Металлургическая промышленность во всем мире изменяется по-разному, но в большинстве случаев она представляет собой динамически развивающуюся структуру, которая реорганизовывается под влиянием изменений мировой экономики. Не стала исключением и металлургическая промышленность России, которая имеет свои особенности и особые тенденции развития по сравнению с прочими мировыми производителями металлов. В данной статье ознакомим Вас с основными особенностями металлургической промышленности в РФ, а также тенденциями развития, которые характерны для данного региона.
Металлургия в России. Общее положение.
Среди многих отраслей в российских хозяйствах металлургия занимает особое место, так как её доля в ВВП страны составляет по различным оценкам около 5%. Также стоит отметить, что немалая часть производимой продукции на российских предприятиях отправляют за рубеж.
Исторически сложилось таким образом, что для металлургии в Российской Федерации на высоких позициях стоит показатель, который характеризует концентрацию производства. Общепринято считать, что на данный момент в России около 90% всей чернометаллургической продукции дают 9 компаний - магнатов, в отличие от цветной металлургии, где всего лишь 8 крупных предприятий. В последнее время особо заметно, что в металлургическом сегменте рынка происходит глобализация предприятий и компаний. Стремительно формируются огромные индустриальные предприятия, которые выполняют полный цикл металлопроизводства. Эта мировая тенденция в металлургии четко отражается в экономике и хозяйстве Российской Федерации.
Эту тенденцию нетрудно объяснить. Для того, чтобы не подвергаться частым изменениям рынка, российские предприятия объединяются в крупные холдинги, и таким образом им легче устоять на плаву даже во время мирового кризиса. Становится проще контролировать сферы сбыта готовой продукции и избежать конкуренции со стороны других меньших компаний. Кроме того, российские предприятия, которые специализируются на производстве цветных и черных металлов, стремятся выйти на общемировые позиции, и для этого возводятся предприятия российских компаний за пределами государства.
Но, несмотря на это, также яркие и негативные оттенки, влияющие на темп роста отрасли, - это прежде всего недостаток ресурсов для промышленности вследствие их ограниченности. Хотя известные аналитики указывают совершенно противоположную мысль - объёмы металлического лома и вторичных отходов производства, которые идут на экспорт, имеют тенденцию возрастания и в этом нелогичность данной диспропорции.
Состояние металлургической промышленности России.
Сегодня наша страна занимает четвертую позицию в мире по производству стали (российские компании выплавляют порядка 67.9 млн. тонн/год), третье место по экспорту продукции, изготавливаемой из стали (а именно 27.6 млн. т/г), а также находится в десятке стран, которые обеспечивают импорт стальных товаров (а это более пяти миллионов тонн в год). Доля черной металлургии составляет 9.8%. В составе металлургического комплекса Российской Федерации находится около полутора тысяч предприятий и объединений и 70% из этого объёма - градообразующие. В данной сфере производства задействовано более 660 тысяч человек.
Сегодня металлургическую промышленность России представляют 9 крупнейших компаний, которые обеспечивают 80% всего производимого металла. Это такие компании, как «ЕвразХолдинг», «Новолипецкий металлургический комбинат», «Северсталь», Магнитогорский металлургический комбинат», «Мечел», «УК Металлинвест» и стоит отметить трубные компании «Объединенная металлургическая компания», «Трубная металлургическая компания», ЗАО «Группа Челябинский трубопрокатный завод».
Развитие металлургической отрасли в нашей стране обусловлено благоприятными условиями, которых нет в прочих странах мира. В результате того, что использование ресурсов, будь то сырье, энергия или трудовые ресурсы, происходит намного проще в РФ, себестоимость производства различных металлов у нас является одной из самых низких в мире. И учитывая ту особенность, что реализация металлической продукции происходит по ценам, установленным мировой экономикой, то предприятия российской металлургии являются одними из наиболее рентабельных в мире. К примеру, отношение чистой прибыли к выручке крупнейших металлокомбинатов в России составляет 0.15 - 0.3, что превышает показатели прочих иностранных производителей - 0.02 - 0.07.
И напоследок, в последнее время наблюдается рост цен на металлопродукцию на мировом рынке, что приводит к увеличению доли экспорта российской продукции и особенно полуфабрикатов. Так, к примеру, за первый квартал 2013 года экспортные поставки заготовок выросли до 10%, чугуна - 8.7%, полукокса и кокса - на 7.4 процента, но продукция повышенной технологической готовности снизила свою долю на рынке на 5.5% по отношению к тому же периоду в 2012 году. Как видим, металлургическая промышленность России на современном этапе изменяется и переориентируется, что благоприятно влияет на развитие экономики страны в целом.
Металлургическая промышленность - отрасль тяжелой промышленности, производящая разнообразные металлы. Она включает две отрасли: черную и цветную металлургию.
Черная металлургия - одна из главных базовых отраслей промышленности. Значение ее определяется прежде всего тем, что стальной прокат является главным конструкционным материалом. Черная металлургия – отрасль тяжелой промышленности, производящая различные черные металлы. Она охватывает добычу железной руды и производство черных металлов – чугуна – стали – проката. Чугун и сталь используются в машиностроении, сталепрокат в строительстве (балки, кровельное железо, трубы) и транспорте (рельсы). Крупным потребителем сталепроката является ВПК. Россия полностью обеспечивает свои потребности в продукции черной металлургии и экспортирует ее .
Расход стали на единицу продукции в машиностроении в России превышает этот показатель в других развитых странах. При экономном использовании металла Россия могла бы увеличить размеры своего экспорта.
Чугун выплавляется в доменных печах – огромных и дорогих сооружениях из огнеупорного кирпича. Сырьем для производства чугуна является марганец, железная руда, огнеупоры (известняк). В качестве топлива используется кокс и природный газ. 95% кокса выпускается металлургическими комбинатами.
Сталь выплавляется в мартеновских печах, конвертерах и электропечах . Сырьем для производства стали является чугун и металлолом. Качество стали повышается при добавлении цветных металлов (вольфрама, молибдена). Стальной прокат производится на прокатных станках.
Структура черной металлургии стимулировала развитие внутри- и межотраслевых комбинатов.
Комбинирование
– объединение на одном предприятии (комбинате) нескольких технологически и экономически связанных производств различных отраслей. Большинство металлургических заводов в России – комбинаты, которые включают в свой состав три стадии производства металла:
чугун – сталь – прокат (+ коксохимический завод, + ТЭС или АЭС, + производство стройматериалов, + метизный завод).
На каждую тонну чугуна затрачивается:
-4 тонны железной руды,
-1,5 тонны кокса,
-1 тонна известняка,
-большое количество газа,
т. е. черная металлургия – материалоемкое производство, которое приурочено к сырьевым базам или к источникам топлива (кокс).
Факторы размещения:
-сырьевой
-топливный
-трудовые ресурсы
-водный фактор.
Перспективы страны связаны с техническим перевооружением и новейшими технологиями. Речь идет о модернизации действующих предприятий. Предусматривается замена мартеновского производства стали на новые способы производства – кислородно-конвертерный и электросталеплавильный на заводах Урала и Кузбасса. Увеличивается производство стали конверторным способом до 50%.
Типы предприятий:
*Комбинат – полный цикл – чугун – сталь – прокат.
*Предприятия передельной металлургии – сталь – прокат. Такие предприятия выплавляют сталь из металлолома и размещаются в крупных центрах машиностроения.
*Доменные предприятия (производство только чугуна).
Их стало мало. В основном это заводы на Урале.
*Малая металлургия с производством стали и проката на машиностроительных заводах.
*Трубные заводы.
*Производство ферросплавов – сплавов железа с лигирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний).
Из-за высоких расходов электроэнергии – 9000 кВт/ч на 1 тонну продукции предприятия черной металлургии тяготеют к дешевым источникам электроэнергии, сочетающимся с ресурсами лигирующих металлов, без которых невозможно развитие качественной металлургии (Челябинск, Серов - Урал).
В России – 40% мировых запасов железной руды. 80% железной руды добывается открытым способом. 20% добываемой руды Россия экспортирует.
География месторождений железной руды:
На Урале
– Качканарская группа месторождений.
Велики запасы железной руды, но она бедна железом (17%), правда, легко обогащающаяся.
Восточная Сибирь – Ангаро-Илимский бассейн (у Иркутска), Абаканский район.
Западная Сибирь – Горная Шория (юг Кемеровской области).
Северный район – Кольский полуостров – месторождения Ковдорское и Оленегорское; Карелия – Костомукша.
Имеются руды на Дальнем Востоке.
Базы черной металлургии:
1. Урал –
производит 46% металла. Используется привозной кокс из Кузбасса и Караганды.
Железная руда – Качканарская группа месторождений (север Свердловской страницы) + Соколовско-Сарбайское месторождение (Кустанайская область) + КМА.
Марганец – из Полуночного месторождения (север Свердловской области).
Западные склоны Урала – передельная металлургия.
Восточные склоны – комбинаты, созданные в советское время.
Комбинаты:
– Нижний Тагил (Свердловская область),
-Челябинск,
-Магнитогорск (Челябинская область),
-Новотроицк (Орско-Халиловский комбинат).
Используют собственные лигирующие металлы.
Передельная металлургия:
–Екатеринбург (Верхне-Исетский завод),
-Златоуст (Челябинская область),
-Чусовой (Пермская область),
-Ижевск.
Используется металлолом.
Трубные заводы:
–Челябинск,
-Первоуральск (Свердловская область).
Ферросплавы:
– Челябинск,
-Чусовой (Пермская область).
2. Центр – производит 20% металла. Центральный район + Центрально-Черноземный район + Северный район. В перспективе станет одной из основных металлургических баз. Кокс – завозится из восточного крыла Донбасса, Печорского бассейна, Кузбасса. Железная руда – из КМА, марганец – из Никополя (Украина). Используется металлолом. Полный цикл – Новотульский, Новолипецкий комбинаты. В пределах КМА возникло производство металлизированных окатышей совместно с ФРГ. На их основе создана бездоменная электрометаллургия. Старый Оскол – Оскольский электрометаллургический комбинат. Передельные заводы – Москва ("Серп и молот", "Электросталь"). В последние годы создано производство холоднокатанной ленты (сталепрокатные заводы). Северный экономический район – Череповецкий комбинат, размещенный между железной рудой Карелии (Костомукша) и Кольского полуострова (Оленегорского, Ковдорского) и коксо-Печорского бассейна. Поставляет продукцию главным образом в Санкт-Петербург.
3. Сибирь и Дальний Восток – 13% производство черных металлов. Комбинаты – Новокузнецк (Кузнецкий металлургический комбинат), в 20 км от Новокузнецка (Западно-Сибирский металлургический комбинат). Оба предприятия используют кокс Кузбасса; железную руду Горной Шории, Хакассии и Ангаро-Илимского бассейна; марганец Усинского месторождения. Передельная металлургия – Новосибирск, Красноярск, Петровск-Забайкальский (Читинская область), Комсомольск-на-Амуре. Ферросплавы – Новокузенцк. В перспективе планируется создание заводов черной металлургии на малом БАМе в Тайшете.
За пределами малого БАМа расположены предприятия передельной металлургии.
Северный Кавказ – Красный Сулим, Таганрог (Ростовская область).
Поволжье – Волгоград.
Волго-Вятский район – река Выкса, Кулебаки (Нижегородская область).
Дальний Восток – Комсомольск-на-Амуре.
Цветная металлургия
- по размерам производства уступает черной примерно в 20 раз. Она также относится к числу старых отраслей промышленности, и с началом научно-технической революции испытала большое обновление, прежде всего в структуре производства. Так, если до второй мировой войны преобладала выплавка тяжелых цветных металлов - меди, свинца, цинка, олова, то в 60-70-е годы на первое место выдвинулся алюминий, а также стало расширяться производство «металлов XX века» - кобальта, титана, лития, бериллия и др. Сейчас цветная металлургия обеспечивает потребности примерно в 70 различных металлах.
Первая 10 стран по выплавке рафинированной меди - США, Чили, Япония, Канада, Замбия, Германия, Бельгия, Австралия, Перу, Респубпика Корея.
В отличие от тяжелых, руды легких цветных металлов, прежде всего алюминия, по содержанию полезного компонента напоминают железную руду и вполне транспортабельны, поэтому вполне рентабельно перевозить их на далекие расстояния. На экспорт идет 1/3 бокситов, добываемых в мире, а среднее расстояние их морских перевозок превышает 7 тыс. км. Это объясняется тем, что около 85% мировых запасов бокситов связаны своим происхождением с распространенной в тропиках и субтропиках корой выветривания.
По выплавке алюминия лидируют США, Япония, Россия, Германия, Канада, Норвегия, Франция, Италия, Великобритания, Австралия.
Обобщённое название лиц, занятых в металлургии - металлург.
Энциклопедичный YouTube
1 / 5
✪ Современная техника для чайников. Лекция 16. Металлургия
✪ Владимир Эрлих - Начало использования человеком железа и стали
✪ Наука 2 0 Металлы и Сплавы
✪ Защита организма в цветной металлургии
✪ способы получения металлов
Субтитры
Разновидности металлургии
В мировой практике исторически сложилось деление металлов на чёрные (железо и сплавы на его основе) и все остальные - нечерные (англ. Non-ferrous metals ) или цветные металлы. Соответственно, металлургия часто подразделяется на чёрную и цветную.
- Пирометаллургия (от др.-греч. πῦρ - огонь) - металлургические процессы, протекающие при высоких температурах (обжиг , плавка и т. п.). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия .
- Гидрометаллургия (от др.-греч. ὕδωρ - вода) - процесс извлечения металлов из руд, концентратов и отходов различных производств при помощи воды и различных водных растворов химических реактивов (выщелачивание) с последующим выделением металлов из растворов (например, цементацией , электролизом).
Во многих странах мира идет интенсивный научный поиск по применению различных микроорганизмов в металлургии, то есть применение биотехнологии (биовыщелачивание, биоокисление, биосорбция, биоосаждение и очистка растворов). К настоящему времени наибольшее применение биотехнические процессы нашли для извлечения таких цветных металлов, как медь , золото , цинк , уран , никель из сульфидного сырья . Особое значение имеет реальная возможность использования методов биотехнологии для глубокой очистки сточных вод металлургических производств .
Производство и потребление металлов
Распространение и сферы применения
Из наиболее ценных и важных для современной техники металлов лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: алюминий (8,9 %), железо (4,65 %), магний (2,1 %), титан (0,63 %). Природные ресурсы некоторых весьма важных металлов измеряются сотыми и даже тысячными долями процента. Особенно бедна природа благородными и редкими металлами .
Производство и потребление металлов в мире постоянно растёт. За последние 20 лет ежегодное мировое потребление металлов и мировой металлофонд удвоились и составляют, соответственно, около 800 млн тонн и около 8 млрд тонн. Изготовленная с использованием черных и цветных металлов доля продукции в настоящее время составляет 72-74 % валового национального продукта государств. Металлы в XXI веке остаются основными конструкционными материалами , так как по своим свойствам, экономичности производства и потребления не имеют себе равных в большинстве сфер применения .
Из 800 млн т ежегодно потребляемых металлов более 90 % (750 млн т) приходится на сталь , около 3 % (20-22 млн т) на алюминий, 1,5 % (8-10 млн т) - медь, 5-6 млн т - цинк, 4-5 млн т - свинец (остальные - менее 1 млн т). Масштабы производства таких цветных металлов, как алюминий, медь, цинк, свинец, измеряются в млн т/год; таких как магний, титан, никель, кобальт, молибден, вольфрам- в тыс. т, таких как селен, теллур, золото, платина - в тоннах, таких как иридий, осмий и т. п. - в килограммах .
В настоящее время основная масса металлов производится и потребляется в таких странах как США, Япония, Китай, Россия, Германия, Украина, Франция, Италия, Великобритания и другие.
В бронзовом веке (III-I тысячелетие до н. э.) применение получили изделия и орудия труда из сплавов меди с оловом (оловянная бронза). Этот сплав - древнейший сплав, выплавленный человеком. Считается, что первые изделия из бронзы получены за 3 тыс. лет до н. э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем . Значительно позже бронзы стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов (алюминиевые, бериллиевые, кремненикелевые и др. бронзы, сплавы меди с цинком, называемые латунью, и др.). Бронзы применялись вначале для производства оружия и орудий труда, затем для отливки колоколов, пушек и т. д. В настоящее время наиболее распространены алюминиевые бронзы, содержащие 5-12 % алюминия с добавками железа, марганца и никеля.
Вслед за медью человек стал использовать железо.
Общее представление о трёх «веках»- каменном , бронзовом и железном - возникло ещё в античном мире (Тит Лукреций Кар). Термин «железный век» был введён в науку в середине XIX века датским археологом К. Томсеном .
Получение железа из руды и выплавка металла на основе железа было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века . В расшифрованных хеттских текстах XIX века до н. э. упоминается о железе как о металле, «упавшем с неба». Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян .
Принято считать, что человек впервые познакомился с метеоритным железом . Косвенным подтверждением этому является названия железа на языках древних народов: «небесное тело» (древнеегипетский, древнегреческий), «звезда» (древнегреческий). Шумеры называли железо «небесной медью». Возможно, поэтому всё, что было связано в древности с железом, было окружено ореолом таинственности. Люди, добывающие и перерабатывающие железо, были окружены почётом и уважением, к которым примешивалось и чувство страха (их часто изображали колдунами).
Ранний железный век Европы охватывает период X-V веков до н. э.. Этот период получил название гальштатская культура по названию города Гальштат в Австрии, возле которого были найдены железные предметы того времени. Поздний или «второй железный век» охватывает период V-II веков до н. э.- начало н. э. и получил название латенская культура - по одноимённому месту в Швейцарии , от которого осталось много железных предметов. Латенская культура связывается с кельтами , считавшимися мастерами изготовления различных орудий из железа. Большое переселение кельтов, начавшееся в V веке до н. э., способствовало распространению этого опыта на территории Западной Европы. От кельтского названия железа «изарнон» произошли немецкое «айзен» и английское «айрон».
В конце II тысячелетия до н. э. железо появилось в Закавказье . В степях Северного Причерноморья в VII-I веках до н. э. обитали племена скифов , создавших наиболее развитую культуру раннего железного века на территории России и Украины.
Вначале железо ценилось очень дорого, использовалось для изготовления монет, хранилось в царских сокровищницах. Затем оно стало всё активнее использоваться как орудие труда, и как оружие. Об использовании железа в качестве орудий труда упоминается в «Илиаде » Гомера. Там же упоминается о том, что Ахилл наградил победителя дискобола диском из железа. Греческие мастера уже в древние времена использовали железо. В построенном греками храме Артемиды барабаны мраморных колонн храма были скреплены мощными железными штырями длиной 130, шириной 90 и толщиной 15 мм .
Пришедшие в Европу народы с Востока внесли свой вклад в распространение металлургии. По преданию, колыбелью монголов и туркменов были богатые рудами Алтайские горы . Своими богами эти народы считали тех, кто ведал кузнечным ремеслом. Доспехи и оружие воинственных кочевников из Средней Азии было сделано из железа, что подтверждает их знакомство с металлургией.
Богатые традиции производства изделий из железа имеются в Китае . Здесь, возможно ранее, чем у других народов, научились получать жидкий чугун и делать из него отливки. До наших дней сохранились некоторые уникальные отливки из чугуна, изготовленные в первом тысячелетии н. э., например, колокол высотой 4 и диаметром З метра, массой 60 тонн.
Известны уникальные изделия металлургов древней Индии . Классическим примером является знаменитая вертикально стоящая Кутубская колонна в Дели массой 6 тонн, высотой 7,5 метров и диаметром 40 см. Надпись на колонне гласит, что она сооружена примерно в 380-330 годах до н. э. Анализ показывает, она сооружена из отдельных криц , сваренных в кузнечном горне. На колонне нет ржавчины . В захоронениях древней Индии найдено стальное оружие, изготовленное в середине первого тысячелетия до н. э.
Таким образом, следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока , древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген , греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия , Япония и т. д. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи , чугун , сталь , гидромолоты и т. п.). Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.
См. также : Горнозаводские округа (о российской металлургии XVIII - начала XIX вв.)Добывающая металлургия
Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того, чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.
Масштабы переработки руд в мире огромны. Только на территории СССР в конце 1980-х, начале 1990-х годов ежегодно добывалось и подвергалось обогащению более 1 млрд тонн руды.
Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом либо отходом.
Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание . Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.
Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.
Чёрная металлургия
Железо в природе находится в руде в виде оксидов Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , гидроксида Fe 2 O 3 хH 2 O, карбонатов FeCO 3 и других. Поэтому для восстановления железа и получения сплавов на его основе существует несколько стадий, включающих доменное производство и производство стали.
Доменное производство чугуна
На первой стадии получения железосодержащих сплавов происходит высвобождение железа из руды в доменной печи при температуре свыше 1000 градусов Цельсия и выплавка чугуна . Свойства получаемого чугуна зависят от хода процесса в доменной печи. Поэтому задавая процесс восстановления железа в доменной печи можно получить два вида чугуна: передельный чугун, который идёт в дальнейший передел для выплавки стали, и литейный чугун, из которого получают чугунные отливки.
Производство стали
Передельный чугун служит для производства стали. Сталь - это сплав железа с углеродом и легирующими элементами. Она прочнее чугуна и более пригодна для строительных конструкций и производства деталей машин. Выплавка стали происходит в сталеплавильных печах, где металл находится в жидком состоянии.
Методов получения стали существует несколько. Основными методами получения стали являются: кислородно-конверторный, мартеновский, электроплавильный. Каждый метод использует различное оборудование - конвертеры , мартеновские печи , индукционные печи , дуговые печи .
Кислородно-конвертерный процесс
Первым способом массового производства жидкой стали был бессемеровский процесс . Этот способ производства стали в конвертере с кислой футеровкой был разработан англичанином Г. Бессемером в 1856-1860 гг. Несколько позже, в 1878 году, - С.Томасом был разработан схожий процесс в конвертере с основной футеровкой, получивший название томасовский процесс . Сущность конвертерных процессов (бессемеровского и томасовского) на воздушном дутье заключается в том, что залитый в плавильный агрегат (конвертер) чугун продувают снизу воздухом. Кислород, содержащийся в воздухе, окисляет примеси чугуна, в результате чего он превращается в сталь. При томасовском процессе, кроме того, в основной шлак удаляются фосфор и сера. При окислении выделяется тепло, которое обеспечивает нагрев стали до температуры около 1600 °С.
Мартеновский процесс
Сущность другого способа получения стали с помощью мартеновского процесса заключается в ведении плавки на поду пламенной отражательной печи , которая оборудована регенераторами для предварительного подогрева воздуха (иногда и газа). Идея получения литой стали на поду отражательной печи высказывалась многими учеными (например, в 1722 г. Реомюром), однако осуществить это долгое время не удавалось, так как температура факела обычного в то время топлива - генераторного газа - была недостаточной для получения жидкой стали. В 1856 году братья Сименс предложили использовать для подогрева воздуха тепло горячих отходящих газов, устанавливая для этого регенераторы. Принцип регенерации тепла был использован Пьером Мартеном для плавки стали. Началом существования мартеновского процесса можно считать 8 апреля 1864 года, когда П. Мартен на одном из заводов Франции выпустил первую плавку.
Для выплавки стали в мартеновскую печь загружают шихту , состоящую из чугуна, скрапа, металлического лома и других компонентов. Под действием тепла от факела сжигаемого топлива шихта постепенно плавится. После расплавления в ванну вводят различные добавки для получения металла заданного состава и температуры. Готовый металл из печи выпускают в ковши и разливают. Благодаря своим качествам и невысокой стоимости мартеновская сталь нашла широкое применение. Уже в начале XX в. в мартеновских печах выплавляли половину общего мирового производства стали.
Первая мартеновская печь в России была построена в Калужской губернии на Ивано-Сергиевском железоделательном заводе С. И. Мальцевым в 1866-1867 гг. В 1870 г. первые плавки проведены в печи вместимостью 2,5 т, построенной известными металлургами А. А. Износковым и Н. Н. Кузнецовым на Сормовском заводе . По образцу этой печи позже на других русских заводах были построены аналогичные печи большей вместимости. Мартеновский процесс стал основным в отечественной металлургии. Огромную роль сыграли мартеновские печи в годы Великой Отечественной войны . Советским металлургам на Магнитогорском и Кузнецком металлургических комбинатах впервые в мировой практике удалось удвоить садку мартеновских печей без существенной их перестройки, организовав производство высококачественной стали (броневой, подшипниковой и т. п.) на действовавших в то время мартеновских печах. В настоящее время в связи с расширением конвертерного и электросталеплавильного производства стали масштабы производства мартеновской стали сокращаются.
В основной мартеновской печи можно переплавлять чугун и скрап любого состава и в любой пропорции и получать при этом качественную сталь любого состава (кроме высоколегированных сталей и сплавов, которые получают в электропечах). Состав применяемой металлической шихты зависит от состава чугуна и скрапа и от расхода чугуна и скрапа на 1 т стали. Соотношение между расходом чугуна и скрапа зависит от многих условий.
Электросталеплавильное производство
В настоящее время для массовой выплавки стали применяют дуговые сталеплавильные электропечи , питаемые переменным током, индукционные печи и получающие распространение в последние годы дуговые печи постоянного тока. Причём доля печей последних двух видов в общем объёме выплавки невелика.
В дуговых электропечах переменного тока выплавляют стали электропечного сортамента. Основными достоинствами дуговых электропечей является то, что в них в течение многих десятилетий выплавляют основную часть высококачественных легированных и высоколегированных сталей, которые затруднительно, либо невозможно выплавлять в конвертерах и мартеновских печах. Благодаря возможности быстро нагреть металл, можно вводить большие количества легирующих добавок и иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки (в восстановительный период плавки), что обеспечивает малый угар вводимых в печь легирующих элементов. Кроме того, имеется возможность более полно, чем в других печах, раскислять металл, получая его с более низким содержанием оксидных неметаллических включений, а также получать сталь с более низким содержанием серы в связи с её хорошим удалением в безокислительный шлак. Также есть возможность плавно и точно регулировать температуру металла.
Легирование стали
Для придания стали разнообразных свойств используется процесс легирования стали. Легирование - это процесс изменения состава сплавов путём введения определенных концентраций дополнительных элементов. В зависимости от их состава и концентрации изменяется состав и свойства сплава. Основные легирующие элементы для стали являются: хром (Cr), никель(Ni), марганец (Mn), кремний (Si), молибден (Mo), ванадий (V), бор (B), вольфрам (W), титан (Ti), алюминий (Al), медь (Cu), ниобий (Nb), кобальт (Co). В настоящее время существует большое количество марок стали с различными легирующими элементами.
Порошковая металлургия
Принципиально иным способом производства сплавов на основе черных металлов является порошковая металлургия. Порошковая металлургия основана на применении порошков металлов с размерами частиц от 0,1 мкм до 0,5 мм, которые сначала спрессовывают, а затем спекаются.
Цветная металлургия
В цветной металлургии применяются очень разнообразные методы производства цветных металлов. Многие металлы получают пирометаллургическим способом с проведением избирательной восстановительной или окислительной плавки, где часто в качестве источника тепла и химического реагента используют серу , содержащуюся в рудах. Вместе с тем ряд металлов с успехом получают гидрометаллургическим способом с переводом их в растворимые соединения и последующим выщелачиванием.
Часто оказывается наиболее приемлемым электролитический процесс водных растворов или расплавленных сред.
Иногда применяют металлотермические процессы, используя в качестве восстановителей производимых металлов другие металлы с большим сродством к кислороду. Можно указать ещё на такие способы, как химико-термический, цианирование и хлорид-возгонка.
Производство меди
Известны два способа извлечения меди из руд и концентратов: гидрометаллургический и пирометаллургический.
Гидрометаллургический способ не нашёл широкого применения на практике. Его используют при переработке бедных окисленных и самородных руд. Этот способ в отличие от пирометаллургического не позволяет извлекать попутно с медью драгоценные металлы .
Большую часть меди (85-90 %) производят пирометаллургическим способом из сульфидных руд. При этом параллельно решается задача извлечения из руд помимо меди других ценных сопутствующих металлов. Пирометаллургический способ производства меди предусматривает несколько стадий. Основные стадии этого производства включают:
- подготовка руд (обогащение и иногда дополнительно обжиг);
- плавка на штейн (выплавка медного штейна),
- конвертирование штейна с получением черновой меди,
- рафинирование черновой меди (сначала огневое, а затем
Такая отрасль хозяйственно-экономической деятельности, как металлургия, включает в себя два направления: . Поэтому проведенный нами обзор крупнейших российских металлургических предприятий будет разбит на две части: российские предприятия черной металлургии и российские предприятия цветной металлургии.
Российские предприятия черной металлургии
Черная металлургия включает в себя следующие подотрасли:
1.Добыча нерудного сырья (огнеупорных глин, флюсового сырья и т.д.) для черной металлургии.
2.Производство черных металлов (к черным металлам относятся: сталь, чугун, прокат, металлические порошки черных металлов, доменные ферросплавы).
3.Трубное производство (изготовление стальных и чугунных труб).
4.Коксохимическое производство (изготовление кокса, коксового газа и т.д.).
5.Вторичная обработка черных металлов (вторичная обработка включает в себя разделку лома и отходов черных металлов).
Продукция, выпускаемая российскими , реализуется машиностроительным и строительным организациям, а также экспортируется за рубеж.
Существует несколько разновидностей предприятий черной металлургии:
1.Металлургические предприятия полного цикла (занимаются производством чугуна, стали и проката).
2.Предприятия передельной металлургии (предприятия без выплавки чугуна).
3.Предприятия малой металлургии (машиностроительные заводы, занимающиеся выпуском стали и проката).
Самыми мелкими металлургическими предприятиями являются заводы; более крупными — комбинаты. И комбинаты, и заводы могут объединяться в холдинги.
Расположение российских предприятий черной металлургии зависит, прежде всего, от близости к месторождениям железных руд и других полезных ископаемых. Так, например металлургические комбинаты, занимающиеся производством чугуна и стали, находятся в тех областях, где, во-первых, недалеко расположены месторождения железных руд, и, во-вторых, много лесов (так как для восстановления железа необходим древесный уголь). При строительстве металлургических предприятий учитывается также обеспеченность электроэнергией, природным газом и водой.
На сегодняшний день в России существуют 3 металлургические базы:
1.Уральская металлургическая база.
2.Центральная металлургическая база.
3.Сибирская металлургическая база.
Уральская металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:
1.Качканарские месторождения (Россия).
2.Курская магнитная аномалия (Россия).
3.Кустанайские месторождения (Казахстан).
Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Уральской металлургической базы являются: (город Екатеринбург; то, что осталось от Верх-Исетского металлургического завода), «ИжСталь» (город Ижевск; входит в сотав ОАО «Мечел»), (входит в холдинг «ЧТПЗ»), Челябинский ферросплавный завод (крупнейший в России по произодству ферросплавов), Серовский завод ферросплавов, (входит в холдинг ), Уральский трубный завод (город Первоуральск), .
Центральная металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:
1.Курская магнитная аномалия (Россия).
2.Месторождения Кольского полуострова (Россия).
Крупнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Центральной металлургической базы являются: (входит в группу компаний ), Новолипецкий металлургический комбинат, Косогорский металлургический завод (город Тула), (город Старый Оскол).
Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Центральной металлургической базы являются: Череповецкий сталепрокатный завод (входит в группу компаний ОАО «Северсталь»), Орловский сталепрокатный завод, Металлургический завод «Электросталь» (город Электросталь), Металлургический завод «Серп и молот» (город Москва), Ижорский трубный завод (город ; принадлежит компании «Северсталь»), (город Выкса, ).
Сибирская металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:
1.Месторождения Горной Шории (Россия).
2.Абаканские месторождения (Россия).
3.Ангаро-Илимские месторождения (Россия).
Крупнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Сибирской металлургической базы являются: , (город Новокузнецк), Новокузнецкий ферросплавный завод.
Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Сибирской металлургической базы являются: , Металлургический завод «Сибэлектросталь» (город Красноярск), (входит в холдинг «ITF Group»), Петровск-Забайкальский металлургический завод.
Российские предприятия цветной металлургии
Цветная металлургия включает в себя следующие производственные процессы:
1.Добыча и обогащение руд цветных металлов.
2.Выплавка цветных металлов и их сплавов (существует два типа цветных металлов: тяжелые (медь, цинк, свинец, никель, олово) и легкие (алюминий, магний, титан)).
Расположение зависит от таких факторов, как сырьевой фактор (близость к сырьевым источникам; это самый важный фактор), природный фактор, топливно-энергетический фактор и экономический фактор. Предприятия по производству тяжелых цветных металлов размещаются в непосредственной близости к районам добычи сырья (так как для данного производства не требуется большого количества энергии). Предприятия же по производству легких цветных металлов нуждаются в большом количестве электроэнергии, поэтому размещаются у источников дешевой энергии.
В России расположены следующие типы предприятий цветной металлургии:
1.Предприятия медной подотрасли.
2.Предприятия свинцово-цинковой подотрасли.
3.Предприятия никель-кобальтовой подотрасли.
4.Предприятия оловянной подотрасли.
5.Предприятия алюминиевой подотрасли.
6.Предприятия вольфрам-молибденовой подотрасли.
7.Предприятия титан-магниевой подотрасли.
8.Предприятия редкометалльной подотрасли.
Крупнейшими российскими предприятиями медной подотрасли являются: Бурибаевский ГОК, Гайский ГОК (входит в холдинг «УГМК»), Карабашмедь, Красноуральский медеплавильный комбинат, Кировградский медеплавильный комбинат, Медногорский медно-серный комбинат (входит в холдинг «УГМК»), Ормет (принадлежит РАО «Газпром»), Производство полиметаллов (входит в холдинг «УГМК»), Сафьяновская медь (входит в холдинг «УГМК»), (входит в холдинг «УГМК»), (входит в холдинг «УГМК»), (входит в холдинг «УГМК»).
Крупнейшими российскими предприятиями свинцово-цинковой подотрасли являются: Бшкирский медно-серный комбинат,Беловский цинковый завод,Горевский ГОК,Дальполиметалл,Рязцветмет,Садонский свинцово-цинковый комбинат,Учалинский ГОК,Челябинский электролитно-цинковый завод, .
Крупнейшими российскими предприятиями никель-кобальтовой подотрасли являются: ГМК “Норильский никель” (принадлежит компании «Интеррос»), ПО “Режникель” (принадлежит РАО «Газпром»),Уфалейникель,Южуралникель.
Крупнейшими российскими предприятиями оловянной подотрасли являются:Дальневосточная горная компания,Дальолово (принадлежит компании «НОК»),Депутатсколово,Новосибирский оловянный комбинат,Хинганское олово (принадлежит компании «НОК»).
Крупнейшими российскими предприятиями алюминиевой подотрасли являются:Ачинский глиноземный завод (входит в холдинг ),Богуславский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»),Белокалитвинское металлургическое ПО (входит в холдинг «РусАЛ»), , Саянский алюминиевый завод (входит в холдинг «РусАЛ»),Ступинская металлургическая компания (принадлежит РАО «Газпром»),Уральский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»),Фольгопрокатный завод.
Крупнейшими российскими предприятиями вольфрам-молибденовой подотрасли являются: Гидрометаллург,Жирекенский ГОК,Кировградский завод твердых сплавов,Лермонтовская горно-рудная компания,Приморский ГОК,Сорский ГОК.
Крупнейшими российскими предприятиями титан-магниевой подотрасли являются:АВИСМА,ВСМПО,Соликамский магниевый завод.
Крупнейшими российскими предприятиями редкометалльной подотрасли являются:Забайкальский ГОК,Орловский ГОК,Севредмет (принадлежит ЗАО «ФТК»).
