В начале 1920-х годов на Белорецком сталепроволочно-канатном заводе было впервые в стране освоено производство стальной проволоки. Внедрение этого процесса стало отправной точкой для развертывания в Белорецке отечественного производства канатов, которое уже накопило практически столетний опыт.
В наши дни развитие комбината, модернизация его производства, совершенствование технологий и освоение новых видов продукции получили мощный импульс и вышли на качественно новый виток после вхождения БМК в 2003 году в Группу «Мечел». За эти годы успешно освоены практически все технологии, направленные на увеличения эксплуатационного ресурса канатов, включая освоение 8-прядных канатов диаметром до 28 мм, а также канатов с пластическим обжатием прядей и канатов в целом.
Толчком для активизации этой работы послужили запросы самой Группы «Мечел», а именно предприятий ее горнорудного дивизиона, где эксплуатировались экскаваторы P&H 2300 и P&H 2800 фирмы Joy Global. Все они были оснащены канатами с полимерным покрытием, что заметно улучшало эксплуатационные характеристики и продлевало межремонтные периоды использования машин. Поэтому перед БМК встала задача найти способы покрытия экскаваторных канатов полимером.
В соответствии с техническим заданием он должен был сохранять пластичность и работоспособность при температурах до –60 °С и в то же время быть устойчивым к воздействию высоких температур в диапазоне до +80 °С, а также отличаться хорошей адгезией к металлу, препятствующей отслаиванию покрытия в ходе эксплуатации, иметь высокую стойкость к истиранию при абразивном воздействии, к ультрафиолетовому излучению и атмосферным явлениям и, кроме того, обладать масло- и бензостойкостью.
Совместно с ведущими исследовательскими институтами и научными организациями России и стран ближнего зарубежья специалисты БМК приступили к подбору полимера. Результатом этой работы стало определение марки полимера, максимально соответствующей требованиям технического задания. На основании полученных данных комбинат продолжил работу с производителем геофизических кабелей.
Параллельно изучался зарубежный опыт. Уже первые испытания канатов с новым полимером дали обнадеживающие результаты. Так, при использовании этих образцов на экскаваторах ЭКГ-5, разрабатывающих известняк на Пугачевском карьере (предприятие входит в ООО «Мечел-Материалы»), было зафиксировано увеличение их средней наработки до 139% по сравнению с серийно применяемыми канатами без покрытия.
Следующим шагом стало сотрудничество с Фондом развития промышленности РФ, при поддержке которого за три года на БМК был реализован инвестиционный проект по освоению производства многопрядных канатов, в том числе с полимерным покрытием.
В рамках этой программы была закуплена немецкая 12-шпульная канатная машина SKET 12х1250, позволяющая изготавливать канаты диаметром от 22 до 90 мм с числом прядей во внешнем повиве до 12 штук. Ее изготовили в австрийской компании Rosendahl согласно техническому заданию БМК. При этом было реализовано ноу-хау, обеспечивающее заполнение полимером межпрядного пространства канатов с проникновением полимера до сердечника.
Ранее эта технология компанией нигде не использовалась и была разработана специально для БМК. Поставщиком полимера было выбрано ПАО «Уфаоргсинтез». В декабре 2018 года новое оборудование запустили в работу. Его возможности позволяют наносить полимер на канаты диаметром от 10 до 90 мм, причем как на сердечник, так и на канат в целом.
Реализация технических решений в рамках проекта позволила получить ряд значительных преимуществ в эксплуатационных характеристиках белорецких канатов.
Во-первых, освоение производства многопрядных канатов позволяет получить продукцию, обладающую повышенной гибкостью. Это дает возможность применять в оборудовании блоки меньших диаметров, что имеет большое значение для многоблочных подъемных устройств и других канатно-блочных систем, которыми оснащены краны, талевые системы буровых установок и экскаваторы.
Многопрядные канаты обладают техническим ресурсом, увеличенным в 1,5–2 раза и более по сравнению с 6-прядными канатами. Также они более уравновешены за счет противоположности направлений свивки по слоям. Их прочность возрастает за счет увеличения коэффициента заполнения металлического сечения каната.
Во-вторых, важнейшим конкурентным преимуществом для продукции БМК стало освоение технологии производства канатов с полимерным покрытием и заполнением им сечения каната. Полимер исключает непосредственный контакт проволок сердечника и прядей между собой, что предотвращает внутренние разрывы проволоки и прядей и значительно отодвигает их разрушение от контактных напряжений в процессе эксплуатации.
Канат сохраняет стабильную структуру во время установки и работы, исключается перемещение прядей относительно друг друга. Слой полимера, покрывающий канат, предотвращает контакт стального каната с металлическими частями подъемных механизмов, блоков и шкивов, снижая их износ, а также защищает канаты от воздействия влаги и абразивных частиц. Кроме этого, полимер устойчив к воздействию химических веществ, что обеспечивает его высокую работоспособность.
В-третьих, новое оборудование позволяет изготавливать не только многопрядные канаты и покрывать их полимером, но и канаты с пластическим обжатием. Благодаря этому проволоки приобретают повышенную прочность, износостойкость к истиранию, а сам канат отличается увеличенной стойкостью к поперечному раздавливанию. За счет увеличения площади контакта снижается износ ручьев дорогостоящих блоков оборудования.
Все технологические решения, внедренные в ходе реализации проекта по производству многопрядных канатов, в том числе с полимерным покрытием, позволили освоить БМК поистине уникальную продукцию, способную заместить импортные канаты для техники в горнорудной промышленности.
Получив положительные результаты, БМК не останавливается на достигнутом уровне. В настоящее время продолжаются подбор и совершенствование серийно применяемого полимера. Так, совместно с башкирским химическим предприятием разработан новый состав, обладающий более высокими адгезионными и пластическими характеристиками и при этом сохраняющий стойкость к истиранию.
На сегодняшний день канаты с полимерным покрытием проходят испытания как на предприятиях Группы «Мечел», так и в других отечественных компаниях. Тестирование проходит на импортных экскаваторах P&H 2300 и P&H 2800 и на отечественных ЭКГ-5, ЭКГ-8И, ЭКГ-10, ЭКГ-12, ЭКГ-18.
Эксплуатация этих канатов на предприятиях Группы «Мечел» показала увеличение их наработки со 140% по отношению к нормативу на момент освоения технологии до 220% по результатам последних испытаний в 2020 году. Таким образом, использование канатов с полимерным покрытием позволяет превзойти утвержденные на разрезах и карьерах нормативы в 2 раза. В ряде случаев зафиксировано превышение нормативной наработки более чем в 3 раза.
Необходимо отметить, что канаты с полимерным покрытием производства БМК на экскаваторах P&H показывают наработку на уровне импортных аналогов, имея при этом стоимость в 2 раза ниже. При эксплуатации канатов в полимере на отечественных экскаваторах ЭКГ-8И Качканарского ГОКа зафиксировано увеличение их наработки в 2 раза по сравнению с нормативами. При этом специалистами отмечена легкость запасовки белорецких канатов при их прохождении через полиспастовую систему и отсутствие подклинивания.
Канаты чистые, без смазки, так как полимерное покрытие не требует ее нанесения. Специалисты ГОКа особо отметили, что при эксплуатации полимерных канатов происходит не только сохранение, но и восстановление шкивов и блоков экскаватора, получивших повреждения при работе стальных канатов без покрытия.