Анализ структуры металлофонда и сценарии развития чёрной металлургии РФ

Корректный анализ структуры металлофонда Российской Федерации и прогнозы развития чёрной металлургии затруднены в связи с разнородностью и низкой надежностью исходной информации. Поэтому выводы, приведенные в данном разделе, носят предварительный, оценочный характер.

Рассмотрим основные исходные данные, принятые при расчётах структуры металлофонда РФ. Длительность периода исследования (ретропрогноза) составляет 55 лет, на временном отрезке с 1960 по 2015 г. Средний срок службы металла в основных фондах является функцией двух факторов. С одной стороны, это средний срок службы оборудования, с другой — относительная величина среднегодового обновления в оборудовании металла в процессе ремонта. Средний срок службы оборотных фондов и металлоизделий личного бытового потребления принят без учёта замены.

Изделия бытовой сферы потребления (чайники, микроволновые печи, холодильники, утюги и т.п.). Металл в таких изделиях чаще всего получен методом штамповки. Выделяют три группы потерь металла для данной технологии изготовления. К первой относится металл, который теряется в процессе заготовки исходного материала, далее вторая группа — непосредственные отходы технологического процесса на штампе, и технологические отходы, которые образуются в цехах механической обработки (стружка и т.п.). При этом неизбежные потери металла находятся в диапазоне 10-14 %.

В группу товаров среднесрочной сферы потребления входят станки, агрегаты, машины. Такие изделия получают методом сортовой прокатки и далее прибегают к специальной обработке поверхности изделия. При этом потери составляют 4-10 %

В долгосрочной сфере потребления находятся металлоконструкции (каркас стадионов, павильонов, мостов). Павильон (состоящий из швеллеров, двутавров, уголков, балок и т.д.) может служить около 15-20 лет. В случае мостов срок службы может превышать 20-25 лет. В процессе изготовления таких изделий, конструируемых из элементов практически готового проката, потери невелики и составляют, как правило, от 0,5 до 1,2 %.

Потери металла при металлообработке изделий краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной сфер потребления зависят от применяемой технологии и находятся в диапазоне от 0,5 до 15%.

Чёрные металлы в виде различных прокатных профилей, труб и стальных и прокатных, листового материала и т.п., поступают из металлургического производства в металлообработку и машиностроение, в строительную индустрию, другие отрасли промышленности, для личного потребления и для экспорта.

Федеральная служба государственной статистики — Росстат (прежнее название Госкомстат) является федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по формированию официальной статистической информации, а также функции по контролю и надзору в области государственной статистической деятельности на территории Российской Федерации. В своих ежегодных отчётах она отражает количество произведенных металлических изделий в натуральном выражении. Корректировка исходной базы данных заключается в соотнесении тех или иных металлических изделий со сферой потребления.

Предметы бытового назначения холодильники, машины стиральные и кухонные, пылесосы, соковыжималки, утюги, чайники, кофемолки, мясорубки, радиоприемные устройства, телевизоры, фотоаппараты, велосипеды и проч. отнесены к изделиям краткосрочной сферы эксплуатации.

К сфере среднесрочного потребления относятся: компрессоры, тракторы, лифты, мотоблоки, мотокультиваторы, комбайны, всевозможные станки, кузнечно-прессовые машины, печи, изделия автомобильной промышленности и т.п. Срок использования для таких изделий составляет 6-15 лет.

Изделия, со сроком службы более пятнадцати лет чаще всего представляют собой металлосоставляющие зданий и сооружений, металлоконструкции мостов, стадионов, павильонов, тепловозы, электровозы магистральные, а также вагоны — грузовые или пассажирские.

Коэффициенты сбора металлома для изделий краткосрочной, среднесрочной, долгосрочной сферы потребления определяются как отношение фактической заготовки лома к объёму его образования. Во времена СССР утилизацией металлических отходов занималось производственное объединение «Союзвтор-чермет» Министерства металлургии, куда входили городские и областные предприятия «Втормет» с сетью пунктов по приему лома.

Тогда же был выпущен и регулярно совершенствовался ГОСТ 2787 «Металлы чёрные вторичные. Общие технические условия». Под контролем всесоюзного научно-исследовательского и проектного института осуществлялась поддержка данной сферы деятельности. Перечисленные мероприятия обеспечивали надзор над сферой управления вторичными ресурсами.

После 1980 г. сбор металлического лома имел тенденцию к постоянному снижению и на сегодняшний день оценивается 60-65 % от его образования. Возрастают доли сложного «тяжёлого» и легковесного лома, содержащего примеси цветных металлов, а отечественные предприятия по подготовке лома к плавке оснащены устаревшим оборудованием, не обеспечивающим выполнения требований заказчика по качеству вторичных металлов.

После распада СССР единый надзорный орган по учету вторичных ресурсов перестал функционировать и в 1991-97 гг. было прекращено государственное регулирование сферы утилизации металлических отходов. В этот период времени ломоперерабатывающая деятельность в России впала в глубокий системный кризис, и объём утилизации отходов чёрных металлов по сравнению с рекордным 1987 г. сократился почти в три раза (до уровня около 12 млн т).

В 1998 г. был принят Федеральный закон «Об отходах производства и потребления», а в следующем году введено лицензирование деятельности с металлсодержащими отходами в соответствии с «Правилами обращения с ломом и отходами чёрных металлов». Значительное количество металлолома по-прежнему направлялось на экспорт, в том числе, в Белоруссию (в 2004 г. туда было направлено около 5 млн т лома чёрных металлов).

С 2005 г. начало расти потребление металлолома внутри РФ, но эта тенденция просуществовала лишь до 2008 г., пока не начался кризис, который привел к резкому сокращению потребления, заготовки и экспорта лома чёрных металлов.

Износ металлических изделий представляет собой разрушение поверхности изделий, вследствие чего происходит изменение размеров, формы, массы, или состояния поверхности изделия, нарушение формы и размеров. Физический износ, выраженный в старении материала, влечёт за собой снижению функциональных качеств изделий и к потере их потребительской ценности.

Процесс износа металла от истирания зависит от большого количества факторов. Величина износа зависит от интенсивности, длительности воздействия, температурных условий, площади соприкосновения, характера и величины действующих усилий и многих других факторов. Поэтому величину износа металлоконструкций от истирания обычно трудно вычислить заранее, износ рассматривается как самостоятельная динамическая характеристика, которая учитывается на основе опытных данных.

Значительные потери металла образуются от истирания рабочих частей оборудования и инструментов. Наиболее велик абразивный износ дробильноразмольного оборудования, большие потери металла образуются от истирания режущих, точащих, шлифовальных, бурильных и других подобных инструментов (около 3 % от снимаемого в стружку металла). Значительные потери металла образуются от истирания отдельных машин. Так как эти детали периодически сменяются, то косвенным измерителем этих потерь металла служат данные об общей массе потребляемых запасных частей.

В долгосрочной сфере потребления наиболее представительными являются данные о величине потерь металла от истирания в железнодорожном транспорте. В СССР безвозвратные потери металла от истирания колес, центров, тормозных колодок и рельсов исчислялись в 320-350 тыс. т/год. С учётом же потерь от истирания других элементов подвижного состава и дорожных металлических покрытий эта величина достигала 500 тыс. т. В изделиях краткосрочной сферы потребления, металл представлен в небольшом количестве, и износу подвержен мало, так как нормативный срок эксплуатации невелик.

Наибольшие потери металла от коррозии характерны для газовой, химической, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, металлургии, автомобильного транспорта, сельскохозяйственной и строительной техники. В СССР безвозвратные потери металла за время эксплуатации металлических конструкций оценивались в размере 6-8 % от первоначальной массы, что, к примеру, в 1962 г. составило 1,6 млн т.

В настоящее время, в связи со значительным старением основных фондов предприятий и жилищного фонда, ежегодные потери металла долгосрочной сферы потребления от коррозии оцениваются специалистами в размере до 12 % от первоначальной массы металлоконструкций.

Основными качественными характеристиками металлолома как шихтового материала являются: содержание железа в ломе; насыпная плотность; химическая однородность; содержание неметаллических примесей (земли, песка, масла, органические материалы) и цветных металлов. Металлолом по своим физическим и химическим свойствам должен обеспечить максимально возможную скорость загрузки сталеплавильных агрегатов, темп нагрева и плавления шихты, не оказывать отрицательного влияния на качество стали и работу агрегата, давать минимальную нагрузку на окружающую среду.

Чтобы улучшить характеристику металлолома и показатели его использования, производят предварительную его подготовку: пиротехнический контроль, сортировку, пакетирование, механическую резку, дробление (взрывное или копровое), измельчение и др. Как показали результаты экспериментального исследования Втормета, безвозвратные потери металла при сортировке смешанного лома составляют около 0,1 %, при огневой резке — 0,4 %, при наждачной резке — 0,1 %, при пакетировании — 0,2 %, при копровой разбивке чугунного лома — 0,3 %. Общие потери достигают 1,5-3,0 %.