Мідному брухту подарували «друге життя»

Поняття «безвідходне виробництво» у нашій країні традиційно вважали одним із досягнень розвинених країн світу. Західні компанії давно освоїли ефективну переробку відходів, тим самим заощаджуючи на сировині та зберігаючи довкілля. При цьому країни, що не мали природних запасів корисних копалин, змогли забезпечити внутрішні потреби в сировині. Стосовно вітчизняних промисловців, то технологіями переробки відходів донедавна вони похвалитися не могли. Хоча українські вчені й вели подібні розробки, у виробництво впроваджувалися одиниці пропозицій. І лише в останні роки найбільші підприємства почали виявляти цікавість до переробки відходів: з одного боку, через зростання цін на сировину і матеріали, з другого — для зниження виробничих витрат.

У цьому зв’язку особливо цінний досвід, накопичений на ВАТ «Артемівський завод з обробки кольорових металів», де освоїли отримання чистої міді з брухту. Якщо на більшості підприємств, які займаються переробкою відходів, обходяться купівлею технології за рубежем, то завод в Артемівську є прикладом комплексного вирішення проблеми силами вітчизняних учених, інвесторів і виробничників. Підсумок такої співпраці — не тільки стабільна робота великого підприємства, а й внесок у науку. Працю «Розробка і впровадження нових способів і технологій фізико-хімічної обробки, розливу міді та її сплавів, отриманих з відходів, і виготовлення з них деформованих профілів і напівфабрикатів» висунуто на здобуття Державної премії України в галузі науки і техніки.

ВАТ «Артемівський завод з обробки кольорових металів» — провідне підприємство кольорової металургії України, один з найбільших виробників кольорового прокату в країнах СНД.

Продукція заводу — мідна катанка, мідні та мідно-нікелеві труби, мідний, латунний і мідно-нікелевий плоский прокат, мідний покрівельний лист, фурми доменних печей та ін. — поставляють промисловим підприємствам України, Росії, Білорусі, Молдови, країн Балтії. З покрівельної міді заводу виконано дахи залізничного вокзалу і лялькового театру в м. Києві, покриті куполи церков Софійського собору, Києво-Печерської лаври, Святого Георгія. Серед споживачів — ЗАТ «Новокраматорський машинобудівний завод», ЗАТ «Норд», ВАТ «АЗМОЛ», «МАЗ», «АвтоВАЗ», ВАТ «Павловський автобус» та інші. Кольоровий прокат з маркою заводу відомий більш як у 30 країнах світу — США, Угорщині, Польщі, Німеччині, Словенії, Словаччині, Македонії, Туреччині, Сирії, Греції та інших.

Перше, що відзначають фахівці, — це серйозність і масштаб поставленого завдання. Артемівський завод з обробки кольорових металів збудовано 1954 року і працював він на чистій катодній міді, що була отримана із руди і поставлялася з Росії та Казахстану. Після проголошення незалежності України, коли колишні партнери виявилися розділені кордонами, завод почав відчувати дефіцит катодної міді, що дорожчала з року в рік. Відсутність в Україні власних розроблювальних промислових родовищ мідних руд і високі ціни на імпортовану продукцію обумовили необхідність пошуку альтернативних шляхів забезпечення вітчизняної промисловості таким стратегічним металом, як мідь. А для самого заводу відсутність сировини означала б закриття. Ліквідація містоутворюючого для Артемівська підприємства обернулася б трьома тисячами безробітних, відсутністю надходжень у місцевий бюджет, згортанням соціальних програм.

У цих умовах на підприємстві пішли на зухвалий крок: узялися за освоєння технології одержання чистої міді та виробів з її з брухту. Задля справедливості варто зазначити, що подібними розробками займалася відома іспанська фірма «La Farga Lacombra», котра вважалася світовим лідером у переробці мідного брухту. Але, як з’ясувалося, зарубіжна технологія не підходила для вітчизняних умов. Головною умовою її використання була наявність у сировині, що переплавляється, не менше 96 відсотків міді й мінімум шкідливих домішок: приміром, сурми — 0,01 відсотка, олова — до 0,011 відсотка, нікелю — 0,05 відсотка. Тоді як брухт, зібраний в Україні, містив лише 92 відсотки міді, а вміст шкідливих домішок був удвічі вищий. Очищати мідь від цих домішок ще ніхто не вмів. Фахівці зіштовхнулися з тим, що на властивості кінцевої продукції впливають навіть домішки, що містяться в незначних концентраціях, — тисячні частки відсотка!

— Використовувати іспанську технологію в «чистому» вигляді було не можна, — розповідає кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, директор Донецького державного науково-дослідного і проектного інституту кольорових металів Володимир Кожанов. — Але паралельно з іспанцями працював колектив наших учених, який показав реальну можливість одержання чистої міді з брухту. Перші успішні плавки провели в печах Донецької філії Артемівського заводу з обробки кольорових металів. До того ж чисту мідь ми одержали методом вогневого рафінування, а не шляхом електролізу, як на рудних підприємствах. Електроліз — захід надзвичайно енергоємний і екологічно «брудний», потребує значних фінансових витрат і великих виробничих площ. Наш метод був значно дешевший. Оцінивши отримані результати, власники заводу прийняли рішення створити на підприємстві виробництво, яке б використовувало зовсім нову вітчизняну технологію.

Звісно, рішення приймали після тривалих обговорень і всебічних оцінок, ризик невдачі був досить великий. Але в процесі роботи вдалося ефективно об’єднати зусилля вчених Донецького державного науково-дослідного і проектного інституту кольорових металів, Фізико-технологічного інституту металів і сплавів НАН України, фахівців Артемівського заводу з обробки кольорових металів. Складні науково-технічні проблеми доводилося вирішувати з урахуванням особливостей сировинної бази в Україні (тобто низькоякісного брухту). Належало створити і запровадити у виробництво нові технологічні процеси фізико-хімічної обробки та обладнання для вогневого рафінування міді, ефективної позапічної обробки її розплавів, виготовлення високоякісних ливарних і деформованих напівфабрикатів і виробів з міді та її сплавів.

Технологію доопрацьовували «на ходу». Більшість створених і реалізованих у ній науково-технічних рішень у світовій практиці здійснено вперше. Про те, який значний внесок у науку зробив колектив вчених і виробничників, свідчить той факт, що в процесі роботи отримано понад 60 авторських посвідчень і патентів України, Росії, Німеччини, Франції, Італії, Швеції, Японії, а за цією тематикою захищено дві докторські і чотири кандидатські дисертації. Статті в спеціалізованих виданнях, повідомлення на науково-технічних семінарах, конференціях, симпозіумах і конгресах в Україні, Росії, Польщі, Чехії, Латвії, Ізраїлі, Німеччині, Франції, США, Японії викликали величезний інтерес у колег.

За лічені роки колектив здійснив колосальний прорив у модернізації виробництва чистої міді та виготовленні мідного прокату. На заводі було змонтовано одну з найбільших у Європі та світі 120-тонну піч, нову завантажувальну машину оригінальної конструкції, розроблено пневмокамерні насоси і спеціальні фурми для введення флюсів у розплав у струмені стиснутого повітря. Розроблено таку, що не має аналогів, конструкцію герметичних підігрівальних жолобів довжиною до 26 метрів, де поєднуються операції транспортування і позапічної обробки мідних розплавів. А на існуючій прокатній лінії фірми «Southwіre» (США) розроблена і впроваджена нова технологія виготовлення мідної катанки з рафінованої міді: виробник обладнання не припускав, що на стані вироблятимуть катанку не з катодної міді, до того ж діаметром більш як 10 міліметрів. І з цим завданням на підприємстві також впоралися успішно.

Одним із аргументів на користь «відточеності» технології є стабільність роботи заводу. Адже йдеться не про експериментальні партії металу, а про підприємство, що має річну, квартальну, місячну програму, мільйонні контракти по всьому світу, випускає кілька тисяч сортів прокату. У таких умовах учені мали запропонувати технологію, що передбачала б будь-які «позаштатні» ситуації.

— Оскільки в Україні брухт кольорових металів містить велику кількість домішок, ми істотно доопрацьовували і розвивали технологію для різних сплавів, — пояснює Володимир Кожанов. — Щоб не вийшло так: розплавили 120 тонн металу, якийсь елемент «вискочив», ми не змогли з ним упоратися і всі 120 тонн доведеться використовувати за іншим призначенням. А це втрата рентабельності, втрата обсягів виробництва. Тому ми тісно співробітничали з нашими колегами з Фізико-технологічного інституту металів і сплавів, які давно й багато працювали над сучасними методами позапічної обробки розплавів і рафінуючими елементами. Тут вийшов вдалий симбіоз і гарний результат.

На думку фахівців, катанка з міді вогневого рафінування з успіхом конкурує з катанкою із катодної міді. У 90 відсотках випадків катанку можна виготовляти з міді вогневого рафінування (що набагато дешевше, порівняно з катодною міддю).

Завдяки властивостям міді вогневого рафінування на заводі впроваджено у виробництво нові види виробів: тролейний провід для залізниць і комунального електротранспорту, а також дріт «судроник», що використовується в харчовій промисловості для запаювання консервної металевої тари. Розробки артемівців сприяли забезпеченню внутрішніх потреб української економіки в деформованих напівфабрикатах з міді та її сплавів. Аналогічне виробництво в країнах СНД відсутнє, а серед світових аналогів комплекс на АЗОКМ із рафінуючою піччю обсягом 120 тонн —найпотужніший.

Запровадження передової технології на АЗОКМ має не тільки велике наукове, а й соціальне значення. Артемівський завод з обробки кольорових металів —містоутворююче для Артемівська підприємство. Тому створення комплексу вогневого рафінування міді, яке дало змогу зберегти 736 робочих місць і організувати 92 нових, стало запорукою стабільного поповнення місцевого і державного бюджетів. Показово, що значна частина колективу нового підрозділу — молоді робітники і майстри, котрі мають чудові можливості для кар’єри. А загалом на заводі близько 300 працівників навчаються без відриву від виробництва за рахунок підприємства. А про те, яку увагу приділяють на підприємстві науковому супроводу, свідчить той факт, що співробітники, які мають науковий ступінь, одержують персональну надбавку в розмірі 5 тисяч гривень щомісяця.

Якщо говорити про екологію, то на заводі реалізовано технології, що зберігають природу: котел-утилізатор, який використовує тепло від печі для обігрівання приміщень, могутні фільтри й очисні споруди. Підприємство, яке поставило завдання випускати продукцію європейського рівня, так само по-европейски ставиться і до навколишнього середовища. Над цехом, де змонтована 120-тонна піч, не видно диму, а територія підприємства вражає чистотою, зеленню і доглянутістю. Активно бере участь підприємство й у благоустрої міста, вирішенні проблемних для його жителів питань. Щорічно у рамках соціального контракту завод виділяє 1 мільйон гривень для ремонту доріг, будівництва спортивних і дитячих майданчиків, освітлення вулиць, купівлі медичного обладнання та ін.

Праця, висунута на здобуття Державної премії, — результат багаторічних досліджень, які ефективно впроваджено у виробництво. Зазвичай, сьогодні власники великих українських підприємств воліють не ризикувати і купувати готові технології за рубежем. Тим часом не можна не відзначити складностей, що виникають у цьому випадку: по-перше, придбану технологію не завжди вдається (або занадто дорого коштує) «прив’язати» до місцевих умов, по-друге, закордонне ноу-хау — це, як правило, готовий інтелектуальний продукт, але аж ніяк не останнє слово світової наукової думки. А в Артемівську вдалося втілити в життя найсвіжіші технічні ідеї і рішення. Якщо раніше брухт кольорових металів, зібраний в Україні, плавили і відправляли для переробки за кордон, то сьогодні приблизно половину загальної кількості брухту переробляють на АЗОКМ. Таким чином, вітчизняне підприємство і вітчизняна наука «озброїлися» оригінальною технологією одержання чистої міді з відходів. Тепер на експорт відправляється не сировина, а наукоємна продукція. Фактичний економічний ефект за п’ять років промислової експлуатації комплексу вогневого рафінування міді становить майже 1 мільярд гривень.

Фото надано Артемівським заводом з обробки кольорових металів.