Что служит исходным сырьем для черной металлургии
Черная металлургия
Черная металлургия представляет собой одну из наиболее развитых и важных отраслей промышленного производства, успешное развитие которой определяет индустриальный потенциал и возможности любого государства. Во многом она является комплексной, поскольку включает в себя различные подотрасли, заключающиеся в осуществлении технологических процессов по добыче, обогащению исходного сырья, а также выплавке соответствующей продукции (металлов) и производству металлопроката. Основным сырьем выступает железная руда, из которой изготавливаются чугун и сталь. Этим данная отрасль отличается от цветной металлургии, сырьевой основой которой являются цветные металлы (алюминий, титан, медь, свинец, никель и так далее).
Продукция предприятий черной металлургии используется, по большей части, в машиностроении и строительстве. В этой связи данная отрасль является системообразующей, а от степени ее развития во многом зависит и состояние промышленного производства в целом.
Традиционно оценку состояния черной металлургии ведут по такому показателю, как суммарная выплавка стали. По итогам 2018 года ее мировое производство составило более 1,8 млрд тонн. Следует отметить, что данный показатель в последний период довольно стабилен, что свидетельствует о достаточной развитости отрасли.
Мировым лидером по производству стали выступает Китай. На долю этой азиатской страны приходится порядка половины всего мирового объема выплавки – около 928 млн тонн. С заметным отрывом от Китая следует Индия. Здесь было произведено около 106 млн тонн стали. На третьем месте – Япония, которая немного уступает Индии (произведено порядка 104 млн тонн).
Кроме этого, в число лидеров по развитию черной металлургии входят следующие государства:
На долю вышеуказанных стран приходится более 2/3 промышленного производства стали в мире.
Сырье, используемое в черной металлургии
Основным ресурсом, используемым для получения продукции, является железная руда. В России ее запасы довольно велики и практически полностью обеспечивают внутренние потребности. Отдельно следует выделить несколько районов добычи руды.
Так, разработка данного полезного ископаемого в промышленных масштабах началась на Урале. До сих пор здесь действуют крупные металлургические комбинаты, которые были созданы одними из первых в стране. Также большие запасы железных руд находятся в Сибири (речь идет о месторождениях Кузбасса).
В европейской части России находится так называемая Курская магнитная аномалия. По отдельным данным, это самое крупное месторождение железных руд на планете. Однако разработка началась только в 30-х годах прошлого века и прерывалась в связи с войной. Находится месторождение на территории Курской и Белгородской областей.
Кроме железной руды для металлургической отрасли необходим коксующийся уголь. Он используется как высококачественное топливо для выплавки чугуна и разрыхления железной руды.
Основные залежи коксующегося угля в России сосредоточены в Кузнецком и Печорском бассейнах.
Особенности производства
Металлургическое производство предполагает цикл технологических процессов, которые могут осуществляться как целиком на одном предприятии, так и на разных. Этапы:
Таким образом, на предприятиях полного цикла осуществляются все вышеперечисленные этапы. Если же завод изготавливает только прокат, то такие производства называют предельными.
На данный момент в мире отдается предпочтение развитию малой металлургии, где производство стали и проката идет на машиностроительных заводах, а это значительно снижает затраты на конечную продукцию. Однако крупные комбинаты полного цикла остаются действующими.
Общий обзор состояния черной металлургии в России
Российская Федерация является одним из крупнейших мировых производителей чугуна, стали и металлопроката. Во многом это обусловлено тем, что в стране имеются богатые залежи железных руд и коксующегося угля, используемого в качестве топливного ресурса. Металлургическая промышленность в России является системообразующей и высокоэффективной отраслью.
История развития металлургической промышленности
Человечество научилось обрабатывать железную руду еще на заре своей истории. Археологи даже выделяют такую историческую эпоху, как «железный век», под которой понимается временной период, когда основными орудиями производства являлись изделия из железа.
В России до времен Петра I металлургия носила кустарный и локальный характер. И только после соответствующих реформ в стране началась промышленная переработка металлов. Выплавка чугуна началась на Урале, где знаменитые промышленники Демидовы основали ряд железоделательных заводов.
После революции, особенно во времена сталинской индустриализации, начали разрабатываться месторождения железных руд на Украине и в районе Курской магнитной аномалии. Во время Великой Отечественной войны основные промышленные мощности были развернуты на Урале и в Сибири.
90-е годы XX века сказались крайне негативно на развитии черной металлургии, однако в последнее время наблюдается планомерный рост производства стали и проката, который, впрочем, еще не достиг докризисного уровня.
Проблемы отрасли
Черная металлургия является одной из наиболее устойчивых отраслей промышленности в нашей стране. Основной ее проблемой является общий спад промышленного производства, особенно ярко наблюдающийся в 90-е годы прошлого столетия. Здесь встает вопрос сбыта продукции, который приводит к снижению объемов выплавки.
Кроме этого, на развитие отрасли во многом влияют цены на железную руду, сталь и прокат на международных рынках, которые отличаются значительной волатильностью.
Перспективы развития отрасли
Основными перспективными направлениями развития черной металлургии являются:
Основные игроки в отрасли
Большая часть промышленных мощностей черной металлургии приходится на несколько крупнейших компаний:
Другие компании, работающие в данной отрасли, представлены в разделе Металлургические заводы.
Кроме этого, в стране действует довольно большое количество предприятий малой металлургии на базе крупнейших машиностроительных заводов.
Черная металлургия
Одну из ведущих отраслей тяжелой промышленности составляют предприятия, которые занимаются добычей сырья, производством и переработкой металлов на основе железа – стали, чугуна, сплавов, которые относятся к черным металлам. К предприятиям черной металлургии также относят и те, которые занимаются добычей и переработкой марганца и хрома.
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:
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:
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.
Можно заметить, что здесь не указана зависимость производства от электроэнергии, хотя потребность в ней чрезвычайно велика. Это объясняется тем, что передача электрической энергии даже на большие расстояния не сопоставима по сложности организации и стоимости с доставкой тяжелых и объемных материалов производства.
Предприятия вторичной переработки металлического лома черных металлов (передельная металлургия) сосредоточены вблизи крупных центров машиностроения.
Сырье
Сырьевая 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:
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.
Состав отрасли
В состав металлургической отрасли полного цикла по выплавке и переработке черных металлов входит большое число предприятий, основные из которых выполняют следующие задачи:
Если брать за основу технологию изготовления металла, то можно выделить такие виды металлургического цикла:
Основу металлургического производства полного цикла составляет доменное производство чугуна. Сама технология восстановления железа из руды при использовании доменного процесса подразумевает насыщение железа большим количеством углерода, в результате чего получается чугун.
Сталь характеризуется меньшим содержанием углерода, включением в состав легирующих добавок, что требует дополнительных стадий переработки в мартеновских, электродуговых печах или кислородных конвертерах. Таким образом, для получения стали требуется длительный и энергозатратный процесс.
Начиная с середины прошлого века начала развиваться бездоменная металлургия, в которой используется прямое восстановление железа из обогащенного сырья.
Оборудование и технология бездоменного производства стали позволяют уменьшить энергозатратность производства, сократив операции технологического процесса, к тому же, сталь получается более чистой, без вредных примесей серы и фосфора, как при традиционном производстве.
Роль черной металлургии в промышленности
Как уже говорилось, продукция черной металлургии является основой для тяжелой промышленности.
Предприятия черной металлургии основную массу готовой продукции выпускают в виде литого и передельного чугуна, мартеновской и конвертерной стали, а также готового проката, стальных и чугунных труб.
Изготовление ферросплавов также входит в отрасль черной металлургии и важно для дальнейшего использования в составе легированных сталей.
Передельный чугун в дальнейшем подвергается плавке и обезуглероживанию для получения сталей с различным содержанием углерода.
Большая часть стали производится в виде слитков, которые, в дальнейшем, подвергают ковке и прокатке для получения профиля различного сечения:
Стальной профиль сортового проката используют непосредственно в конструкциях (мосты, перекрытия зданий, железнодорожные рельсы). Наиболее распространен сортовой прокат для непосредственного использования:
Все перечисленные наименования сортового проката выпускаются в широком диапазоне стандартизированных размеров.
Классические стальные трубы сварной конструкции получают из листового проката.
К специальным видам проката относят такие сложные элементы, как:
Фасонное литье чугуна применяется для станин машин самого различного назначения (метало- и деревообрабатывающие станки).
Передельные предприятия занимаются переработкой передельного чугуна, металлического лома, отходов металлургического производства. В настоящее время более половины продукции металлургического процесса составляет передельный металл, полученный переплавкой и очисткой металлического лома.
Сырье для черной металлургии
Из какого сырья выплавляют сталь либо чугун, знает, наверное, каждый еще со школы. Новый рынок черной металлургии формируется уже совсем по другим принципам. Как правило, ранее, металлургическая промышленность и объекты по добыче сырья находились недалеко друг от друга. Сейчас же все устроено по-другому. Между производителями и потребителями сырья идет некое противостояние.
Поскольку большинство металлургических комбинатов в данное время наращивают темпы своего производства, основная часть их уже наладила основной цикл.
В черной металлургии применяется сырье, которое извлекают из открытых карьеров, при этом из шахт добывают всего лишь пятую часть материала.
Материал, с которым работает черная металлургия, есть практически в каждом уголке планеты. Стоит отметить, что ЖРС обладает различными характерными особенностями, неодинаковым процентным содержанием всевозможных элементов. Из-за этого определенным элементам необходимо обогащение, либо специальная обработка.
Сталь, чугун, ферросплавы изготавливают из железной, хромовой, марганцевой руды.
— Товарная железная руда;
— крупнокусковая руда;
— аглоруда;
— концентрат мокрой, магнитной и сухой сепарации;
— окатыши;
— агломерат.
В нынешнее время сотрудничество между поставщиком и крупным производителем серьезно изменились. Одной из причин этому явлению стала смена владельцев богатых месторождений.
Так сложилось, что в основном металлы производят развитые страны, а большой поток экспорта железных руд идет из развивающихся стран. Некоторые рыночные аналитики утверждают, что в скором будущем около 70 процентов всего мирового экспорта руды пойдет из Австралии и Бразилии.
К тому же Бразилия будет в выигрышном положении благодаря незначительным ценам. Что касается РФ, то даже, несмотря на ее 17 процентные мировые запасы железной руды, особой роли на этом рынке она играть не будет. Дело в том, что основной задачей России в первую очередь является удовлетворение собственных потребностей. Китай в этом плане считается достаточно серьезным игроком, проводящий в странах Африки и Азии свою инвестиционную политику. Что касается новых участников этого большого сырьевого рынка, то им довольно сложно проложить себе дорогу, так как производитель стал думать на несколько шагов вперед, при этом никакого сбоя в поставках тут быть не должно.
Факторы, влияющие на сырьевой рынок черной металлургии:
— Разработка месторождений;
— утверждение договоров на длительный период;
— увеличение производительных мощностей;
— влияние политической обстановки на объемы импортируемой продукции.
В зависимости от географии залежей железных руд зависит покупка/ продажа данных материалов. Государства, в которых есть большие запасы железной руды, приходятся, как правило, экспортерами. К ним относятся: Китай, Бразилия, Австралия, добывающие в общей сложности больше половины мировой руды. Огромные накопления руды есть у Америки, Индии, Венесуэлы, Швеции, Италии, Франции, Казахстана, Украины и у РФ. Некоторые страны с большими собственными запасами руды закупают ее еще и у других государств. Это Англия, Америка, Корея, Япония, Германия.
В процессе человеческой деятельности появилось много вторичных материалов (металлолома), которые можно переработать. Большое количество сталелитейных заводов стали заниматься переработкой лома. Сталь, выполненная из отработанных материалов, стоит меньше, так как не требуется производство чугуна. На данный момент времени примерно половина всей мировой стали изготавливают из собственного, либо импортированного лома.
Металлургические заводы стали возводить рядом с портами, так как перевозить лом выгоднее по воде.
Чёрная металлургия
Урок 29. География России. Население и хозяйство. 9 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Чёрная металлургия»
Чёрная металлургия является базовой отраслью промышленности России.
Значительная часть производимых в стране металлов экспортируется. Увеличение экспорта металлов во многом обусловлено сокращением их внутреннего потребления в связи с резким спадом производства в отдельных отраслях машиностроения и, прежде всего, оборонной промышленности.
Чёрными называют металлы, основу которых составляет железо (чугун, сталь, ферросплавы). 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве, — чёрные металлы. Исходным сырьём для чёрной металлургии служат железная, марганцевая и хромовая руды.
Дополнительную и весьма крупную по размерам сырьевую базу отрасли составляют ресурсы металлического лома (амортизационный лом, отходы металлургического производства и прочие). Кроме того, металлургия расходует большое количество топлива (в основном коксующегося угля).
Чёрная металлургия России базируется преимущественно на собственных сырьевых ресурсах и включает добычу железной руды, выплавку чугуна и стали, производство проката и ферросплавов.
Железная руда – это минеральное образование, основным компонентом которого является железо.
Доля России в мировых запасах железных руд — 18 % (57 млрд т).
Запасы железной руды в России
А их ежегодная добыча в стране составляет сто миллионов тонн (3 % мировой). Отечественная металлургия обеспечена собственной железной рудой по меньшей мере на столетие. Но 90 % добываемой руды имеет невысокое содержание железа. А марганец и хром Россия почти целиком завозит: марганец — из Китая и Украины, а хром — из Казахстана.
Железные руды принято различать по содержанию железа: богатые, рядовые и бедные.
Для промышленной добычи пригодна и экономически выгодна руда с большим содержанием железа (более 40 %).
Все способы добычи пород можно разделить на два основных вида: открытый (карьеры) и закрытый (шахты). Открытый способ добычи приносит больший урон экологии, в отличие от закрытого способа. Но его применение требует небольших капитальных вложений. Руда, которая залегает неглубоко в земной коре (до 500 метров), извлекается карьерным способом.
Самый большой карьер не только в России, но и во всем мире расположен в Белгородской области, между Старым Осколом и городом Губкин.
Называется он Лебединский, его дважды заносили в книгу рекордов Гиннеса за размеры карьера и по объёмам добычи негорючих полезных ископаемых. Глубина карьера составляет 450 м, диаметр – 5 км, по оценкам здесь залегает 14,6 млрд тонн железной руды, в сутки работают около 133 единиц машинной техники, один самосвал способен доставлять до 200 тонн руды.
Добыча руды шахтным способом довольно затратная, поскольку требует определённой инфраструктуры, а также создания безопасных условий для работы людей и техники. Часты случаи смещения земной породы и обвала шахт, их затопления и прочие катаклизмы. Поэтому этот способ не применяется в России, когда руда содержит небольшой процент железа. Хотя технологии обрабатывающей промышленности постоянно развиваются и дают возможности более продуктивного обогащения руд, содержащих железо в малых количествах.
На территориальную организацию чёрной металлургии оказывает влияние:
1. Концентрация производства.
Это рост числа крупных предприятий и сосредоточение на них все большей части средств производства, работников и выпуска продукции.
Металлургические заводы полного цикла Липецка, Череповца, Магнитогорска, Нижнего Тагила, Новотроицка, Челябинска и Новокузнецка производят более 90 % чугуна и около 89 % российской стали.
Металлургические заводы России
2. Производственное комбинирование, означающее объединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных производств различных отраслей.
3. Материалоёмкость производства.
4. Высокая энергоёмкость, которая выше, чем в развитых странах мира.
5. Высокая трудоёмкость.
6. При размещении учитывают также обеспеченность транспортными путями, ведь современный металлургический комбинат получает и отправляет столько же грузов, сколько крупный город, поэтому он не может работать без железной дороги.
7. Необходимость охраны природы (на долю отрасли приходится 15 % от выбросов промышленности в атмосферу).
Производственную базу чёрной металлургии составляют предприятия полного цикла: чугун — сталь— прокат.
Прокат – конечный, самый ценный продукт всего цикла чёрной металлургии. Его стоимость в 2-5 раз больше стоимости стали, из которой он изготовлен. Изделия из проката очень разнообразны (до 20-30 тысяч видов и наименований).
Металлургические предприятия выгоднее всего создавать:
1) вблизи источников сырья (Урал, Норильск);
2) в районах добычи коксующихся углей (Кузбасс) или производства дешёвой электроэнергии (Восточная Сибирь);
3) на пересечении потоков руды и угля (Череповец).
Под действием всех рассмотренных факторов металлургические предприятия размещаются по территории страны не равномерно, а сгустками, получившими название основных металлургических баз.
Основная металлургическая база — группа металлургических предприятий, использующих общие рудные или топливные ресурсы для производства большого количества металла.
В чёрной металлургии на территории России выделяются четыре металлургические базы: Урал, Европейский Центр, Европейский Север и Сибирь.
Металлургические базы России
Каждая из них имеет свои особенности обеспеченности сырьём, топливом, электроэнергией, набора и мощности производств.
Уральская металлургическая база — ведущая база по производству чёрных металлов (чуть менее 50 % стали и проката). Она обладает крупными запасами железных руд (15 млрд тонн, или 24 % общероссийских запасов).
Среднее содержание железа в уральской руде очень низкое (21 %), а на крупнейшем месторождении Урала — Качканарском — 17 %.
Однако богатые месторождения уже выработаны, поэтому 2/3 её завозится из Казахстана, с Кольского полуострова, Курской магнитной аномалии (КМА). Коксующийся уголь сюда везут из Кузбасса.
Исторически на базе некогда богатейших уральских месторождений возникло несколько десятков металлургических заводов разной величины. Многие из них существуют и поныне. Но основная часть металла производится на четырёх крупнейших предприятиях, расположенных в Нижнем Тагиле, Магнитогорске, Челябинске и Новотроицке. Все уральские предприятия очень старые и нуждаются в реконструкции. Они пока производят металл не очень высокого качества и сильно загрязняют окружающую среду.
Сибирская металлургическая база, доля которой в производстве стали и проката чуть менее 15 %. Развивается она на кузнецком угле и месторождениях железной руды Приангарья и Горной Шории. Их используют два металлургических предприятия в Новокузнецке.
В перспективе в России целесообразно формирование ещё одной базы — Дальневосточной, поскольку завоз сюда металла из других районов обходится очень дорого. Ресурсной основой для этой базы может стать уникальное сочетание железной руды месторождения Таёжное и каменного угля Чульмана.