Российская промышленность

Я давно хотел побывать на производстве чёрных металлов. И вот такая возможность представилась мне – меня пригласили на экскурсию в Магнитогорский металлургический комбинат (ММК), где я собственными глазами смог наблюдать, как из горной породы рождается чугун.

Железо было открыто человечество небесами, как известно. Причём это не фигура речи и не религиозный пассаж. Это научный факт. Первое железо, которое использовало человечество было метеоритным.

Однако редкость такого железа делало его сокровищем, а стоимость железных изделий могла в сорок раз превышать стоимость серебра.

Переход от бронзы к железу произошёл примерно на рубеже XVI-XV вв. до н.э. и начался с появлением сыродутных печей. Но жидким железо Европа увидела лишь в конце XV века, когда появились доменные печи. А меж тем, в Китае доменные печи имелись ещё на рубеже III-II вв. до н.э. и китайцы уже тогда производили чугун!

До доменных печей железо "выколачивалось" из крицы (нагретого шлака) ковкой, но с их появлением процесс буквально полился рекой.

В России печи такого типа появились в Туле, в 1630 году. Ну, а домна легендарной "Магнитки" была запущена 31 января 1932 года. С тех пор она и работает. Естественно после ряда модернизаций и капитального ремонта, который проходит каждый десять лет.

Мы наблюдали за работой доменной печи №2 в доменном цехе, где всего их имеется восемь. Процесс идёт непрерывно, так как разогреть печь процесс долгий и дорогой. Например, первая печь запустилась 31 января, а первый металл дала только летом.

Как я и говорил, печи останавливают раз в десять лет. За это время огнеупорные материалы изнашиваются и теряют свои свойства, поэтому их заменяют и заново разогревают домну.

По сути печь – большая и сложно устроенная кастрюля, в которую загружают все необходимые компоненты, чтобы получить металл нужного качества и свойств. Собственно и глагол используется "варить" по аналогии. Печь затыкают специальной "пробкой", а после того, как партия сварена, пробку удаляют, и чугун вытекает оранжевой лавой.

Говоря, что процесс непрерывный, я не имел в виду, что в печь постоянно подбрасывают компоненты. Процесс производства идёт штучный: сварили партию – загрузили новые ингредиенты для следующего металлического "супа".

Непрерывность заключается в том, что печи не дают остыть, постоянно поддерживая нужную температуру.

Несмотря на кажущуюся простоту производства в самом цехе, процесс этот высокотехнологичный и требует постоянного контроля с помощью множества датчиков и настоящее время автоматизирован.

Конкретно печь №2 выплавляет в среднем один миллион двести пятьдесят тысяч тонн чугуна в год или чуть более ста тысяч тонн в месяц.

Экскурсия по доменному цеху – не единственное место на производстве, где я побывал. Будут ещё несколько статей о более сложных и интересных технологиях чёрной металлургии. Ну, а у меня всё. Надеюсь, вам было интересно.

P.S. Если вы ещё не подписались на мой телеграм-канал об экспедициях и съёмках, то искренне вас в него приглашаю:

Не раз очарованный странник | Телегам-канал

Давно хотел сюда попасть и поснимать, как разливают металл. Есть в этом процессе что-то притягательное и немного магическое. Сразу вспоминаются советские фильмы про производственные подвиги.  В предыдущих постах я показывал, как добывают руду в шахте и на карьере, был на обогатительной фабрике. А теперь последняя часть - получение металла. И

За металлом я приехал на Норильский НМЗ. Он обрабатывает рудные концентраты, которые идут с Талнахской и Норильской обогатительных фабрик и никелевый шлак Медного завода, а итоговый продукт производства - медно-никелевый файнштейт - черновой  сплава, из которого на следующих этапах будут извлекать отдельные цветные металлы.

Краткая история: Норильский НМЗ стали строить в 70-х годах  после открытия и начала разработки Талнахского рудного узла — одного из самых крупных месторождений медно-никелевых руд в мире. Его запасы превышали те, что первоначально нашли в Норильске в первой половине 20 века в сотни раз. Уже работавшие на тот момент Никелевый и Медный заводы не могли обработать этот  дополнительный объем сырья.  И тогда приняли решение строить еще одну  обогатительную фабрику в Таланте и новый завод.

Первые работы на площадке начались в 1971 году. Спустя десять лет завод дал первый металл. А в 1984 году «Надежда» вышла на проектные мощности. Сейчас завод носит имя Борис Колесникова, директора комбината, при нём НМЗ был запущен в эксплуатацию.

Ранее на этом месте был аэропорт «Надежда», поэтому завод назвали также. А перед входом в память об этом важном месте поставили на постаменте самолет АН-26. Хотя первоначально завод он числился как Второй никелевый

Основным сырьем для НМЗ служит пульпа, которая идет с Талнахской обогатительной фабрике. Фабрика находится в 40км и от нее проложен трубопровод, по которому рудные концентраты поступают на завод.

Пульпа содержит много воды, поэтому первым этапом ее сгущают и после шихтуют, то есть создают из нее необходимую для плавки в печи смесь с нужным по технологии содержанием компонентов. Одним из таких является речной песок. Он при плавке сырья в печи  связывает железо и переводить его в шлак, чтобы в сплаве оставались только ценные цветные металлы.

А песка нужно много. И его все лето поднимают со дна Енисея и баржами привозят в сначала в Дудинку, а оттуда по железной дороге на завод. Так как летняя навигация всего 100 дней, песка в порт привозят на весь следующий год, пока Енисей  снова не откроется ото льда следующим летом.

Готовую шихту обезвоживают на керамических дисковых ваккум-фльтрах, затем сушат и  отправляют в печь

В печи взвешенной плавки сырье плавится и получается первоначальный сплав, который называется Штейн. На фото происходит процесс под название выход штейна.  

Самая эффектная часть этого процесса - когда плавильщик прожигает глиняный шпур. То есть вскрывает пробку в боковой стенке печи и освобождает отверстие, через которое расплав выходит наружу. В этот момент летит куча искр

Металл выходит из печи с температурой где-то 1250 градусов. По желобу он сливается в ковш и отправляется на следующий этап - конвертирование штейна в файнштейн.

Что это значит. При первичной плавке руды получается расплав, в составе которого помимо цветных металлов (меди, никеля и других подобных) присутствует еще черный металл - железо. И такой «грязный» продукт называют Штейном.

Далее чтобы избавиться от примеси железа расплав повторно выливают в печь,  продувают кислородом, и выводят остатки железа в шлак. В результате получается более чистый сплав с большей концентрацией цветных металлов.

Так из Штейна - обычного расплава, получается улучшенный - то есть файнштейн

Готовый файнштейн далее разливают в слитки по 25 тонн. Они остывают трое суток и отправится в порт Дудинки и от туда по Северному морскому пути  на Кольский полуостров в город Мончегорск на дальнейшую переработку.

На этом процессы связанные непосредственно с металлом закончены. А мы идем на новую часть завода - цех производства и нейтрализации серной кислоты. Это полноценное химическое производство, которое построили в рамках «Серной программы». Его задача очистить отходящие от печей газы от диоксида серы.

Цех запустили в октябре 23 года. Его возведение стало крупнейшей стройкой в Норильске со времен Советского союза. Это комплекс громадных зданий, самое большое 100 на 200 метров, известняковое месторождение и гипсовый полигон с транспортной линией.

В первом здании происходит вся основная химия. Отходящие от печей газы очищают и  отделяют диоксид серы (SO₂), затем его окисляют, чтобы получился триоксид (SO₃), и следующим шагом переводят в серную кислоту (H₂SO₄).

Второй компонент - известняк. Его привозят на завод с месторождения Мокулаевское, которое находится рядом с Талантом. В ангар одновременно может заехать два состава по 8 вагонов. Тут их разгружают и по подземной транспортной линии известняк поступает в отделение производства известнякового молока

Известняковое молоко - это  суспензия из воды и измельченной породы. Известняк сначала дробят в шаровых мельницах, а затем перемешивают с водой. Далее «молоко»  смешивают с серной кислотой и получается гипс, который отправляют на хранилище.

На этом цепочка химических преобразований завершается. Вредный продукт превращен в нейтральный.

Сейчас гипс отправляют в хранилище, а далее планируют применять его для закладки использованных выработок в шахтах. Таким образом получается безотходное производство.

Кстати, пока перепроверял данные для поста, узнал, что на днях НМЗ отметил 45 лет. И пишут, что за свою историю он выпустил 12 миллионов тонн файнштейна. Также каждая 10 тонна никеля в мире выпущена на «Надежде». А если всю продукцию, выпущенную заводом за 45 лет поместить вагоны, то этот поезд может обогнуть земной шар 76 раз.

Все посты можно посмотреть в серии «Красноярский край от края до края».

Также есть видео с завода, где можно посмотреть все детальнее

И на рутуб, если ютуб не грузит

Продолжение истории про производства Норильска. В этом посте покажу Талнахскую обогатительную фабрику (ТОФ). Был на ней в июле. Это очень крупное предприятие -  сырье для него добывают пять рудников.  Задача фабрики отделить полезные частицы от пустой породы и сделать рудный концентрат, который затем отправится на металлургический завод, где из него получат готовый металл.

Для начала немного истории. Талнахская обогатительная фабрика, как видно из названия, находится в Талнахе (север Красноярского края). Это район Норильска, который удален от центральной части на 25 километров. А до 2004 был самостоятельным городом. Появился он в 60 году, когда в этих местах открыли месторождение медно-никелевых руд, которое по своим запасам является одними из крупнейших в мире.

До этого руду добывали рядом с Норильском и обрабатывали на Норильский обогатительной фабрике. Однако новые талнахские запасы были настолько велики, что для их обработки решили построить новую фабрику и завод. Строить ее начали в 1972 ив 81 запустили первый комплекс. На проектные мощности вышли в 89. Потом фабрику дважды модернизировали. Сейчас снова идет расширение проиводства, и новые мощности увеличат объем обработки с 10 до 18 млн тонн руды в год.

Первый цех, куда поступает руда - дробильный. Тут руду измельчают до размеров, пригодных для шаровых мельниц, так как фракция входящего сырья может быть очень разной.

Часть руды поступает по закрытым галереям, например как с рудника «Таймырский» и  «Октябрьский», фото со второго показывал ранее. С других руду везут самосвалами. На открытой площадке ее выгружают и переваливают через решетки на транспортер, который доставит сырье в дробилки, где  руда измельчается до размеров ~10см.

Следующий цех - измельчительно-флотационный, где расположены шаровые мельницы и мельница полусамоизмельчения размером 17х15х11 метров. Последняя может перемалывать более 1320 тонн руды в час.

После измельчения наступает процесс флотация. Тут суспензию из измельченной руды, воды и дополнительных реагентов помещают в большие чаны и подают снизу воздух. Не смачиваемые частицы прикрепляются к пузырькам (минералы меди) и в виде пены поднимаются на поверхность. А смачиваемая порода (содержащая минералы никеля) выпадает в осадок.

После флотация сырье сгущают. Это происходит в следующем цеху, где находятся 18 огромных ванн. На этом рабочий процесс завершен. Далее концентраты отправят на металлургический завод. Это происходит по трубопроводу длинной 40км до НМЗ (его покажу в следующих постах), и 20км до Медного завода.

Интересно, что управляют всем этим масштабным производством всего несколько человек. И те из центра управления. Непосредственно в рабочих цехах людей за время экскурсии встречали пару раз, и те не стояли у аппарата, а куда-то шли.

Такой вот рассказ. Я не инженер, поэтому какие-то технические моменты, возможно, упустил. Мне всегда интереснее фоточки показать 🙃 Если есть дополнения, пишите в комментах

Все посты можно посмотреть в серии «Красноярский край от края до края».

Также есть видео с фабрики

В Норильске этим летом получилось посетить несколько предприятий Норникеля. И посмотреть весь путь появления металла от добычи руды до выплавки слитков. Одно из первых мест, где побывал  с экскурсией - рудник «Октябрьский». И как обычно после подобных путешествий делюсь фоточками, как там все устроено.

Норильский рудный район крупнейший в России. В районе Талнаха действует пять рудников, в которых добывают сульфиды медно-никелевые руды. Это месторождение является крупнейшим в мире по запасам никеля. Разрабатывать его стали во второй половине 20 века. Именно с  разработкой Талнахского узла Норильск получил второе дыхание и превратился в крупнейшую стройку СССР, которая в свою очередь загрузила работой многие предприятия страны. Кроме самих шахт была построена Талнахская обогатительная фабрика, Надеждинский металлургический завод и вырос большой жилой район Талнах (ранее отдельный город). На ТОФ и НМЗ также потом побывал, и фоторепр запощу на Пикабу.

Посещение начинается с обязательного медосмотра. Измеряют давление, отсутствие алкоголя в крови и реакцию зрачков. Без мед.допуска в шахту не пускают. Также подышать в трубочку придется еще раз перед  спуском вниз и на выходе. Турникет открывается только после положительного анализа дыхания.

Перед спуском выдают одежду, каску с фонарем (в нем также установлен датчик для отслежевания человека) и самоспасатель, который обеспечит воздухом на полтора часа в случае чего.

Спускаемся на 700 горизонт, то есть 700 метров в глубину  от поверхности. Вниз ведет две вертикальные шахты. В каждой по лифту. В одной клеть поменьше, в другой побольше. В той, что побольше также спускают вниз технику. На глубине 800 метров находится что-то типа гаража, где все погрузчики, буровые и прочий транспорт обслуживают.

Скорость движения клети 5 метров в секунду. Очень не хватает таких скоростей в городских лифтах.

После лифта выходит на отметке 700 метров и идет по тоннелям к месту посадки в поезд. Это «электричка» развозит рабочих по участкам, а дальше надо пересаживаться  на колесный дизельный транспорт. Вагоны небольшие и низкие, под сидячее положение. В каждом  12 мест.

Первая остановка - осмотр буровой установки. С нее начинается разработка выработки.  Как вообще происходит процесс: буровая высверливает шпуры в стенке, взрывники закладывают в отверстия взрывчатку и подрывают. Горная масса обваливается. И ее достают погрузчиками.

В стенке оператору надо пробурить несколько десятков скважин глубиной по три метра. Точное количество определяется техзаданием.

Буровая гибридная. Передвигается за счет дизельного двигателя. А для  бурения скважин подключается к электрическому кабелю. Условия у оператора хорошие - просторная кабина с кондиционером и отличной шумоизоляцией. Когда открыл дверь на выход после нескольких минут внутри - оценил.

Дальше едем к погрузчику, который очищает уже подорванную выработку. Путь идет по длинным тоннелям. Как в них вообще ориентируются, не понимаю. Все повороты на вид одинаковые 😁

А вот и погрузочной-достаточная машина (ПДМ). Машина выглядит непривычно для наземной техники - она небольшая по высоте и длинная с объемным ковшом.

Управляются такие ПДМ как из кабины, так и пультом. Удаленное управление нужно, когда машина работает в потенциально опасных участках.

Слышал, что в одном таком ковше в руде содержится металла примерно на два миллиона рублей. А за смену погрузчик выгружает их около 50.

А эта та сама  сульфатная медно-никелевая руда. На вес камни значительно тяжелее, чем привычные галечные или известняковые с поверхности.

Ну, а выработка выглядит так

ПДМ’ки спускают руду в рудоспуск и на нижнем горизонте она загружается в вагоны, которые привозят ее в дробильный цех.

Вагоны разгружают на роторном опрокидывателе. Состав заезжает на площадку, она фиксирует сразу две вагонетки и вместе с ним проворачивается на 360 градусов. В одном составе идет 14-16 вагонов и это около 100 тонн руды

Руда падает вниз в дробильную установку, измельчается до размера, подходящего для транспортировки на поверхность.

А достают ее снизу по вертикальным стволам. На тросе две емкости (скипы), когда один скип опускается, другой загруженный поднимается и так они катаются вверх-вниз. В час одна подъемная установка поднимает 20 скипов в час, каждый доставляет на поверхность 11 кубов или примерно 20 тонн руды. А дальше она по транспортеры  идет на обогатительную фабрику.

Все подземные процессы программируют и контролируют с поверхности. Это диспетчерский центр. Тут есть 3д-карты всего рудника с отсеиванием всей техники и людей. Плюс траслируются видео с камер со всех важных участков. И ко всему в руднике работает местная мобильная связь через wifi точки.

"Октябрьский" рудник в этом году отметил 50 лет. За это время общая протяженность горных выработок составила больше тысячи километров. Отработанные выработки потом закладывают породой, чтобы не оставлять пустоту. Но даже при этом длина действующих подземных коридоров больше трехсот километров.

И это только один рудник, а на территории Талнаха их пять.

На этом все. Это самая первая часть процесса по получению никеля, меди и других цветных металлов. Далее покажу взрывные работы на карьере «Медвежий ручей», где руду добывают открытым способом.

Все посты можно посмотреть в серии «Красноярский край от края до края».

Также снял видео с рудника, там можно посмотреть и узнать побольше