Чёрная металлургия россии

Металлургический цикл

Предприятие чёрной металлургии — завод Algoma Steel, Онтарио, Канада

Собственно металлургическим циклом является:

• чугунно-доменное производство;
• производство стали (мартеновское, кислородноконвертерное и электросталеплавильное) + непрерывная разливка;
• производство проката (прокатное производство).

Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла. Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. «Малая металлургия» представляет собой выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты. В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей. С середины 20 века в металлургии начинает применяться прямое восстановление железа.

Все металлургические переделы являются источниками загрязнения пылью, оксидами углерода и серы

Состояние рынка и тенденции развития отрасли

В России объем экспорта в черной металлургии превосходит внутреннее потребление. На долю производства непосредственно влияет возможность экспорта, а также уровень конкуренции и торговой политики импортеров.

Если снижается экспорт, происходит и сокращение инвестиционной активности, а соответственно активное развитие этой сферы. При таких обстоятельствах отрасль больше зависит от внутреннего спроса – производств, нуждающихся в этой продукции.

Основной тенденцией перспектив отрасли становится переход к более качественной и чистой черной металлургии.

Приходит время экономно-легированных сталей, отличающихся большим пределом прочности.

Изготовляемые конструкции получаются металлоемкими и имеют длительный срок эксплуатации.

В развитии сферы черной металлургии актуальными становятся следующие направления:

• Модернизация, использование новейших технологий, переориентация предприятий, чья продукция неконкурентоспособна. Основными производителями останутся Череповецкий, Магнитогорский, Нижнетагильский, Кузнецкий, Новолипецкий, Челябинский и другие крупные трубные заводы.
• Рост доли передельных металлургических производств, поскольку такой металл дешевле. Перспективно создание мини-заводов, максимально ориентированных на нужды потребителей. Они способны обеспечить высококачественными металлами, быть узкоспециализированными и выполнять небольшие заказы.
• Ориентация на потребителей, что связано с развитием научно-технического прогресса, усовершенствованием методов обогащения руд, большим скоплением вторсырья в старопромышленных районах.
• Строительство заводов вдали от густонаселенных районов, так как большее значение уделяется мероприятиям по охране природы и экологической безопасности.
• Закрытие заводов, где на «нижних» этажах до сих пор используется устаревшее оборудование.
• Усиление специализации заводов для улучшения качества сталей, сложных видов проката. Начнется активность производств металла для транспортной, строительной, автомобильной и электронной отраслей.

Чёрная металлургия

Отрасль, предполагающая свои нюансы

Важно понимать, что не только металл имеет значение для неё, но и добыча с последующей переработкой

Выделяют важные её особенности:

• больше половины продукции служит основой для всего машиностроения страны;
• четверть продукции используют в сфере создания конструкций с увеличенной грузоподъёмностью.

Чёрная металлургия – это производство, коксование угля, вторичный предел сплавов, производство огнеупоров и многое другое. Предприятия, входящие в чёрную металлургию, имеют наибольшее значение и по сути являются основой индустрии всего государства в целом.

Главное, что вокруг них возникают производства по переработке различных отходов, особенно после плавки чугуна. Самым частым спутником чёрной металлургии считают металлоёмкое машиностроение и электроэнергетическое производство. Эта отрасль имеет великие перспективы в завтрашнем дне.

Короткозвенная оцинкованная цепь обычно производится из металла с высоким содержанием углерода, что придает ей все необходимые качества для надежного использования в строительстве и даже в быту. Купить можно тут.

Добыча руд черных металлов

Металлы условно делятся на цветные и черные, в зависимости от физических и химических свойств. Черные металлы более прочные, твердые, имеют высокую температуру плавления. Именно черные металлы используют при машиностроении, производстве различных конструкций и изделий. Сегодня трудно представить любую промышленность, которая не нуждалась б в черных металлах. Ежегодно на заводах производится миллионы тонн таких металлов.

К этой группе относят следующее:

• железные металлы – кобальт, марганец железо и никель;
• актиноиды или урановые металлы – актиний, уран, плутоний, торий, нептуний и другие;
• тугоплавкие металлы с более высокой температурой плавления, чем железо;
• редкоземельные металлы – церий, лантан, неодим;
• литий, кальций, натрий, калий, стронций, рубидий, цезий, франций, барий, скандий, родий и другие.

В процессе выплавки образуются различные изделия. Наиболее распространенными черными металлами называют чугун сталь, выплавка которых возможна при добавлении железных руд и определенных элементов.

Железной рудой называют своеобразное естественное образование, которое содержит железо для выплавки разного рода металлов и конструкций. Количество добываемой железной руды для черных металлов постоянно увеличивается, поскольку черная металлургия динамично развивается.

В данной промышленности используются следующие виды железной руды:

• сепарированная железная руда (руда, обогащенная методом сепарации);
• аглоруда (испеченная руда способом термической обработки);
• окатыши (сырая железная масса с содержанием флюсов).

Добыча железной руды возможна в регионах, где размещены ее большие залежи и месторождения. Устанавливаются станции со специальным горным оборудованием, благодаря которому происходит добыча железной руды. Тем не менее, сначала в ход идут огромные экскаваторы, которые должны вырыть карьеры и добраться до первых пластов руды.

После этого из руды будут браться анализы на наличие в ней железа. Если данного элемента в ней менее 57% , то добыча руды может прекратиться, поскольку это будет экономически невыгодно. Очень часто в таких случаях станция передвигается в другую местность для поиска новых месторождений железной руды.

Руда с нормальным содержанием железа после добычи передается на перерабатывающие предприятия, из которой в дальнейшем выплавляется сталь, чугун и другие металлы.

История

История металлургического производства на территории нашей страны насчитывает пять тысячелетий. Именно такой возраст насчитывают первые бронзовые предметы, найденные в Европейской части России. Ближе к началу V века нашей эры у славянских племён начинают появляться железные ножи, топоры, плуги, серпы и другие предметы труда и обихода.

Основой металлургии Московского государства вплоть до XVII века был лимонит, так называемое «болотное железо». Разведанных запасов, залегающих на глубине несколько сот метров под землёй, тогда не было, а болота располагались повсеместно. Так же, как и лес, играющий в те времена роль металлургического топлива.

Центрами производства железа того времени были города:

• Новгород.
• Устюг Железный.
• Римов.
• Тула.
• Тихвин.
• Олонец.
• Орешек.

Тем не менее, значительное количество металла закупалось в Швеции и Германии. А добыча и производство цветных металлов до XVII века практически отсутствовала (небольшие медные источники на Печоре и в Олонецком крае не удовлетворяли потребности страны).

Коренным образом ситуация изменилась при Петре Первом, решившим отдать разведку, добычу и переработку руд в частные руки. Хотя первые попытки создания отечественной металлургии Иваном III и Иваном IVГрозным предпринимались и ранее. В этой связи следует упомянуть голландца Виниуса и целую плеяду известных русских промышленников:

• Демидовых.
• Баташевых.
• Ареховых.
• Красильниковых.
• Мосоловых.

Во многом благодаря им возникли Тульские доменные и железоделательные заводы, открылись предприятия на Урале. С развитием металлургического производства, Россия не только избавилась от импорта, но и сама стала крупнейшим производителем, а также экспортёром железа и чугуна.

О чём свидетельствуют следующие показатели:

• 1725 год. Выплавлено 1165 тыс. пудов чугуна, что соответствует показателю более 19 тыс. тонн.
• 1740 год. Россия производит чугуна на 30 тыс. тонн больше, чем Великобритания.
• В 1750 году в Российской империи работают 72 завода по производству железа и 29 медеплавильных заводов.
• 1767 год. 83 тыс. т чугуна.
• 1793 год. 134 тыс. т чугуна, 89760 железа и стали.
• Конец XVIIIвека. Страна добывает и перерабатывает: 2900 т меди, 1300 т свинца, 28,7 т серебра, 0,4 т золота.

В начале и середине XIXвеке темпы роста российской металлургии значительно снизились, что объясняется: установлением государственной собственности на крупнейшие предприятия, и как следствие: нежеланием обновлять и совершенствовать оборудование, устанавливать новые капиталистические отношения.

Производство чугуна и стали на территории Российской Империи в XIX– начале XX веках

Годы	Сталь (тыс. т)	Чугун (тыс. т)
1830	178,72	108,8
1850	222,24	328,0
1870	350,40	221,20
1900	2865,60	2643,20
1913	4884,80	4803,20

Крупные политические события начала XXвека привели к ликвидации добывающей отрасли и остановке предприятий металлургии. Однако, к началу Второй Мировой войны, СССР сумел не только восстановить, но и значительно приумножить, а также модернизировать отрасль. Внутриполитические и общемировые экономические проблемы конца XX – начала XXI столетия существенно повлияли на производство металла. Тем не менее, и сегодня Российская Федерация удерживает высокие показатели, оставаясь одним из крупнейших мировых экспортёров данного вида продукции.

Центры чёрной металлургии в России

Прежде всего, следует помнить, что Россия по уровню плотности производства чёрного металла всегда являлась и сегодня является абсолютным лидером. И это первенство без права передачи другим государствам. Наша страна здесь уверенно удерживает свои позиции.

Ведущие заводы представляют собой, по сути, металлургическо-энергохимические комбинаты. Назовём самые главные центры чёрной металлургии в России:

• Урал с добычей железа и руды;
• Кузбасс с добычей угля;
• Новокузнецк;
• Местонахождения КМА;
• Череповец.

Металлургическая карта страны структурно делится на три основные группы. Они изучаются в школе и являются базовыми знаниями современного культурного человека. Это:

• Урал;
• Сибирь;
• Центральная часть.

Основные металлургические базы

Все вышеперечисленные факторы привели к неравномерному размещению металлургических предприятий. На отдельных территориях сформировались целые металлургические базы. В России выделяют три:

• Центральная база – это достаточно молодой центр, фундаментом которого служат железные руды района Курской магнитной аномалии, Кольского полуострова и Карелии. Главными центрами производства являются города Липецк, Старый Оскол и Череповец;
• Уральская база – это один из самых крупных центров металлургии в России, основными центрами которого являются Магнитогорск, Новотроицк, Челябинск, Нижний Тагил и Красноуральск;
• Сибирская база – это центр, который находится ещё в стадии развития. Основной источник – кузнецкий уголь и железная руда Приангарья и Горной Шории. Главный центр – город Новокузнецк.

Сравнительную характеристику и схему работы металлургических баз России можно представить в следующей таблице:

	Центральная	Сибирская	Уральская
Железные руды	Курская магнитная аномалия, Кольский полуостров, Карелия	Приангарье, Горная Шория	Уральские горы
Коксующийся уголь	Привозной (Донецкий и Кузнецкий каменноугольный бассейн)	Местный (Кузнецкий каменноугольный бассейн)	Привозной (Казахстан)
Предприятия	Предприятия полного цикла (производят чугун, сталь, прокат)	Предприятия полного цикла и предельной металлургии (производят только сталь и прокат)	Предприятия полного цикла (производят чугун, сталь, прокат)

2.3 Металлургические предприятия

Основную часть чугуна (более 2/3), 85% стали и 2/3 проката Свердловской области производит Нижнетагильский металлургический комбинат (НТМК).Он включает десятки заводов и цехов: доменные и мартеновские печи, кислородно-конвертерный цех, блюминги, коксохимическое и огнеупорное производство, железные рудники. В пределах комбината сформировался законченный цикл «руда-металл-прокат» со многими вспомогательными и обслуживающими производствами. Собственные поставщики железорудного сырья НТМК — Высокогорское и Гороблагодатское рудоуправления. Они разрабатывают месторождения магнитных железняков гор Высокой, Лебяжьей и Благодати, обеспечивая на треть потребности комбината в сырье.

Остальное металлургическое сырье завозится на НТМК главным образом с Качканарского горно-обогатительного комбината (ГОКа) и отчасти из других районов России: с Курской магнитной аномалии и с Кольского полуострова. Коксующийся каменный уголь, необходимый для производства кокса, полностью завозится из Кузбасса и Казахстана. Кузбасс сейчас покрывает 90% потребностей комбината.

Основная продукция НТМК — ванадиевый чугун, сталь и прокат (рельсы, колеса для вагонов и др.), кроме того, он является крупнейшим в мире производителем ванадиевого шлака. Будущее НТМК связывают с выпуском труб большого диаметра для магистральных нефте- и газопроводов. Для этого намечено строительство комплекса толстолистового стана-5 000 и трубосварочного цеха.

Второе по величине и значению в области металлургическое предприятие — Металлургический завод им. А.К. Серова (г. Серов). Это предприятие полного цикла, в составе которого работают доменный, мартеновский, прокатный, литейный, механический цехи. Выплавка металла здесь ведется из руд месторождений северной группы: Ауэрбаховского, Воронцовского, Покровского, Северного и др., а также из привозных концентратов. В окрестностях города Серова добываются вспомогательные материалы: флюсовый известняк, огнеупорные глины, формовочные пески. Серовский завод известен своей высококачественной сталью. Так, из серовской калиброванной стали делают двигатели для автомобилей ВАЗ.

Предприятиями с полным металлургическим циклом являются также Алапаевский и Нижнесалдинский заводы.

В Свердловской области работают и передельные заводы, выросшие на месте старых предприятий. Наиболее крупный из них — Виз-Сталь (Верх-Исетский завод — ВИЗ) в Екатеринбурге. В настоящее время этот завод известен как единственный в России производитель трансформаторной стали. Четыре десятилетия продукцию здесь получали традиционным горячим способом, а с 1973 г. на заводе был введен в строй мощный цех холодного проката.

Важные объекты черной металлургии Среднего Урала — Серовский ферросплавный завод и Ключевской завод ферросплавов (пос. Двуреченск). Их продукция (феррохром, ферросилиций) необходима для получения высококачественных сталей. Особую продукцию выпускает Уральский завод прецизионных сплавов (г. Березовский).

Свердловская область — основной в России производитель труб, на нее приходится треть их российского производства. Одно из крупнейших предприятий страны — Первоуральский новотрубный завод выпускает более 170 типоразмеров труб. Ежегодный объем его производства в конце 80-х годов составлял более 1,5 млн. т труб. Второй по величине, Синарский трубный завод (г. Каменск-Уральский) выпускает стальные и чугунные трубы. Самый молодой из трубных заводов — Северский трубный завод (г. Полевской), как и Синарский, выпускает бесшовные нарезные и сварные трубы для газовой и нефтяной промышленности. Ревдинский метизно-металлургический заводпроизводит такие изделия, как гвозди, шурупы, болты, гайки, канаты, проволоку.

Все предприятия черной металлургии области связаны между собой. В качестве связующего звена выступает ведущее металлургическое предприятие НТМК, которое обеспечивает другие заводы коксом, чугуном, заготовками для проката труб.

Особенности

Не только металлы являются основой предприятий черной металлургии. Предприятия по добыче и переработке сопутствующих материалов, кокса, огнеупоров также входят в состав отрасли черной металлургии.

Можно выделить такие особенности черной металлургии, которые присущи именно ей, в отличие от производства цветных металлов:

• Более одной трети выпускаемой продукции (сталь и сплавы на основе железа, чугун) является основой всего машиностроения;
• Более четверти продукции используется в строительстве для создания элементов нагруженных и несущих конструкций.

Спецификой предприятий металлургического комплекса черной металлургии является то, что они, по большей части, составляют основу индустрии государства, являясь, вместе с тем, одними из самых высоких капитало- и материалоемкими.

Организация выработки металла на предприятиях черной металлургии отличается сильной региональной зависимостью. Для переработки руды и производства первичного металла (чугуна) требуются большое количество кокса, рудного сырья и электроэнергии. Подсчитано, что сырье и топливо составляют более 90% общих затрат на производство черного металла. Необходимость в транспортировке огромных масс рудного и топливного сырья диктует необходимость решать задачи рационального размещения предприятия. Наиболее часто предприятия черной металлургии концентрируются таким образом:

• Возле рудных месторождений. Требуется доставка топлива;
• Вблизи источников топлива (предприятия угледобычи). Остается вопрос поставки рудного сырья;
• На оптимальном расстоянии между источниками сырья и топлива.

Большинство комбинатов по производству черного металла сосредоточены вблизи залежей железных руд. Можно объяснить это тем, что изначально, в годы массового строительства металлургических предприятий, восстановление железа из обогащенного сырья производилось посредством древесного угля, добываемого непосредственно вблизи месторождений. При переходе на использование кокса стало выгоднее организовать его доставку, чем переносить металлургическое производство.

Предприятия вторичной переработки металлического лома черных металлов (передельная металлургия) сосредоточены вблизи крупных центров машиностроения.СырьеСырьевая база является основой металлургического производства. В зависимости от типа металлургического предприятия, источники сырья могут быть разные. В частности, черная металлургия может делиться на такие отрасли:

• Предприятия полного цикла. Большинство стадий производственного цикла, обогащение руд, производство кокса, выплавка и прокат металла сосредоточены на одном объекте.
• Передельныеметаллургические предприятия. Одна из стадий, а это, в основном, производство сталей и сплавов, выделена в отдельную отрасль.
• Малая черная металлургия. Характеризуется тем, что цеха по производству металла входят в состав машиностроительных предприятий.

Сырьем черной металлургии для передельных и малых предприятий служит полуфабрикат для выработки стали – чугун, металлолом и прочие отходы основного металлургического производства. В данную группу производств входит изготовление ферросплавов, в состав которых входят различные легирующие добавки.

Добыча руды черных металлов

Добыча руды, ее обогащение, выплавка характеризуют предприятия полного цикла. Для черной металлургии характерно использование сырья с высоким процентным содержанием металла при больших объемах переработки. Добыча и обогащение руды требуют серьезных затрат электрической энергии и требовательны к наличию доступных водных ресурсов.

Классификация разновидностей металлургии

Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.

Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.

Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:

1. Добыча сырья и ее переработка. Большинство металлов не содержится в природе в чистом виде, а входит в состав различных руд, переработка которых называется обогащением. В процессе обогащения руду дробят на мелкие составляющие, из которых в процессе сепарации отделяют элементы метала и пустую породу. Из выделенных элементов производят сплавы.
2. Передел. Металлургическим пределом называют процесс изготовления полуфабрикатов, которые в свою очередь применяются для изготовления готовых продуктов. В процессе передела изменяется состав, структура и свойства сплавов, а также агрегатное состояние. К переделу можно отнести прокат и обжатие, трубное производство, плавку и разливку.
3. Переработка отходов. Большинство отходов металлургического производства либо утилизируют, либо перерабатывают, получая другие полезные продукты. Некоторая часть пустой породы и шлаков складываются на территории больших хранилищ под открытым воздухом. Но на сегодняшний день производители стараются максимально эффективно перерабатывать побочную продукцию. Некоторые шлаки повторно обрабатывают, получая дополнительный продукт, некоторые используют для производства сельскохозяйственных удобрений, но большинство уходит на изготовление строительных материалов, которые широко используются в повседневной жизни.

https://youtube.com/watch?v=t2DUnkaGbBc

Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.

Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.

Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.

Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.

При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.

Ковдорское месторождение

Ковдорское месторождение магнетитовых руд расположено на Кольском полуострове. Мощность рудного тела при протяжённости 500…600 м и ширине 400…800 м составляет 150…200 м. Кроме магнетита и магнезиоферрита руды содержат оливин и апатит, что обусловливает необычно высокое содержание в них фосфора и оксида магния. Использование концентратов сухой магнитной сепарации этих руд (фракцией <0,2 мм) с таким высоким содержанием магнезии (MgO>6 %) возможно лишь в смеси с обычными концентратами, пустая порода которых имеет кислый характер и компенсирует избыток магнезии.

Ковдорский ГОК входит в состав компании «Еврохим» и разрабатывает открытым способом Ковдорское железорудное месторождение комплексных бадделеит-апатит-магнетитовых руд, содержащих 11…29 % железа. Руды обогащаются комбинированным магнитно-гравитационно-флотационным способом. Ковдорский ГОК производит товарные концентраты: магнетитовый (63…64 % железа), апатитовый и бадделеитовый. В 2011 г. Ковдорский ГОК произвёл 5700 тыс. т товарного концентрата. Единственным потребителем железорудного концентрата Ковдорского ГОКа в РФ является Череповецкий металлургический комбинат («Северсталь»), 55% магнетитового концентрата экспортируется (рис. 3).