Модернизация печи взвешенной плавки увеличила эксплуатационную готовность и производительность Надеждинского металлургического завода в России

«Норникель» является лидером горно-металлургической промышленности России, а также крупнейшим производителем палладия и рафинированного никеля и одним из крупнейших производителей платины и меди. «Норникель» производит также кобальт, родий, серебро, золото, иридий, рутений, селен, теллур и серу.

Надеждинский металлургический завод имени Б.И. Колесникова, расположенный в Норильске, занимается переработкой никель-пирротинового концентрата и металлосодержащих продуктов Талнахской обогатительной фабрики, никелевого концентрата Норильской обогатительной фабрики и пирротинового концентрата с производством файнштейна и элементарной серы. Надеждинский металлургический завод является основой производственных мощностей «Норникеля». Завод перерабатывает 70% всего объема никеля, добываемого «Норильским никелем».

Предприятие, построенное на территории бывшего аэродрома, было одним из крупнейших промышленных проектов СССР в 1970-х годах. Завод выпустил первый металл в 1981 году. С момента запуска Надеждинского металлургического завода производство цветных металлов «Норникелем» выросло в 5 раз. Предприятие сохраняет свою важность в качестве одного из крупнейших производителей никеля в мире. Компания Outokumpu, предшественник Outotec, поставила уникальную технологию взвешенной плавки, которая является чрезвычайно эффективной при производстве меди и никеля. Данная технология обеспечивает высокий уровень энергоэффективности и эксплуатационную пригодность на линии.

Надежда на преодоление всех сложностей

«Норильский никель» ищет способы оптимизации производственных процессов и уменьшения воздействия на окружающую среду в Норильске за счет внедрения разнообразных технологических усовершенствований. Поскольку печи взвешенной плавки являются основным оборудованием на Надеждинском металлургическом заводе, было принято решение модернизировать одну плавильную линию. Metso Outotec (во время реализации проекта модернизации Outotec) обладала необходимыми знаниями и опытом для ее усовершенствования.

Модернизация также была нацелена на преодоление текущих сложностей при работе с концентратом с низкой удельной теплотой сгорания и с более сложными концентратами.

Предприятие играет ключевую роль в производственных мощностях «Норникеля», поэтому остановку работы завода было необходимо свести к минимуму. Это обусловило крайне сжатый график реализации проекта.

Решение

Для соблюдения сжатого графика мы объединили усилия с заказчиком при разработке плана модернизации печи и предварительного планирования действий на год вперед. Перед началом модернизации Metso Outotec выполнила оценку работы технологической линии, аудит площадки, промышленные испытания и оценку технологического процесса​.

Компания осуществила проектирование, поставку собственного оборудования, шеф-монтаж и пуско-наладку никелевой печи взвешенной плавки №1 на Надеждинском металлургическом заводе в Норильске.

Поставка оборудования включала в себя весовые питатели «Loss-in-Weight» для загрузки концентрата, питатели для загрузки кварцевого флюса, высокоинтенсивный распылитель шихты, медные кессоны, систему «Process Advisor», систему управления «Proscon» и систему мониторинга состояния печи «Sentinel».

Процесс реализации проекта

Комплексное охлаждение печи и повышенная структурная целостность

Реакционная шахта печи взвешенной плавки была оснащена двойными переходными кессонами. Своды отстойника и реакционной шахты полностью охлаждались с помощью кессонов типа «BIC» (кирпичи, включенные в медь), стенки отстойника были выполнены из кессонов типа «ICE» (встроенные кессоны). Кроме того, в конструкцию аптейка также были включены дополнительные кессоны. Основные металлоконструкции были усилены более толстыми опорными стойками и жесткими пружинными тягами.

Новые питатели

Два весовых питателя «Loss-in-Weight» были заменены новыми питателями с повышенной производительностью. Были также установлены два новых ленточных питателя для загрузки кварцевого флюса. Существующий питатель «Loss-in-Weight» для летучей пыли был соединен с новым сборным цепным конвейером.

Новейшая конструкция распылителя шихты высокой интенсивности

Распылитель шихты был заменен новейшей моделью, обладающей более высокой производительностью и новыми функциями, включая кольцевую подачу кислорода, окружной кессон, изготовленный методом непрерывного литья, и более крупный распылительный конус. Аэрожелоба были оснащены системой подачи транспортирующего азота для предотвращения преждевременного воспламенения из-за наличия элементарной серы в загружаемой шихте.

Горелки природного газа

Отстойник печи и реакционная шахта оснащены 20 горелками природного газа для плавного нагрева печи и обеспечения равномерного распределения температуры.

Sentinel

Система мониторинга печи «Sentinel» охватывает всю печь. Она позволяет легко контролировать образование настылей, точечный перегрев и состояние огнеупорной футеровки и гарнисажа, и дает заказчикам возможность быстро справляться с проблемами.

Превосходя ожидания

Эти усовершенствования позволили увеличить эксплуатационную готовность печи, повысить производительность и осуществлять плавку более сложных концентратов. Благодаря этому компания Metso Outotec смогла успешно реализовать проект в согласованные сроки и уложиться в плановый останов длительностью 65 дней, за которым последовал быстрый выход на проектную производительность. Была достигнута общая загрузка 260 т/ч, превысившая расчетную величину. В ходе трехдневных испытаний были продемонстрированы все гарантированные значения характеристик.

Движение вперед благодаря партнерству и возможностям

Основой работы компании Metso Outotec являются партнерские отношения.

«Норильский никель» и Metso Outotec уже долгое время тесно сотрудничают друг с другом. Все работы были выполнены на высоком уровне в первую очередь благодаря точной постановке целей, а также за счет необходимых исследований и испытаний, которые позволили внедрить собственные передовые технологии. Таких положительных результатов удалось добиться благодаря сотрудничеству со специалистами «Норникеля».

В 2020 компания Metso Outotec заключила новый контракт на модернизацию второй плавильной линии Надеждинского металлургического завода. Стоимость контракта составляет приблизительно 90 миллионов евро и включает инжиниринг, поставку никелевой печи взвешенной плавки и котла-утилизатора вместе с системой автоматизации и передовыми цифровыми продуктами. Поставка оборудования запланирована в первой половине 2022 года. Замена существующей плавильной линии новейшим технологическим процессом и конструктивом печи значительно увеличит мощность и эксплуатационную готовность линии, снизит потери металлов и упростит техническое обслуживание. Новая линия также обеспечит простое сопряжение и эффективную работу с потенциальными будущими проектами организации производства серной кислоты и ее нейтрализации.

«Metso Outotec является давним партнером „Норильского никеля”, поставляющим самое современное оборудование и технологии. Наше сотрудничество позволяет решать важнейшие производственно-технологические задачи, такие как повышение надежности и эффективности производства», — отметил Сергей Дубовицкий, старший вице-президент, руководитель блока стратегии и управления стратегическими проектами, логистики и ресурсного обеспечения «Норильского никеля».

Компания Metso Outotec — ведущий поставщик плавильных технологий, имеющий около 40 действующих плавильных линий по всему миру. Технология взвешенной плавки Metso Outotec — это самый чистый из имеющихся методов плавки, обеспечивающий высокое извлечение металлов при низких инвестиционных и операционных затратах. В сотрудничестве с «Норильским никелем» Metso Outotec обеспечивает заказчикам ресурсы и экспертные знания, необходимые для достижения поставленных целей и дальнейшей оптимизации производства. Все это делает Metso Outotec партнером для положительных изменений.