Беседовала Александра Чебыкина
В 2026–2027 гг. на Оскольском электрометаллургическом комбинате им. А. А. Угарова (ОЭМК; входит в компанию «Металлоинвест») планируют создать и запустить в работу новый участок термообработки. Этот проект нацелен на развитие одного из важных для предприятия направлений — выпуска мелющих шаров. О новой продукции, которую позволит освоить новый участок, оснащении производства и требованиях заказчиков к мелющим шарам нашему изданию рассказал Пётр Гулов, технический директор ОЭМК.
— Пётр Владимирович, что стало главной причиной решения комбината о расширении линейки мелющих шаров?
— В первую очередь мы отвечаем на запросы наших клиентов и сейчас расширение продуктовой линейки проводим с целью удовлетворения потребностей рынка. Могу с уверенностью сказать, что ОЭМК является ведущим российским производителем качественного сортового проката. Наша продукция соответствует самым строгим современным требованиям и используется во всех подотраслях машиностроения для производства ответственных деталей и механизмов. Учитывая это, мы всегда отслеживаем потребности рынка как на текущий момент, так и на перспективу, и стараемся максимально им соответствовать.
— А не возникло ли опасений в том, что продукция останется невостребованной? Ведь сейчас промышленный сектор переживает не лучшие времена.
— В жизни не существует ничего вечного, и то же относится к «не лучшим временам». Однажды и для них наступит финал — и наступит, как часто бывает, внезапно. Именно к этому моменту мы должны подойти в полной готовности, обладая и компетенциями по производству необходимой продукции, и мощностями для выпуска необходимых рынку объёмов. Ведь, чтобы обеспечить максимальное качество, ОЭМК последовательно изучает все тонкости и особенности процессов производства шаров, что тоже требует времени.
Ещё отмечу, что, несмотря на все «не лучшие времена», спрос на шары ОЭМК остаётся стабильно высоким, а ведь это для нас относительно новая продукция.
— Как давно комбинат занимается выпуском мелющих шаров и каких объёмов производства вам удалось достичь к настоящему моменту?
— Производство было запущено во второй половине 2020 года. Изначально наши мощности были рассчитаны на выпуск около 43 тыс. тонн катаных стальных мелющих шаров — это позволяло нам добиться главной цели: исключить зависимость от внешних поставок и обеспечить предприятия контура «Металлоинвест» собственной продукцией. Со временем, постепенно развивая производство, нам удалось расширить рынок сбыта.
Сейчас у нас действуют два шаропрокатных комплекса, общая мощность которых позволяет выпускать порядка 150 тыс. тонн в год мелющих шаров диаметром 20, 40, 60, 80, 90, 100, 120 и 125 мм.
— Насколько высокие требования предъявляются к сырью для производства мелющих шаров?
— Требования к сырью ввиду специфики продукции достаточно строгие. Во-первых, должны применяться стали с повышенной прокаливаемостью. Критичны также содержания различных элементов: например, от содержания углерода в стали зависит возможность получения требуемой группы твёрдости шаров. Все карбидообразующие элементы, такие как хром, ванадий, молибден и др., напрямую сказываются на прокаливаемости, что также влияет на возможность получения требуемой группы твёрдости, а это, в свою очередь, отражается на износостойкости готовой продукции.
Во-вторых, важно контролировать и содержание вредных примесей: по сере значение не должно превышать 0,015 %, по фосфору — 0,020 %. Это обеспечивает низкую загрязнённость стали неметаллическими включениями.
Конечно, на ОЭМК в качестве сырья используется сталь, произведённая по уникальной технологии прямого восстановления из первородного сырья, что обеспечивает особую чистоту и уникальные механические свойства готового стального проката, в том числе стальных мелющих шаров.
— Какие этапы включает в себя процесс производства шаров?
— В общих чертах процесс выглядит таким образом: сталь после разливки в квадратную заготовку подвергается обжатию на прокатных станах цехов СПЦ-1 и СПЦ-2. Полученная заготовка для шаров нагревается в индукционных нагревателях до 950–1150 °C. На этом этапе важно обеспечить равномерность нагрева по сечению, не допустить перегрева и локального пережога.
Формообразование шара производится на шаропрокатных станах (ШПС и ШПК), которые обеспечивают высокую плотность металла, отсутствие усадочных раковин, стабильную геометрию.
— А как изменится процесс после создания участка термической обработки?
— Термическая обработка — по сути, ключевой этап, определяющий твёрдость и износостойкость шаров.
Соблюдение требования по химическому составу не является безусловным залогом успеха. Действительно, он должен обеспечить повышенную прокаливаемость и формирование закалочных структур по всему сечению, но без правильно подобранной технологии термической обработки можно не достичь ожидаемого результата.
На ОЭМК обработка осуществляется в две стадии. Первая — это закалка, в ходе которой осуществляется быстрый перенос шаров из зоны нагрева в закалочную среду. При этом после нагрева и прокатки используется стадия «подстуживания» шаров до требуемой температуры. В результате происходит формирование равномерной структуры по всему сечению шара без дефектов термообработки.
Вторая стадия — низкотемпературный отпуск.
В результате формируются шары с более твёрдой рабочей поверхностью, более вязкой сердцевиной. Правильная термообработка позволяет минимизировать образование трещин и сколов. Полученные шары обладают повышенной сопротивляемостью к абразивному износу.
Далее осуществляется аттестация шаров согласно ГОСТу.
Таким образом, мы будем получать мелющие шары 4-й и 5-й групп твёрдости.
— Какие работы вам предстоит провести в рамках создания участка термообработки?
— В первую очередь, конечно, это всестороннее планирование процесса: проведём проектирование технологической схемы, выполним расчёт производительности. Специалисты подберут режимы термообработки. Важным этапом станет и разработка логистики перемещения шаров для обеспечения эффективности производства.
После этого можно будет приступать к монтажу оборудования. В состав участка у нас войдут закалочное оборудование, оборудование для проведения отпуска, системы охлаждения и фильтрации, которые я упоминал, автоматизированные линии транспортировки. Также планируем предусмотреть сортировочные и упаковочные линии и приборы для контроля качества: это твердомеры, оборудование для металлографии и ударных испытаний.
После монтажа — пусконаладочные работы, обучение персонала и создание лаборатории контроля качества.
Считаем, что этого состава оборудования нам будет достаточно для выпуска 70 тысяч тонн в год мелющих шаров 4-й и 5-й групп твёрдости. Это завершит формирование полной ассортиментной линейки. И, безусловно, доля шаров 4-й и 5-й групп твёрдости будет расти, так как они более привлекательны для потребителей.
— Привлекательны в первую очередь за счёт снижения расходов?
— Да, во многом благодаря этому. Высокая твёрдость шаров уменьшает их износ на 20–50 % по сравнению с шарами 2-й и 3-й групп твёрдости. Кроме того, такие шары имеют меньшую ломкость, что снижает потери на разрушение и сокращает загрязнение перемалываемого материала.
Шары 4-й и 5-й групп твёрдости дольше сохраняют размер и форму, что обеспечивает стабильный помол. Стабильный помол важен при обогащении руд чёрных и цветных металлов, при производстве цемента и переработке угля. В результате снижаются простои мельниц из-за замены шаров, а их производительность увеличивается на 3–8 %.
Использование шаров 4-й и 5-й групп твёрдости обеспечивает более стабильную гранулометрию, что снижает рециркуляцию перемалываемого материала и сокращает энергозатраты на 2–5 % для фабрик горнорудных предприятий.
Высокая ударная вязкость и низкая ломкость шаров 4-й и 5-й групп твёрдости снижают риск повреждения футеровки, сокращают затраты на обслуживание мельниц.
— Где наиболее актуально применение шаров с такими характеристиками?
— Наибольшая твёрдость шаров обычно требуется для перемалывания железных, медных, золотосодержащих, молибденовых, полиметаллических руд и т. д. Основными потребителями шаров ОЭМК являются горнорудные, цементные, угольные компании, и расширение ассортимента было необходимо для полного обеспечения их потребностей.
— Потребуется ли при изменении твёрдости шаров делать усиление футеровки мельниц?
— Нет, существенного усиления футеровки не требуется, если мельница находится в исправном состоянии и футеровка соответствует современным стандартам. Ведь масса шаров не меняется — меняется только твёрдость. Ударные нагрузки вырастут незначительно, а современные футеровки рассчитаны на работу с шарами HRC 60–65.
Впрочем, всегда есть и исключения. Усиление может потребоваться в случае, если предприятие осуществляет переход с литых шаров на кованые высокой твёрдости. Или, например, при использовании шаров в мельницах с повышенной скоростью вращения. И конечно, стоит позаботиться о защите для мельниц старых конструкций, спроектированных до 1980-х годов, и при высоком износе футеровки.
— Отличаются ли требования к шарам у предприятий разных сегментов, например, у цементных и у угольных?
— Да, конечно, есть характерные отраслевые требования. Например, для предприятий горной добычи важны максимальная ударная вязкость, минимальная ломкость, высокая твёрдость по всему сечению, а также высокие требования к износу. Для угольщиков в приоритете минимальная ломкость, стабильность поставок и низкая цена. Для цементных заводов — стабильность диаметра, низкая ломкость, поставки с небольшим интервалом, но малыми партиями и упаковка строго в биг-бэги. Конечно, для химпрома крайне существенно отсутствие загрязнений, низкие содержания серы и фосфора, минимальный и равномерный износ для обеспечения стабильной гранулометрии.
И всем без исключения важны поставки по графику и сопроводительная документация: сертификаты качества, протоколы испытаний, паспорта безопасности материала. Иногда встречается требование о поставке шаров в упаковке, обладающей повышенной устойчивостью к перегрузкам.
— Как вы оцениваете свои конкурентные преимущества после выхода в новый сегмент рынка? Какая доля продукции будет направляться на собственные нужды, а какая будет сориентирована на сторонних заказчиков?
— Выход нашей продукции на новый сегмент рынка шаров позволит потребителям, сотрудничающим с ОЭМК, получать все требуемые типы шаров в «одном окне» и за счёт этого снизить свои затраты. Изначально строительство шаропрокатных станов было направлено на обеспечение предприятий «Металлоинвеста», так как это позволяло снизить издержки за счёт понятного ценообразования и, в случае Михайловского ГОКа, короткого транспортного плеча.
В настоящее время около 50 % произведённых шаров поставляется на предприятия компании «Металлоинвест». Но ОЭМК не делает различия между потребителями, входящими в состав компании, и внешними потребителями и готов одинаково ответственно обеспечивать потребности всех клиентов.