Какие металлы выплавляют черная металлургия

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:

  • 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.

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:

  • 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.

Состав отрасли

В состав металлургической отрасли полного цикла по выплавке и переработке черных металлов входит большое число предприятий, основные из которых выполняют следующие задачи:

  • Добыча металлических руд, их обогащение.
  • Добыча и подготовка вспомогательного нерудного сырья – огнеупорной глины, известняковых флюсов.
  • Коксохимическая промышленность, включая выработку коксового газа.
  • Выплавка черного металла, чугуна, отливок, углеродистой стали и проката.
  • Вторичная переработка черного металлического лома и отходов производства.

Если брать за основу технологию изготовления металла, то можно выделить такие виды металлургического цикла:

  • чугунно-доменные предприятия;
  • производство стали, в том числе, мартеновское, электродуговое, конвертерное, непрерывной разливки;
  • прокатное производство.

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.

Читайте также:  Как можно уничтожить металл

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:

  • заготовки;
  • листовой прокат;
  • сортовой прокат;
  • бесшовные трубы;
  • специальные виды.

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:

  • оси и колеса железнодорожной техники;
  • зубчатые колеса различного назначения.

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.

Источник

Чёрная металлургия

Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть отлитого металла из доменной печи идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство). Основным исходным сырьем для получения черных металлов являются железная руда, марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов.

Содержание

Состав

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

  • добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда);
  • добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовыхизвестняков, огнеупорных глин и т. п. );
  • производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
  • производство стальных и чугунных труб;
  • коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);
  • вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Металлургический цикл

Собственно металлургическим циклом является 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.

Размещение предприятий отрасли в Российской Федерации

Особенность промышленности России заключается в больших расстояниях между производствами различных циклов. Металлургические комбинаты, производящие чугун и сталь из руды, традиционно располагались около месторождений железных руд в районах, богатых лесом, так как для восстановления железа использовали древесный уголь. И в настоящее время металлургические комбинаты металлургической отрасли России расположены вблизи месторождений железной руды: Новолипецкий и Оскольский — около месторождений центральной России, Череповецкий («Северсталь») — около Карельского и Костомукшского, Магнитогорский — около горы Магнитная (уже выработанное месторождение) и в 300 км от Соколовско-Сарбайского в Казахстане, бывший Орско-Халиловский комбинат (в настоящее время «Уральская сталь») около месторождений природнолегированных руд, Нижнетагильский — вблизи Качканарского ГОКа, Новокузнецкий и Западно-Сибирский — около месторождений Кузбасса. Все комбинаты России расположены в местах, где ещё в XVIII веке и ранее существовало производство железа и изделий из него с использованием древесного угля. Месторождения коксующегося угля расположены чаще всего вдали от комбинатов именно по этой причине. Только НКМК и Запсиб расположены непосредственно на месторождениях каменного угля Кузбасса. «Северсталь» снабжается углём, добываемым в Печорском угольном бассейне.

В центральной части России большая часть железорудного сырья добывается в районе Курской аномалии. В промышленных масштабах железорудное сырьё производится также в Карелии и на Урале, а также в Сибири (добыча ведётся в Кузбассе, Красноярском крае, Хакасии и близких им районах). Большие запасы железной руды в Восточной Сибири практически не осваиваются из-за отсутствия инфраструктуры (железных дорог для вывоза сырья).

Два основных района производства коксующегося угля в России — Печорский (Воркута) и Кузнецкий бассейн (Кузбасс). Крупные угольные поля есть также в Восточной Сибири; они отчасти разрабатываются, однако промышленное их освоение упирается в отсутствие транспортной инфраструктуры.

Центральная часть России, в частности Орел, Белгород, Воронеж, Тула не богаты металлами, поэтому в основном для внутренних нужд все сырье привозится из других регионов. Крупнейшими поставщиками металла в центральный регион являются общероссийские компании, такие как Импром, и местные, такие как ПРОТЭК и Союзметаллкомплект.

При строительстве всех крупных металлургических комбинатов России (в советское время) одновременно велось и строительство ориентированного на каждый завод горно-обогатительного комбината. Однако после развала СССР некоторые комплексы оказались разбросанными по территории СНГ. Например, Соколовско-Сарбайское ГПО, поставщик руды на Магнитогорский меткомбинат, теперь находится в Казахстане. Железорудные предприятия Сибири ориентированы на Западно-Сибирский и Новокузнецкий меткомбинаты. Качканарский ГОК «Ванадий» поставляет руду на Нижнетагильский меткомбинат. «Карельский Окатыш» поставляет руду в основном на Череповецкий металлургический комбинат («Северсталь») в Череповце.
При размещении предприятий учитывалось также обеспечение водой, электроэнергией, природным газом.

В России созданы три металлургические базы:

Источник

Чёрная металлургия

Отрасль тяжёлой индустрии, включающая комплекс взаимосвязанных подотраслей: собственно металлургическое (доменное, сталеплавильное, прокатное), трубное и метизное производства, добычу, обогащение и окускование рудного сырья, коксохимическое производство, производство ферросплавов и огнеупоров, добычу нерудного сырья для Ч. м. и вторичную обработку чёрных металлов. Важнейшие виды продукции Ч. м.: горячекатаный и холоднокатаный прокат, стальные трубы и металлоизделия.

Читайте также:  Поменять полис медицинского страхования астра металл

Ч. м. — основа развития большинства отраслей народного хозяйства. Несмотря на бурный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, промышленности стройматериалов, чёрные металлы остаются главным конструкционным материалом в машиностроении и строительстве. Так, удельный вес чёрных металлов в общем объёме конструкционных материалов, потребляемых ведущими отраслями машиностроения СССР, превышал в 1976 96%. Отрасль потребляет примерно 20% топливно-энергетических ресурсов страны.

На протяжении тысячелетий развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием железа (См. Железо) как основного материала для изготовления орудий труда. В. И. Ленин называл железо одним из фундаментов цивилизации, одним из главных продуктов современной промышленности (см. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 23, с. 377).

Производство железа на территории России известно с древнейших времён. Железные руды плавили вначале в сыродутных горнах, затем (примерно с 9 в.) в специальных наземных печах-домницах с дутьём ручными мехами. Заводское производство Чугуна и железа началось в 1632—37, когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов чугуна в сутки. В 1700 было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. Увеличив за первую четверть 18 в. его выплавку в 5 раз, Россия заняла по производству чёрных металлов 1-е место в мире и до начала 19 в. удерживала его. Однако в последующие годы темп роста Ч. м. снизился, и к 1913 страна занимала лишь 5-е место в мире, а её доля в мировой выплавке чугуна и стали (См. Сталь) составляла 5,3%.

В результате Гражданской войны и военной интервенции 1918—20 выплавка стали в стране составляла (1920) лишь 4,5% от уровня 1913. Но уже к 1928 она достигла довоенного уровня. В годы довоенных пятилеток реконструированы старые и построены новые металлургические предприятия, создана угольно-металлургическая база — Урало-Кузбасс. Вступили в строй гиганты советской металлургии — Магнитогорский и Кузнецкий металлургический комбинаты, Криворожский, Новотагильский металлургические заводы, заводы «Запорожсталь», «Азовсталь», новые мартеновские цехи на заводах им. Дзержинского, Макеевском, «Красный Октябрь», Златоустовском и др.

Во время Великой Отечественной войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики вывели из строя заводы, дававшие около 60% общего производства стали в стране. Металл фронту поставляли металлургические предприятия Урала и Сибири, где выплавка стали повысилась в 1,5 раза. Построены заводы в республиках, ранее не имевших своей Ч. м.: в Казахстане и Узбекистане.

После войны в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные металлургические заводы. В 50—70-е гг. построены новые крупные предприятия: Орско-Халиловский и Карагандинский металлургический комбинаты, Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические заводы, ряд крупных железорудных горно-обогатительных комбинатов, трубных, ферросплавных, метизных, огнеупорных и других предприятий. Модернизация устаревших агрегатов позволила существенно увеличить их производительность. Наряду со значительным увеличением объёмов производства заметно повысилось качество и расширился сортамент металлопродукции, опережающими темпами развивалось производство прогрессивных видов металла, дающих наибольший экономический эффект в народном хозяйстве: листового проката, холоднокатаного листа, холоднокатаной трансформаторной стали, гнутых профилей, фасонных профилей высокой точности, низколегированной стали, а также высокопрочных труб, железных порошков, металлокерамики. Улучшение качества металлопродукции, расширение и совершенствование её сортамента обеспечили экономию в народном хозяйстве в 1971—75 более 2 млн. т металла.

По объёмам производства большинства важнейших видов продукции Ч. м. (стали, чугуна, железной руды, стальных труб, кокса, огнеупоров) СССР занимает 1-е место в мире. (Динамика производства чёрных металлов за 1928—76 отражена в табл. 1.) В результате систематического наращивания объёмов производства существенно возросла выплавка стали на душу населения — с 305 кг в 1960 до 564 кг в 1976.

Табл. 1.—Производство чугуна, стали, проката чёрных металлов и стальных труб в СССР, млн. т

Чугун Сталь 1928 1940 1960 1970 1976
Готовый прокат 3.3 14,9 46,8 85,9 105,4
Стальные трубы 4,3 18,3 65,3 115,9 144,8
3,2 11,4 43,7 80,6 101,4
0,2 1,0 5,8 12,4 16,8

Чёрные металлы производятся в ряде экономических районов РСФСР (Центр, Чернозёмный центр, Урал, Поволжье, Западная и Восточная Сибирь, Северо-Запад, Дальний Восток), на Украине (Донецко-Приднепровский экономический район), в Казахстане, Закавказье, Средней Азии, Прибалтике.

Для Ч. м. характерен высокий уровень концентрации производства, которая связана с увеличением единичной мощности отдельных агрегатов. Эксплуатируются: доменная печь полезным объёмом 5000 м 3 (Криворожский металлургический завод), кислородные конвертеры ёмкостью 300—350 т, толстолистовой стан 3600, непрерывные широкополосные станы горячей прокатки 2000 мощностью 6 млн. т в год, 5-клетьевые станы холодной прокатки 1700 мощностью более 1 млн. т в год и др. В отрасли действуют железорудные предприятия мощностью (по сырой руде) 30 млн. т в год и более, крупные трубопрокатные и метизные заводы.

Для предприятий Ч. м. типичны различные формы комбинирования производства. Около 80% стали выплавляется на предприятиях с полным металлургическим циклом, сочетающих доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Ряд предприятий (комбинаты) имеет в своём составе, помимо собственно металлургического, железорудное производство. Ч. м. — отрасль с высоким уровнем специализации. Так, на специализированных. предприятиях производится более 85% стальных труб, 90% товарной железной руды и т.д.

СССР обладает всеми необходимыми ресурсами для развития Ч. м. (рудами чёрных и легирующих металлов, топливом, энергоресурсами), занимая по запасам и объёмам добычи железной руды и добычи товарного угля 1-е место в мире. Размеры добычи железной руды позволяют не только полностью удовлетворять потребности отечественной Ч. м., но и экспортировать значительное количество рудного концентрата, в основном в страны — члены СЭВ. СССР — также крупнейший производитель и экспортёр марганцевых и хромовых руд. Основные запасы железной руды сосредоточены в бассейнах Курской магнитной аномалии и Криворожском, в Казахстане, на Урале, в Сибири, на Кольском полуострове (см. Железорудная промышленность).

Топливная база Ч. м. представлена месторождениями коксующихся углей, сосредоточенными в основном в Кузнецком, Донецком, Карагандинском и Печорском бассейнах, и природного газа в Европейской части СССР, Сибири и Средней Азии.

Читайте также:  Диски по металлу наконечники

Современная Ч. м. имеет высокий технический потенциал. Значительный прогресс достигнут в технологии производства в отдельных подотраслях и переделах Ч. м. Так, добыча железной руды в основном ведётся прогрессивным открытым способом; в коксовом производстве внедрены бездымная загрузка шихты и сухое тушение кокса (см. Коксохимическая промышленность); в доменном производстве (См. Доменное производство) в печах с повышенным давлением газа под колошником выплавляется 97%, а с вдуванием природного газа — 84% всего чугуна (1976); в сталеплавильном производстве (См. Сталеплавильное производство) растет выплавка стали в кислородных конвертерах и электропечах, внедрены внепечная обработка стали под вакуумом, синтетическими шлаками, инертными газами, переплавные процессы (электрошлаковый, вакуумно-дуговой, вакуумно-индукционный, электроннолучевой, плазменный); увеличивается доля непрерывной разливки стали (См. Непрерывная разливка стали); в прокатном производстве (См. Прокатное производство) эффективно применяются термическая обработка металлопродукции, средства неразрушающего автоматического контроля; в трубном — совершенствуется технология производства сварных труб большого диаметра, бесшовных труб (см. Трубопрокатное производство, Трубная промышленность); в метизном производстве внедряются автоматизированное поточные линии. Осуществляется разработка промышленных способов прямого получения железа (См. Прямое получение железа). Ведутся работы по созданию автоматизированной системы управления Ч. м.

Большое внимание в Ч. м. уделяется механизации и автоматизации производственных процессов, совершенствованию организации производства и труда, вопросам социалистического соревнования. За 9-ю пятилетку (1971—75) практически весь прирост объёмов производства в Ч. м. получен за счёт роста производительности труда, т. е. без увеличения численности работающих.

В зарубежных социалистических странах Ч. м. также успешно развивается. В результате наращивания объёмов производства доля стран — членов СЭВ в мировой выплавке стали (вместе с СССР) возросла с 24,9% в 1960 до 28,8% в 1976. В табл. 2 приведены данные о выплавке стали в странах — членах СЭВ.

Табл. 2. — Выплавка стали в странах—членах СЭВ, млн. т

Болгария Венгрия 1960 1970 1976
ГДР 0,3 1,8 2,5
Куба 1,9 3,1 3,7
Польша 3,8 5,1 6,7
Румыния 0,1 0,3
Чехословакия 6,7 11,8 15,6
1,8 6,5 10,7
6,8 11,5 14,7

Выплавка чугуна (1976) и производство проката чёрных металлов (1975) составили соответственно (млн. т): в Чехословакии 9,5 и 10,0, Польше 7,9 и 11,1, Румынии 7,4 и 6,8, ГДР 2,5 и 5,2.

Социалистические страны оказывают активное содействие развивающимся странам в создании и развитии Ч. м. К 1977 построенные в целом ряде стран (в т. ч. в Индии, Египте, Иране) с помощью СССР металлургические предприятия имели годовую мощность (млн. т) по производству чугуна 7,2, стали 5,3, проката 4,1, по добыче железной руды 6,7. Проектируются и строятся металлургические комплексы на 11—14 млн. т стали и проката в год.

В капиталистических странах Ч. м. наиболее развита в США и Японии. Крупными производителями чёрных металлов выступают также ФРГ, Великобритания, Франция, Италия (см. табл. 3).

Табл. 3.— Производство стали в промышленно развитых капиталистических странах, млн. т

США Япония 1960 1970 1976
ФРГ 92,1 122 120
Великобритания 22,1 93,3 107
Франция 34,1 45 42,4
Италия 24,7 28,3 22,7
17,3 23,8 23,0
8,2 17,3 23,3

Произведено чугуна (1976) и проката чёрных металлов (1975) соответственно (млн. т); в Японии 86,0 и 86,3, США 79,8 и 72,5, ФРГ 32,3 и 33,0.

Ч. м. в капиталистических странах характеризуется высокой степенью монополизации производства. Так, на долю пяти компаний в Японии приходится 80% выплавки стали, в США — около 60%; на долю шести компаний в ФРГ — свыше 75%, двух компаний во Франции — 65%, одной в Великобритании — свыше 85% производства стали в стране (см. Чёрной металлургии монополии).

Мировая выплавка стали составила (млн. т); в 1950 — 192, в 1965 — 463, в 1976 — 690. Число стран, производящих сталь, возросло примерно с 50 в 1965 до 65 в 1976. Характерной особенностью развития Ч. м. является быстрый рост масштабов мирового рынка чёрных металлов. Так, экспорт металлопродукции из стран — продуцентов чёрных металлов возрос в 1965—76 более чем в 2 раза.

Лит.: Струмилин С. Г., История черной металлургии СССР, т. 1, M., 1954; Черная металлургия капиталистических стран, М., 1958; Металлургия СССР. 1917—1957, под ред. И. П. Бардина, т. 1—2, М., 1958—59; Черная металлургия СССР, М., 1967; Казанец И. П., Черная металлургия в девятой пятилетке, М., 1972: «Мировая экономика и международные отношения», 1977, № 8, приложение.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл
Adblock
detector