Как инновации преображают алюминиевую отрасль
Дата публикации: 16 августа 2017 года в 15:52.
Категория: Экономика.
Технический директор РУСАЛа Виктор Манн
Компания «РУСАЛ» переживает бум разработок новых технологий: это и полностью безуглеродный способ производства алюминия, и сверхмощные электролизеры, и проект «ЭкоСодерберг», и производство оксида скандия из красных шламов, и кислотная технология получения глинозема из коалиновой глины. О том, какие технологии в ближайшие годы будут самыми популярными, почему российские инновации оставляют далеко позади мировых конкурентов и какой «урожай» передовых проектов компания собрала только за это лето, корреспонденту «НГ» Василию Столбунову рассказал технический директор РУСАЛа Виктор Манн.
– Виктор Христьянович, как сильно изменилась мировая алюминиевая промышленность за последние 10–20 лет?
– Прежде всего она претерпела изменения в географическом плане. Если раньше основными отраслевыми центрами были Европа и США, то сейчас главным производителем и потребителем стал Китай. Что касается структуры потребления алюминия и продукции на его основе, то ключевой стала уже не строительная сфера, а транспортная, в частности автомобилестроение. В связи с этим по всему миру наблюдается стремительный рост создания новых алюминиевых сплавов. И РУСАЛ не исключение, у нас есть собственная линейка сплавов, которая постоянно расширяется.
– С чем связан столь существенный рост в создании новых сплавов?
– Раньше металлургические подразделения были сосредоточены на черной металлургии, что обусловлено историческим фактором и объемами производства. Однако как только рост потребления алюминия стал существенно расти, мировое сообщество обратило внимание и на нашу отрасль. В результате по всему миру стали появляться научные некоммерческие объединения или кластеры для создания новых сплавов с уникальными свойствами. Подобные кластеры уже есть в Германии (РУСАЛ входит в состав его участников), Канаде, США. В России, кстати, тоже вскоре должен появиться кластер, который объединит производителей, потребителей и научное сообщество.
– Ваш прогноз, какие технологии будут популярны в ближайшие годы?
– Безусловно, аддитивные технологии. В настоящий момент на их долю приходится пока что небольшой объем алюминия (по данным за 2016 год, всего 170 тонн в год), что говорит о начале развития этой технологии в мировом масштабе. Мы прогнозируем, что в будущем 3D-печать из алюминия получит дополнительный стимул для развития – это набирающий силу тренд по использованию бионических форм, когда уже только литьем невозможно будет обойтись. Также РУСАЛ ставит перед собой задачу выпускать продукцию с использованием алюминиевой проволоки. Это тоже набирающий силу тренд.
Безусловно, будущее алюминиевой отрасли за зелеными технологиями. Уже сейчас более 90% нашего производства работает на экологически чистой энергетике, а углеродный след РУСАЛа – один из самых низких в отрасли. В связи с этим один из главных проектов технической дирекции РУСАЛа – создание революционной безуглеродной технологии производства алюминия с использованием инертных анодов. Именно она сможет радикально изменить облик мировой алюминиевой промышленности. В настоящее время РУСАЛ проводит стендовые испытания на базе Красноярского алюминиевого завода (КрАЗ).
– В прошлом году РУСАЛ запустил на Саяногорском алюминиевом заводе новое поколение электролизера – РА-550. Расскажите, пожалуйста, подробнее об этом проекте и в чем его преимущества?
– На данный момент это наше достижение номер один: мы первыми в мире запустили новейшую технологию сверхмощных электролизеров РА-550, которая решила проблему МГД-устойчивости на силе тока 500 и более килоампер. Однако главной проблемой является необходимость использовать на сверхмощных электролизерах специального контура для компенсации магнитного поля, что существенно увеличивает капитальные и операционные затраты. И мы видим это по нашим конкурентам. Например, Rio Tinto Alcan на своем заводе Arvida в Канаде запустила в опытную эксплуатацию 38 электролизеров АР60, рассчитанных на силу тока в 600 килоампер. Хотя реально они сейчас работают на 570 килоампер. В этот проект компания инвестировала огромные деньги – около 1,2 миллиардов долларов. А вот ожидаемого эффекта пока нет: показатели новой технологии хуже, чем на их же предыдущей линейке электролизеров АР30 и АР35. Нет никаких достижений и у китайских коллег, которые запустили электролизеры на 600 килоампер, но столкнулись с теми же проблемами. Нам же удалось первыми в мире преодолеть проблему МГД-стабильности за счет оригинального технического решения. Мы получили превосходный результат без использования дополнительной компенсации магнитного поля благодаря принципиально новому дизайну ошиновки в новом электролизере. Важно подчеркнуть, что наши инвестиции в этот проект составили всего 2% суммы, которую инвестировали Rio Tinto в технологию АР60, – 28 миллионов долларов.
– Планирует ли РУСАЛ в дальнейшем создавать следующие поколения электролизеров с большей силой тока?
– Поскольку нам удалось решить проблему МГД-устойчивости в отличие от коллег по отрасли, то полагаю, что у нас есть все шансы на новых заводах, если таковые будут строиться, уже устанавливать электролизеры с силой тока 600–1000 килоампер.
– Еще одной технологией, созданной специалистами РУСАЛа, стал также и «ЭкоСодерберг». Насколько успешно идет его внедрение на заводах РУСАЛа?
– Эта технология не столько даже прорывная, сколько дающая вторую жизнь заводам с технологией Содерберга, а это основная доля нашего производства. Перевод электролизеров на «ЭкоСодерберг» мы начали в январе 2015 года. Первым предприятием, где начала внедряться эта технология, стал КрАЗ, и на сегодня в Красноярске модернизировано уже 637 электролизеров. Процедура перевода действующих электролизеров на «ЭкоСодерберг» совмещается с проведением капитальных ремонтов – это оправданно и технологически, и с точки зрения затрат.
Теперь мы перешли к следующему этапу реализации этой программы и переводим на экологическую технологию электролизеры на остальных алюминиевых заводах – там, где это возможно. В частности, на Братском алюминиевом заводе за прошлый год модернизировано 40 электролизеров С-8БЭ. На Новокузнецком заводе введен в эксплуатацию пилотный участок, где сейчас работают шесть электролизеров С-8БМЭ. Создание пилотного участка завершается и на Иркутском алюминиевом заводе.
– Какие еще новые технологии, внедряемые на алюминиевых предприятиях РУСАЛа, можно назвать прорывными?
– Одна из интересных ресурсосберегающих технологий предусматривает применение при монтаже электролизеров в качестве футеровки неформованных материалов (НФМ). Они обеспечивают получение бесшовных слоев, имеющих хорошие эксплуатационные свойства. При этом НФМ значительно дешевле обычных материалов, а трудозатраты при их применении сокращены в пять раз. В качестве НФМ технологи РУСАЛа предложили использовать полукокс, и его практическое применение на электролизерах Саяногорского алюминиевого завода подтвердило эффективность этого решения. Преимущество такой футеровки заключается в том, что до 50% отработанного материала можно использовать повторно. Иначе говоря, он обеспечивает высокий уровень рециклинга и меньшую нагрузку на полигон твердых отходов. Кроме того, в отличие от всех огнеупоров этот материал дешевле. Сейчас мы расширяем линейку НФМ, уже разработан новый материал – теперь на основе древесных опилок. Нашей технологией уже заинтересовались западные компании.
– В прошлом году на Уральском алюминиевом заводе (УАЗ) была запущена опытная установка по выделению оксида скандия из красного шлама. Каковы результаты?
– Опытный участок производства оксида скандия из красных шламов на УАЗе запущен, успешно работает, выдает продукцию с чистотой 99,4%. Предпосылок, чтобы заниматься этим направлением, у нас было немало. Так, скандий востребован во многих отраслях и имеет хороший потенциал. При этом РУСАЛ обладает наибольшими запасами этого дорогостоящего металла в накопленных красных шламах – оценочно 32,5 тысяч тонн чистого скандия. Причем наш красный шлам уже готов к переработке, нет необходимости в дополнительных затратах на его добычу и измельчение. Технология получения оксида скандия, которая применяется в РУСАЛе, имеет ряд преимуществ. Во-первых, процесс осуществляется попутно с производством глинозема. Во-вторых, у нас нет, как у конкурентов, кислотных стоков и пожароопасных органических экстрагентов. В-третьих, на выходе помимо Sc2O3 мы получаем ультрасухой красный шлам, который проще складировать. Сейчас мы работаем над снижением себестоимости продукции, а также над созданием ТЭО либо на развитие имеющегося участка, либо на строительство нового на Богословском алюминиевом заводе.
– За счет чего компания собирается снизить себестоимость производства оксида скандия?
– Прежде всего за счет изменения технологии производства в сторону ресурсосбережения. Когда мы только приступали к проекту, стоимость тонны оксида скандия варьировалась у отметки 3–3,5 тысяч долларов за тонну. Сейчас цена уменьшилась почти в три раза, что и вынуждает нас искать варианты для значительного снижения себестоимости.
– А в собственном производстве РУСАЛ намерен использовать скандий?
– Разумеется. Мы уже запатентовали новый высокоэффективный гибридный способ производства алюмоскандиевой лигатуры с низкой себестоимостью. Лигатура уже прошла аттестацию на Каменск-Уральском металлургическом заводе, получила положительные отзывы.
– В стратегии РУСАЛа есть пункт о расширении ассортимента за счет продукции с добавленной стоимостью. Над чем сейчас работает техническая дирекция РУСАЛа, над созданием какого вида сплавов, продукции или инновационной технологии?
– У РУСАЛа целый ряд проектов в этом направлении, и это лето стало в своем роде урожайным по их запуску. Например, на Кандалакшском заводе мы увеличиваем номенклатуру продукции для кабельной промышленности и буквально несколько недель назад ввели в эксплуатацию комплекс печей закаливания для катанки. На Красноярском заводе уже произвели опытную партию цилиндрических слитков нового диаметра.
На Иркутском алюминиевом заводе мы ввели в промышленную эксплуатацию микромилл по производству катанки конструкции РУСАЛ, в том числе тех сортов, которые ранее нигде в мире не выпускались на прокатных станах. Для продвижения нашей оригинальной технологии на другие рынки мы объединили усилия с одной известной западной компанией. Также мы развиваем выпуск скандиевых сплавов, которые широко востребованы в аэрокосмической и судостроительной отраслях. Кстати, уже первая партия отгружена потенциальным потребителям. Сейчас также разрабатываем высокопрочные сплавы для автомобильной отрасли, которые по уровню прочности практически соизмеримы со сталью.
Однако помимо создания новой продукции с добавленной стоимостью техническая дирекция РУСАЛа работает над кислотной технологией получения глинозема из коалиновой глины. Преимуществом такой технологии является огромная сырьевая база: залежи коалиновых глин в местах, где находятся наши заводы, оцениваются в миллиарды тонн! Кстати, кислотный способ при одинаковом расходе электроэнергии позволяет почти в три раза сократить расход топлива и общие энергозатраты, а также выбросы двуокиси углерода относительно технологии из нефелина.
Источник: «Независимая газета»