрасли для принятия и обоснования соответствующих решений.

Практическое применение (внедрение) результаты работы нашли при обосновании проектных решений и в ходе рабочего проектирования комплекса промышленной установки "Ромелт" по переработке неиспользуемых железосодержащих отходов АО НЛМК.

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в пяти научных статьях; доложены на: Втором конгрессе сталеплавильщиков, г. Липецк, 1993 г.; Третьем конгрессе сталеплавильщиков, г. Москва, 1995 г.; Международном семинаре INTERNATIONAL METALLURGY - 96, г. Дели, октябрь 1996 г.

Диссертация содержит 156 страниц машинописного текста, 20 таблиц, 10 рисунков, 10 приложений. Список использованной литературы насчитывает 112 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", Сакир, Николай Федорович

ВЫВОДЫ

1. Анализ вещественного состава, степени подготовленности и текущего выхода неиспользуемых отходов показал, что все они могут быть успешно переработаны в установках "Ромелт". Однако, по условиям основности большинство их видов следует перерабатывать не отдельно, а в смеси. При этом кондиционная смесь должна формироваться в пропорциях текущего выхода отходов. Применение этого принципа позволило выделить для экономической оценки три вида отходов: пыли АГП, смесь шламов, смесь отходов.

2. Будучи непригодными или нежелательными для применения в аглодоменном производстве указанные виды отходов приобретают высокую металлургическую ценность, если их переработку осуществлять в установках "Ромелт". Металлургическая ценность пылей АГП в зависимости от уровня цен составляет при этом 60 - 70 %, смеси шламов 120 - 180 %, смеси отходов 100 - 140 % цены железорудного концентрата с содержанием железа 61 %.

3. Удельный экономический эффект от вовлечения в передел методом "Ромелт" каждой тонны неиспользуемых отходов превышает отпускные цены на осушенные шламы по вариантам переработки пылей АГП в 1,4 - 4,0 раза (в зависимости от уровня цен), смеси шламов в 2,4 - 8,2 раза, смеси отходов в 1,9 - 6,7 раза. Следовательно, отпуская отходы на сторону, комбинат несет значительные экономические потери, которые могут быть ликвидированы путем промышленной реализации технологии "Ромелт".

4. Оценкой абсолютной эффективности вариантов переработки различных видов отходов по показателю ВНП установлено, что при реальной ставке банковского процента - 10 % все проекты находятся в поле эффективных решений. Однако, наибольшие значения ВНП при любом уровне цен достигаются по варианту переработки смеси шламов (16 - 24,4 %). При проектировании установки такой же мощности для переработки смеси отходов ВНП снижается на 2,5 - 4,8 %, а пылей АГП на 6 -12 %.

5. Переходные в отечественной экономике процессы, связанные с изменением уровня и структуры цен, должны стимулировать организацию полной утилизации отходов уже на современном этапе, так как наибольший уровень как сравнительной, так и абсолютной эффективности, достигается при расчете показателей в ценах апреля 1994 г. При выравнивании структуры внутренних цен до уровня мировых эффект снижается, но не существенно.

6. Расчетами абсолютной эффективности проектов сооружения установок "Ромелт" различной площади, доказана возможность эффективного использования новой технологии в широком интервале изменения объемов образования (переработки) различных видов отходов. Приемлемый при этом во всех случаях уровень капитальных вложений делает технологию "Ромелт" пригодной к применению на большинстве металлургических предприятий отрасли.

7. Проектные решения, принятые по сооружению промышленной у установки "Ромелт" площадью 24 м для переработки железосодержащих пылей и шламов АО HJIMK, обеспечивают достаточно высокий уровень эффективности инвестиций. При объеме капитальных вложений в ценах апреля 1994 г. в 119 млрд. руб., срок возмещения затрат с начала строительства комплекса составляет 5,7 года, а с начала эксплуатации - 3,7 года. Внутренняя норма прибыли определилась на уровне 17,8 %, что выше реальной ставки банковского процента на 1,6 %. Интегральный экономический эффект при ставке сравнения 16,2 % составил 3,4 млрд.руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проблема вовлечения в металлургический передел железосодержащих отходов на предприятиях черной металлургии еще далеко не решена. Степень их утилизации по крупным предприятиям отрасли составляет от 40 % до 90 %, по отрасли в целом она находится на уровне 76 - 78 %. Многие из уже утилизируемых отходов реализуются предприятиям неметаллургического профиля. В металлургический передел возвращается немногим более 40 % железа отходов. Остальные 60 % либо складируются, либо безвозвратно теряются за пределами предприятий.

Наличие значительных ресурсов не вовлеченных в передел отходов, настоятельная необходимость улучшения экологической обстановки в металлургических центрах, постоянное ужесточение природоохранного законодательства, предложение к реализации новых технологий для металлургической переработки отходов, а также возможность получения при этом дополнительной прибыли создают необходимые предпосылки для эффективного решения проблемы организации полной переработки отходов на современном этапе.

АО НЛМК обладает значительными ресурсами неиспользуемых железосодержащих отходов. Их масса в отвалах и накопителях продолжает увеличиваться с каждым годом, несмотря на спад производства. Если поставить задачу полной утилизации этих отходов с выработкой накопителей в течение 8-12 лет, то ежегодный объем их вовлечения в металлургический передел мог бы составить порядка 850 - 680 тыс.т даже при 50% - м спаде производства. Это позволило бы ежегодно экономить значительные количества первичного железорудного сырья, кокса, извести, увеличить за счет этого прибыль комбината на 1,5 - 2,5 %.

Анализ возможных способов утилизации не вовлеченных в металлургический передел отходов НЛМК показал, что большинство из них ориентировано на использование и совершенствование традиционных схем получения окускованного сырья для доменных печей. Лучшим вариантом решения проблемы утилизации, в первую очередь некондиционных для агломерации отходов, следует считать вынесение их переработки за пределы доменной печи. Наиболее приспособленным для этих целей является на сегодня разработанный в МИСиС и реализованный на опытно-промышленной установке НЛМК процесс жидкофазного восстановления "Ромелт". Необходимость объективного обоснования экономической целесообразности его промышленного внедрения потребовало проведения комплексного технико-экономического исследования возможностей процесса в решении существующих проблем утилизации окисленных отходов.

В ходе исследования разработана и использована в расчетах отвечающая требованиям рынка методика определения экономической эффективности инвестиционных решений на предпроектной стадии их проработки. В качестве критерия сравнительной эффективности предложен показатель минимальной продажной цены основного вида продукции, который представляет собой сумму полной себестоимости единицы продукции и удельной дисконтированной величины будущих поступлений (чистого дохода) на инвестированный капитал. В качестве критериев абсолютной эффективности использованы показатели внутренней нормы прибыли (ВНП) и интегрального экономического эффекта.

Для глубокого изучения реальных возможностей процесса построена и реализована на ЭВМ технико-экономическая модель производства чугуна в установках "Ромелт", позволяющая исследовать и прогнозировать уровень показателей плавки и эффективности переработки отходов в широком интервале изменения независимых переменных факторов.

Исследована экономическая эффективность переработки трех видов неиспользуемых отходов АО НЛМК: пылей АГП, смеси шламов доменных и сталеплавильных цехов, смеси всех неиспользуемых отходов.

Показано, что все неиспользуемые в настоящее время виды ЖСО приобретают высокую металлургическую ценность, если перерабатываются методом "Ромелт". При расчете соответствующих показателей в текущих (апрель 1994 г.) ценах, металлургическая ценность пылей АГП составляет 70 %, смеси шламов доменных и сталеплавильных цехов - 180 %, а смеси всех отходов - 140 % от цены высококачественного железорудного концентрата с содержанием железа 61 %. Ее расчетные значения превышают отпускные цены комбината на осушенные шламы соответственно в 2,5; 7,0 и 5,3 раза, что свидетельствует о наличии реальных возможностей более эффективного использования реализуемых на сторону отходов.

Вовлечение любого из перечисленных видов отходов в металлургический передел с помощью метода "Ромелт" является экономически целесообразным и эффективным. Минимальные продажные цены на чугун из пылей АГП, при расчете показателей в текущих (апрель 1994г.) ценах, ниже рыночной цены чугуна на 8%, из смеси шламов - на 34%, из смеси отходов - на 25%. Лучшие результаты по варианту переработки смеси шламов доменных и сталеплавильных цехов объясняются повышенным содержание в них цинка, свинца и углерода, которые либо полезно используются в виде попутного продукта, либо утилизируются в процессе плавки.

Целесообразность использования технологии "Ромелт" для переработки различных отходов подтверждена расчетами абсолютной эффективности инвестиционных проектов, соответствующих вариантам исследования. При реальной банковской ставке по долгосрочным кредитам 10 % ВНП всех возможных проектов находится в поле эффективных решений. При этом объемы переработки (образования) отходов могут изменяться в широких пределах, что свидетельствует о пригодности технологии к применению на большинстве металлургических предприятий.

Изменения уровней и структуры цен на взаимозаменяемые виды сырья топлива и энергии, которые последовательно отражают процессы перехода от плановой экономики к развитой рыночной, сопровождаются повышением эффективности вовлечения отходов в металлургический передел методом "Ромелт". Это является дополнительным аргументом в пользу широкого внедрения исследуемой технологии в промышленное производство на современном этапе.

Проект организации переработки неиспользуемых на НЛМК железосодержащих отходов путем сооружения комплекса установки "Ромелт" площадью 24 м потребует в ценах апреля 1994 г. 119 млрд. руб. капитальных вложений в основные фонды и 3,4 млрд. руб. - в оборотные средства. Эти инвестиции будут возвращены комбинату в течение 3,7 лет с момента пуска объектов. За 10 лет расчетного периода накопленная комплексом денежная наличность составит 79,1 млрд. руб., а интегральный (дисконтированный при ставке сравнения в 16,2 %, которая соответствует реальной, очищенной от инфляции ставке банковского процента по состоянию на апрель 1994г.) экономический эффект - 3,4 млрд. руб. Внутренняя норма прибыли при этом определится на уровне 17,8 %, т.е. превысит реальную банковскую ставку по долгосрочным кредитам на 1,6 %. Все это свидетельствует о достаточно высокой эффективности и, следовательно, целесообразности осуществления предлагаемого инвестиционного проекта.

Разработанная в диссертации технико-экономическая модель и результаты расчетов могут быть использованы практически всеми металлургическими предприятиями, проектными и научными организациями для принятия решений по обоснованию и организации переработки железосодержащих отходов металлургического производства в различных производственных и экономических условиях.