До недавнего времени в промышленном строительстве широко не использовались высокопрочные марки стали в связи с существенным удорожанием процесса, высокой стоимостью легирующих компонентов, сложностью набора монтажных партий и другими факторами. Крупнейшая российская сталелитейная компания «Северсталь» решила этот вопрос и уже опробовала новые подходы при строительстве цеха ответственного объекта.
Один из масштабных инвестиционных проектов, реализуемых сейчас «Северсталью», — строительство сортопроволочного стана 170 на Череповецком металлургическом комбинате. В состав линии стана 170 войдут нагревательная печь, установка гидросбива окалины, 18-клетьевой двухниточный стан, две линии высокоскоростных блоков, два виткоукладчика, две линии водяного и воздушного охлаждения по технологии «Стелмор», линия моталки «Гаррета», а также автоматизированная линия упаковки. Общая протяженность основного технологического оборудования стана составит 380 м. Проектная производительность агрегата — 1 млн тонн в год. На стане 170 будет возможен выпуск катанки в бунтах в диаметре от 5,5 до 20 мм и кругов в мотках в диаметре от 21 до 32 мм.
Общий объем инвестиций в этот проект — около 11 млрд рублей. Главная цель, стоящая перед строителями, — сдать объект в намеченные сроки и по возможности оптимизировать запланированный бюджет. Напомним, что запуск стана 170 намечен на вторую половину 2022 года.
Стальные аргументы
Наша история — о применении высокопрочной стали и технологических решений, позволяющих оптимизировать процесс и минимизировать затраты на строительство. Запрос на снижение затрат и оптимизацию традиционных технологий поступил в октябре прошлого года. К этой задаче были привлечены сервисы Перспективного инжиниринга «Северстали» и Value Engineering «Северсталь Стальные Решения». С учетом первоначально заложенных решений и характеристик объекта эксперты определили, что в этом проекте есть хороший потенциал для применения высокопрочных сталей.
«В 2020 году у нас появилась команда инженеров-проектировщиков, одна из задач которой — дорабатывать проектную документацию с целью повысить эффективность строительства или производства металлоконструкций, например, за счет снижения металлоемкости, — рассказывает коммерческий директор компании «Северсталь Стальные Решения» Евгений Коннов. — Впервые при реализации собственной инвестиционной программы «Северсталь» применила инструмент Value Engineering (с англ. — стоимостное проектирование)».
«В проектной документации стана 170 были заложены конструкции с большими толщинами сечений, и мы предложили применить сталь повышенной прочности, — добавляет руководитель проекта Перспективного инжиниринга «Северстали» Николай Смирнов. — Взяв за основу две машиностроительные марки собственного производства, наша команда создала Powerweld 420 — материал, обладающий хорошими характеристиками по прочности, пределу текучести, ударной вязкости, обрабатываемости».
После проведенных расчетов и испытаний было решено применить этот материал в каркасе здания, в частности, для производства основных колонн и подкрановых балок. Первоначально эти конструкции планировалось производить из стали другой марки. Согласно документации, ее требовалось около 2400 тонн. За счет поэтапной оптимизации Перспективным инжинирингом и Value Engineering и применения высокопрочных марок сталей вес основного каркаса здания удалось снизить практически на 30% — до 1700 тонн. Таким образом, затраты «Северстали» были снижены не только на конструкциях, но и на строительно-монтажных работах, которые напрямую завязаны на общей металлоемкости.
Отчасти экономия объясняется оптимизацией геометрии сечений подкрановых балок. При этом прочность и долговечность конструкции не изменились. Согласно расчетам, проектный срок эксплуатации этого сооружения — 100 лет. Благодаря существенному снижению веса конструкции фундамент был также скорректирован в сторону снижения затрат на его возведение.
Если сравнить Powerweld 420 с приведенными в ГОСТ альтернативами, то во втором случае с увеличением толщины уменьшается предел текучести. У продукта «Северстали» независимо от толщины (от 8 до 50 мм) предел текучести остается неизменным — 420 МПа.
Секрет в технологии
Важно учесть, что для использования в строительстве высокопрочной стали были разработаны особая технология производства и технологическая карта сваривания, за счет чего решен вопрос необходимости соблюдения особых режимов сваривания.
Благодаря проведенным расчетам и оптимизации сечения металлопроката для металлоконструкций (с 50 до 30-25 мм) специалистам «Северстали» удалось исключить из проекта использование листового проката больших толщин, что позволило использовать стандартные сварочные материалы. Толстые высокопрочные материалы требуют более сложных технологий сваривания, например, использования подогрева, а это существенно влияет на снижение скорости изготовления металлоконструкций.
Предложенная «Северсталью» простая и доступная сварочная технология позволяет без значительных дополнительных затрат и усложнения технологии сделать изготовление металлоконструкций привлекательным для заводов.
Партнерское покрытие
Успешный опыт использования в каркасе здания собственной высокопрочной стали Powerweld 420 был не единственным в этом проекте. В качестве ограждающих конструкций здания были применены сэндвич-панели с обшивками из стали Coversafe Superproof. Сэндвич-панели были поставлены с привлечением квалифицированного технологического партнера — «Техностиль-Премиум».
«Мы первыми среди отечественных металлургических компаний реализовали партнерскую схему в нише сэндвич-панелей, — отметил Евгений Коннов. — Компания поставила порядка 35 тыс. кв. м готовых сэндвич-панелей из брендового металлопроката с полимерным покрытием Coversafe Superproof. Партнерская модель позволила нам обеспечить контроль высокого качества проката и режим «единого окна» для клиента».
Для строительства стана 170 Coversafe Superproof был выбран неслучайно: при рассмотрении вариантов принимались во внимание условия эксплуатации нового агрегата (открытая промышленная атмосфера), требования к стойкости защитного покрытия и сохранности декоративных свойств. Всем запросам наилучшим образом отвечал один из продуктов из брендированной линейки сталей для сэндвич-панелей Coversafe. Проведенные испытания подтвердили высокую химическую стойкость и механическую прочность покрытия.
Успешный опыт строительства цеха для стана 170 уже вызвал живой интерес у потенциальных клиентов «Северстали», которые при реализации инвестиционных проектов внимательно относятся к снижению издержек и предъявляют высокие требования к надежности промышленного объекта.
Евгений Коннов, коммерческий директор компании «Северсталь Стальные решения»:
«В ходе проектирования сортопроволочного стана 170 на Череповецком металлургическом комбинате нами была построена математическая модель каркаса будущего здания в специализированном расчетном комплексе, где каждый элемент был подвергнут технологическим, эксплуатационным и атмосферным нагрузкам»
Николай Смирнов, руководитель проекта перспективного инжиниринга «Северстали»:
«Любопытно, что изначально марка Powerweld 420 нами не рассматривалась, поскольку ее не было в продуктовой линейке. У «Северстали» есть схожие по характеристикам материалы, в частности, Powerform 420 и 460. Однако они не подходят под требования СП16 «Стальные конструкции». Тогда и был создан продукт Powerweld 420, который соответствует всем требованиям для использования в строительстве»
Почти год назад «Северсталь» запустила бизнес-сообщество «Вместе» для клиентов из металлургической и строительной отраслей. Его участники обладают бесплатным доступом к аналитике рынка, лучшим отраслевым кейсам, анонсам значимых мероприятий, а также вебинарам на различные темы. Главная цель сообщества — обеспечение обмена экспертизой между участниками рынка.
Номер публикации: №46 26.11.2021