Мини-заводы более прибыльны и рентабельны, чем крупные комбинаты, на них можно добиться значительного снижения капиталоемкости, энергозатрат, расхода сырья на единицу продукции при малых сроках ввода и возможности постепенного наращивания объемов за счет установки дополнительных линий с внедрением инновационных технологий и получением высокодоходных материалов. Кроме этого, они могут быть построены в непосредственной близости от основного потребителя или сырьевой зоны, что значительно снижает затраты на транспортировку и создание складских запасов.
В качестве примера имеется опыт внедрения сплава «казахстанский» (один из авторов - первый Президент РК Назарбаев Н.А.). По итогам многолетней работы ученых и металлургов этот ферросиликоалюминий запатентован в 115 странах и признан лучшим в мире с перспективой его выпуска миллионами тонн. Первый мини-завод в Казахстане мощностью 30 тыс. тонн продукции в год был запущен в 2013 году. Позднее по этой технологии на разных континентах было введено несколько промышленных объектов, которые ежегодно производят продукции на $4 млрд. В настоящее время в Бразилии, Иране, Кыргызстане и Казахстане еще строятся предприятия по выпуску разработанного сплава мощностью до 200 тыс. тонн в год. Партнерами и будущими потребителями выступают крупные металлургические компании из Германии, Японии, Ю.Кореи и др. стран. Данный востребованный в мире продукт основан на переработке низкосортного высокозольного экибастуз-ского угля, который из-за своих плохих энергетических качеств идет в отвалы, нанося урон окружающей среде. Основной недостаток этого проекта - высокий расход электроэнергии (до 15 МВт/час на 1 тонну продукции).
Основным аналогом является технология прямого восстановления металлов газом. Она внедрена более 40 лет назад и до 60% от выпускаемой в мире продукции (всего 80 млн. тонн в год) осуществляется по технологии MIDREX (США). Но там сырье подается холодным и неизмельченным (в виде ока-тышей), что приводит к повышенным энергозатратам и требует увеличения времени контакта с газом. В то же время нагретый в теплообменнике газ подается в противотоке снизу и быстро проходит вверх. Соответственно идет неполное восстановление оксидов металлов, выход продукции - 90 - 95%.
В подготавливаемом варианте за счет объединения с пирогазификацией в верхней зоне сначала идет разложение углеводородного сырья с образо-ванием синтез-газа (Н2 и СО). Затем он вместе с мелкоизмельченной шихтой и песком при температуре до 1500-1600 град. Цельсия в спутном потоке продвигается по реактору вниз, что обеспечивает более длительное время взаимодействия для полного восстановления металлов с выходом 100%. За счет специальной конструкции и компоновки элементов нагрева во всех зонах реактора образуются сквозные тепловые высокореакционные потоки без образования застойных полостей. За счет этого происходит мощное термо-химическое воздействие вследствие конвективного массо-переноса в паровой среде (без образования карбидов и остаточных оксидов). Также в нижней зоне будут установлены дополнительные тигли для рафинирования (доводки) полу-чаемых сплавов или металлов до высокого качества с возгоном примесей при 1800 градусах. Кроме этого, проводится отбор части синтез-газа для его доочистки и использования в поршневых энергоагрегатах, имеющих почти в 2 раза более высокий электрический кпд по сравнению с паровыми турбинами. ТАКИМ ОБРАЗОМ, ОБЪЕДИНЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ИЗ РАЗНЫХ ОТРАСЛЕЙ ДАЕТ ВОЗМОЖНОСТЬ СОЗДАНИЯ ОЧЕНЬ ЭФФЕКТИВНОГО И НЕДОРОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ СКОРОСТНОГО ВОССТАНОВЛЕНИЯ.
Учитывая наличие на металлургических комбинатах больших объемов конвертерного газа, часто сжигаемого "на свече", целесообразно его исполь-зование в указанном процессе вместе с коксовой пылью газоочистки. Высокий восстановительный потенциал дает экономию дефицитных и дорогостоящих применяемых в настоящее время восстановителей (угольный кокс, нефтяной коксик и пр.). Очень выгодно применение дешевых ТБО и кварцевых песков с наличием в них оксида кремния SiO2. При этом собственное производство ферросплавов (за исключением Новолипецкого МК) не организовано ни на одном металлургическом холдинге или комбинате в России, что ставит их в зависимость от поставщиков.
Также экономически привлекательна и утилизация коксо-зольных остатков мусоросжигательных заводов, объемы которых составляют 16 - 28% от массы входящих отходов. Рост вложений при вводе в типовые МСЗ данных блоков составит 10 - 11%, в то время как общие доходы от продаж всей продукции (энергоресурсы и ферросплавы) вырастают на 25 - 35%. Чистая прибыль этих производств на этапе возврата кредитов будет превышать прибыль основной деятельности объектов сжигания.