1 of 16

«Теплоизолирующие гранулы для черной металлургии»

Руководитель проекта:

Фейлер С.В., заведующий кафедрой металлургии черных металлов и химической технологии, к.т.н., доцент

2 of 16

Актуальность

​

Транспортировка жидкого чугуна в сталеплавильное производство

Ковшевая обработка стали

Разливка стали в изложницы

Непрерывная разливка стали через промежуточный ковш

Теплоизолирующие смеси

Применяются для уменьшения тепловых потерь с поверхности металлического расплава

Импорт более 30 %

Иностранные производители и их объемы поставок в РФ в 2021 г.

*Источник: данные Росстата, федеральной таможенной службы

Потребление теплоизолирующих смесей в РФ в 2021 г.

Объем импорта 21 600 т.

2

3 of 16

Цель и задачи проекта

​

Разработка химических, компонентных и гранулометрических составов теплоизолирующих смесей для металлургической промышленности на основе использования распространенных природных и техногенных материалов. Организация опытного производства теплоизолирующих смесей. Обеспечение импортозамещения в металлургической отрасли.

  • Исследование физико-химических свойств возможных компонентов смесей (химический и фракционный составы, насыпная плотность, влажность);
  • Создание электронной базы данных физико-химических свойств природных и техногенных материалов и разработка системы автоматизированного расчета компонентного состава смеси, исходя из требуемого химического состава теплоизолирующих смесей;
  • Разработка химических и компонентных составов теплоизолирующих смесей для защиты поверхности металлического расплава (различных марок чугуна и стали, ферросплавов);
  • Разработка химического и компонентного составов промывочной (аварийной) смеси;
  • Исследование физико-химических свойств разработанных теплоизолирующих смесей (влажность, теплопроводность, температуры размягчения и плавления);
  • Разработка проекта производственного участка и технологии изготовления теплоизолирующих смесей различного химического, компонентного и фракционного составов;
  • Организация опытного производства теплоизолирующих смесей для черной металлургии.

​

3

4 of 16

Теплоизолирующие гранулы. �Основные характеристики и преимущества

​

Характеристики:

  • компоненты – доступные природные и техногенные материалы (лузга зерновых культур, зола лузги зерновых культур, пыль газоочистки производства ферросилиция, извести, зола ТЭЦ, микрокремнезем, перлит, вермикулит);
  • диаметр – 6-10 мм;
  • длина – 10-15 мм;
  • плотность – 1,2-1,5 т/м3;
  • влажность – не более 5 %;
  • расход материала – не более 0,5 кг/т;
  • теплопотери при использовании – не более 0,5 °C/мин.

Преимущества:

  • однородный и стабильный химический и компонентный состав;
  • нейтральность к металлическому расплаву и футеровке металлургических агрегатов;
  • не подвержены сегрегации компонентов при транспортировке;
  • органическая составляющая обеспечивает защитную атмосферу, препятствующую окислению (потерям металла).

4

5 of 16

Описание технологического процесса производства теплоизолирующих гранул

​

Зола ТЭЦ

Зола лузги зерновых культур

Лузга зерновых культур

Вспученный перлит

Микрокремнезем

Вспученный вермикулит

Шлаковый щебень

Дробление исходных материалов

Смешивание компонентов

Изготовление теплоизолирующих гранул (экструзия)

5

6 of 16

Задел по проекту

​

«У.М.Н.И.К. – 2016»: «Разработка теплоизолирующих и шлакообразующих смесей для металлургической промышленности»

«Старт – 2022»: «Разработка опытной технологии производства теплоизолирующих смесей и гранул для черной металлургии, получение и испытания опытных образцов теплоизолирующих гранул»

Разработки

1. Лабораторные комплексы и методики определения температур размягчения и плавления сыпучих материалов, вязкости шлаковых расплавов;

2. Двухкомпонентная теплоизолирующая смесь (60 % лузга зерновых культур, 40 % зола ТЭЦ).

Защита ИС

1. Получен патент РФ на полезную модель (182841); Подана заявка на патент РФ на изобретение

2. Опубликовано 20 статей в научно-технических изданиях;

3. Выступление с докладами по теме на 14 Всероссийских и международных конференциях и конкурсах;

Сотрудничество

1. Изготовлена опытная партия (600 кг) двухкомпонентных теплоизолирующих гранул;

2. В условиях ПАО «Тулачермет» проведены испытания теплоизолирующих гранул;

Образование

1. Участие в образовательном интенсиве для технологических предпринимателей Кемеровской области Акселератор «Генезис»;

2. Повышение квалификации в Уральском федеральном университете по программе «Основы коммерциализации результатов научно-исследовательской работы и создание бизнес-плана проекта»;

3. Повышение квалификации в Московском институте стали и сплавов по программе «Основы � управления ИС»;

6

7 of 16

Конкурентный анализ ключевых участников рынка

​

Структура производства теплоизолирующих смесей по ключевым производителям в РФ в 2021 г.

Предприятие

Расположение производства

Объем производства, тыс. т

ООО «ЕвроТехМет»

Воронежская область, Верхнехавский р-н

13,2

АО «Барамист-Урал»

Челябинская обл., г. Южноуральск

6,6

ООО «Шлаксервис»

Челябинская обл., г. Магнитогорск

6,6

ООО «НПФ «Корад»

Белгородская обл., г. Старый Оскол

4,4

Прочие

-

13,2

Итого по РФ

-

44,0

Сравнение с конкурентами

*Источник: данные Росстата, Федеральной таможенной службы

Производитель смеси

Цена, руб.

Расход материала, кг/т

Теплопотери, °C/мин

Снижение потерь металла, %

Разрабатываемая смесь

от 25 000

до 0,5

до 0,5

до 1

ООО «ЕвроТехМет»

40 000 – 120 000

0,93

0,62

-

ООО «Шлаксервис»

102 000

0,91

0,58

-

ООО «НПФ Корад»

52 000

0,86

0,57

-

Средние показатели зарубежных смесей

76 000

0,83

0,5

-

7

8 of 16

Рынок и потенциальные потребители

​

Структура потребления теплоизолирующих смесей по федеральным округам в 2013-2021 гг., тыс. т

*Источник: данные Росстата, федеральной таможенной службы

Федеральный округ

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2021

Уральский

21,0

21,5

20,6

21,6

22,4

22,4

22,1

22,1

22,3

Центральный

13,3

14,0

14,4

15,2

15,1

15,3

14,2

16,5

16,6

Северо-Западный

9,0

9,1

9,1

9,3

9,0

9,3

9,3

10,0

10,0

Сибирский

6,3

6,3

5,9

5,9

6,0

5,6

6,2

6,7

6,8

Приволжский

3,1

2,9

3,0

3,3

3,6

3,8

3,6

4,0

4,1

Южный

2,9

3,2

3,0

3,1

3,1

3,3

3,4

3,7

3,7

Дальневосточный

0,4

0,5

0,4

0,2

0,1

0,5

0,8

0,6

0,6

Северо-Кавказский

0,0

0,0

0,0

0,1

0,1

0,2

0,1

0,1

0,1

Итого по РФ

56,1

57,4

56,5

58,6

59,5

60,5

59,8

63,6

64,2

Потенциальные потребители

Комбинаты: АО «ЕВРАЗ ЗСМК»; АО «ЕВРАЗ НТМК»; АО «ММК»; АО «НЛМК»; ПАО «Тулачермет»; ПАО «Северсталь»; �ПАО «ЧМК»

Мини-заводы: ОАО «Белорусский металлургический завод», АО «КМК «ТЭМПО»; АО «СТЗ»; ООО «Амурсталь»; АО «ОЭМК»; АО «ПНТЗ»; АО «Уральская сталь», ООО «Абинский металлургический завод»

Литейные предприятия: ООО «Кузбасский литейный завод»; ООО «Амурметалл-Литье»; ООО «Инновационные литейные технологии»; ООО «РудТех»; АО «Алтайвагон»

8

9 of 16

Ключевые параметры проекта

Первые шаги

  1. Организация лаборатории для проведения исследовательских и экспериментальных работ;
  2. Отбор проб природных и техногенных материалов и определение их физико-химических свойств;

3) Разработка химических и компонентных составов теплоизолирующих смесей;

4) Организация опытного участка для отработки технологии производства и экспериментальных работ.

Ключевые действия

  1. Разработка химических и компонентных составов смесей;

2) Производство опытных партий смесей;

3) Промышленная апробация опытных партий смесей;

4) Разработка технологической линии для производства смесей;

5) Организация производства смесей.

Ключевые ценности

1) Снижение материальных и энергетических затрат при производстве металлопродукции;

2) Повышение качества металлопродукции;

3) Снижение себестоимости металлопродукции (на ~1%);

4) Повышение конкурентоспособности отечественной черной металлургии.

Ключевые потребители продукта

Предприятия черной металлургии Российской Федерации с полным металлургическим циклом:

АО «ЕВРАЗ ЗСМК»; АО «ЕВРАЗ НТМК»; АО «ММК»; АО «НЛМК»; ПАО «Тулачермет»; ПАО «Северсталь»; ПАО «ЧМК».

Мини-заводы черной металлургии РФ:

АО «КМК «ТЭМПО»; АО «СТЗ»; ООО «Амурсталь»; АО «ОЭМК»; АО «ПНТЗ»; АО «Уральская сталь».

Литейные заводы РФ:

ООО «Кузбасский литейный завод»; ООО «Амурметалл-Литье»; ООО «Инновационные литейные технологии»; ООО «РудТех»; АО «Алтайвагон».

Ресурсы

1) Специалисты – исследователи, проектировщики, специалисты в управлении проектами;

2) Лабораторное оснащение;

3) Материальные ресурсы для организации производства смесей.

Риски

  1. Снижение объемов производства металлопродукции;

2) Снижение объемов образования исходных компонентов для производства смесей;

3) Увеличение стоимости исходных компонентов для производства смесей.

Ожидаемые эффекты

1) Обеспечение потребностей отечественных предприятий черной металлургии в теплоизолирующих смесях;

2) Снижение импортозависимости и обеспечение технологического суверенитета в материалах для производства черных металлов;

3) Снижение себестоимости производства черных металлов;

4) Улучшение экологической обстановки за счет использования в составах теплоизолирующих смесей мелкодисперсных промышленных отходов.

Актуальность

В Российской Федерации ежегодно производится около 120 млн. т чугуна и стали, для производства которых требуется более 60 тыс. т теплоизолирующих смесей. Стоимость импортных смесей превышает $1000 за 1 т, что негативно сказывается на себестоимости отечественной металлопродукции и ее конкурентоспособности на внутреннем и внешнем рынках. Более 70 % импорта – поставки из недружественных стран.

9

10 of 16

План реализации проекта и �коммерциализации разработок

​

10

11 of 16

Спасибо за внимание!

Фейлер Сергей Владимирович, заведующий кафедрой металлургии черных металлов и химической технологии

ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет», г. Новокузнецк.

Тел: 8-913-313-4323,

E-mail: feiler_sv@sibsiu.ru

12 of 16

�Приложения

13 of 16

Обеспечение сырьем и потребности в продукте

​

14 of 16

Логистика и показатели качества сырья

​

15 of 16

Результаты промышленной апробации

​

16 of 16

Технические условия

​