Продукцией черной металлургии является

1. Чёрная металлургия.Значение
2. Типы предприятий и особенности их размещения
3. Значение черной металлургии
4. Характеристика Центральной металлургической базы
5. Экспортные возможности и внутренний рынок
6. Основные тенденции в развитии черной металлургии

Значение черной металлургии

По добыче железной руды, выплавке чугуна, производству кокса Российская Федерация занимает одно из ведущих мест в мире. Крупнейшими потребителями продукции черной металлургии являются машиностроение и металлообработка, строительная индустрия, железнодорожный транспорт. Самым тесным образом черная металлургия связана с химической и легкой промышленностью.

Типы предприятий и особенности их размещения

В структуре черной металлургии выделяется металлургия полного цикла, производящая чугун — сталь — прокат. Помимо основного производства она включает подготовку железной руды к плавке (обогащение, которое преследует цель повысить содержание железа в руде за счет удаления пустой породы, и обжиг руды в специальных печах для удаления углекислоты, серы, фосфора). Для производства чугуна кроме подготовки железной руды требуется технологическое топливо, флюсы, огнеупорные материалы, вода и легирующие металлы (марганец, хром, молибден, титан, ванадий и т.д.), придающие металлу определенные высококачественные свойства. Технологическое топливо — чаще всего кокс, а также газ. Для производства кокса может быть использован только высококачественный коксующийся уголь, высококалорийный, малозольный, малосернистый и высокопрочный.

В размещении предприятий металлургии полного цикла особенно большую роль играют сырье и топливо, на которые приходится до 90% всех затрат по выплавке чугуна, из них примерно 50% — на кокс, 40% — на железную руду. На 1 т чугуна расходуется 1,2—1,5 т угля, не менее 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков и до 30 м3 оборотной воды. Все это свидетельствует о важности взаимного расположения сырьевых и топливных ресурсов, водоснабжения, вспомогательных материалов. Особенно велика роль железных руд и коксующихся углей. Черная металлургия с полным технологическим циклом тяготеет к источникам сырья (Урал, Центр), к топливным базам (Кузбасс) или к пунктам между ними (Череповец).

Предприятия неполного цикла производят чугун или сталь либо прокат. Предприятия, производящие сталь без чугуна, называются передельными. К этой группе относятся и трубопрокатные заводы. Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от потребляемого проката, амортизационный лом) и на потребителя готовой продукции, т.е. на машиностроение. В данном случае и источник сырья, и потребитель представлены в едином лице, так как наибольшее количество металлического лома накапливается в районах развитого машиностроения.

Особую группу по технико-экономическим признакам составляют предприятия, производящие ферросплавы и электростали. Ферросплавы — это сплавы железа с легирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний и т.д.). Их основные виды —ферросилиций, феррохром. Без ферросплавов немыслимо развитие качественной металлургии. Их получают в доменных печах или электрометаллургическим путем. В первом случае производство ферросплавов осуществляется на металлургических заводах полного цикла, а также с двумя (чугун — сталь) или одним (чугун) переделом (Чусовой), во втором — их производство представлено специализированными заводами. Электрометаллургия ферросплавов из-за высокого расхода электроэнергии (до 9 тыс. кВт-ч на 1 т продукции) оптимальные условия находит в тех районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов (Челябинск). Производство электросталей развито в районах, располагающих необходимыми источниками энергии и металлического лома.

Металлургические заводы малой мощности — мини-заводы — приобретают все большую значимость в связи с имеющимися в стране огромными ресурсами металлолома и потребностями современного машиностроения в качественном металле определенных и разных марок, но небольшими партиями. Такие заводы могут обеспечить оперативную выплавку металла нужной марки и в достаточно ограниченном количестве для машиностроительных предприятий. Они способны быстро реагировать на изменение рыночной конъюнктуры, наиболее полно удовлетворять запросы потребителей. Высокое качество сталей, получаемых на мини-заводах, обеспечивается наиболее прогрессивным методом плавки — электродуговым.

«Малая» металлургия — металлургические цеха в составе машиностроительных заводов. Они, естественно, ориентированы на потребителя, так как являются составной частью машиностроительного предприятия.

Традиционный способ получения стали: сначала в доменных печах получают из руды передельный полупродукт — чугун, а затем в сталеплавильных агрегатах — конвертерах, мартенах, электропечах получают сталь. Новым направлением научно-технического прогресса в отрасли является бездоменная, или бескоксовая, металлургия. В России такое предприятие построено в г. Старый Оскол (Белгородская область) — Оскольский электрометаллургический комбинат. Эта технология в принципе отличается от традиционного процесса, при котором руда сначала плавится при температуре 1600° С вместе с коксом, служащим химическим восстановителем. Здесь же доменная плавка заменяется значительно более простым в управлении и обслуживании процессом металлизации окатышей (окатыши — комочки, полученные из железорудного концентрата). Через окатыши при температуре почти 1000° С пропускается газ-восстановитель, например, получаемая из природного газа смесь водорода с оксидом углерода. Этот газ легко отбирает у железа кислород, а окатыши содержат довольно много кислорода. Образуются металлизированные окатыши, состоящие почти целиком из железа, т.е. происходит прямое восстановление железа. На следующем этапе металлизированные окатыши в мощных дуговых электропечах превращаются в высококачественную сталь.

Данный способ производства имеет огромные преимущества в виде экономии кокса, высокого качества металла, экологической чистоты. Коксующийся уголь становится с каждым годом все дефицитнее и дороже, процесс коксования — сложный и трудоемкий, сопровождается выделением вредных побочных продуктов, т.е. требует дополнительных затрат на строительство очистных сооружений. Высокое качество металла обусловлено чистотой от серы и фосфора и других нежелательных примесей, которые попадают в сталь из чугуна, который в свою очередь наследует их от кокса. Металлизационные установки практически безвредны для окружающей среды в отличие от доменных и коксовых печей. Такая сталь служит в среднем в пять раз дольше.

К недостаткам бездоменной чёрной металлургии относятся большие затраты электроэнергии, использование только высококачественных руд с содержанием железа более 60%; более высокая стоимость металла.

В странах, где высоки запасы коксующихся углей, как в России, доменная чёрная металлургия металлургия будет еще долго иметь большое значение.

Развивается порошковая металлургия (металлокерамика). Выплавка порошковой стали идет в индукционной печи, расплав распыляется азотом высокой чистоты и заполняет металлические капсулы порошком. Такая сталь имеет практически 100%-ю плотность, высокий уровень технологической пластичности. Она позволяет как бы склеивать детали из мельчайших частиц и тем самым сводит отходы практически к нулю. Кроме того, данная технология позволяет утилизировать отходы других технологий, например металлическую стружку, дает возможность изготавливать металлоизделия любой конфигурации, комбинировать металлы, не сплавляющиеся при обычной технологии, т.е. получать металлы с заданными свойствами. Недостатки: трудность получения чистых по химическому составу порошков и сравнительно высокая их стоимость.

В России за последние 10 лет структура производства сталей улучшилась. Хотя, безусловно, это связано не с внедрением НТП в отрасли, а с закрытием многих старых неконкурентоспособных и убыточных предприятий.

Характеристика Центральной металлургической базы

Металлургическая база – группа металлургических предприятий, использующих общие рудные и топливные ресурсы и обеспечивающих главные потребности хозяйства страны в металле.

Центральная база черной металлургии располагается на территории Центрального, Центрально-Черноземного и Волго-Вятского экономических районов. Здесь, в Центральном экономическом районе, находится крупнейший железорудный район России, обеспечивающий 45% общероссийской добычи железной руды. Основная часть руды добывается в карьерах Белгородской и Курской областей, однако наиболее ценные руды с высоким содержанием железа залегают в более глубоких горизонтах и отрабатываются рудниками подземной добычи.

Масштабы развития металлургического передела в Центральной базе заметно скромнее уральских (22% чугуна, 16% стали, 17% готового проката и 15% труб общероссийского производства). Большая часть чугуна и стали Центральной базы производится на одном из крупнейших в стране и современном в технологическом отношении Новолипецком металлургическом комбинате. В Старом Осколе находится единственный в России, построенный по немецкой технологии металлургический завод, где из железорудного концентрата методом химического восстановления получают железо, а затем электросталь, минуя стадию производства чугуна. Этот прогрессивный способ металлургического передела не требует кокса и обладает низкими нормами водопотребления, что исключительно важно в Центрально-Черноземном экономическом районе, испытывающем дефицит пресной воды и не обладающем собственными ресурсами топлива.

Из других предприятий металлургического передела выделяются Косогорский чугунолитейный и Новотульский металлургический заводы, а также сталелитейный завод «Электросталь» в одноименном городе Подмосковья. В городе Орел функционирует крупный сталепрокатный завод. Заметно уступают им по своей мощности Кулебакский, Выксунский и Омутнинский заводы Волго-Вятского экономического района, специализирующиеся на выпуске высококачественных специальных сталей для машиностроения. Большое развитие в Центральной базе черной металлургии получила малая металлургия — производство черных металлов и их сплавов, а также изготовление проката в металлургических цехах машиностроительных заводов Центра и Волго-Вятского района.

Основное преимущество Центральной базы черной металлургии заключается в расположении ее на территории крупнейшего в стране железорудного бассейна и в непосредственной близости от машиностроительных центров и других потребителей черных металлов.

Главные недостатки Центральной базы — отсутствие коксующихся углей, напряженный топливно-энергетический баланс и дефицит воды. Наиболее перспективными направлениями дальнейшего развития Центральной базы черной металлургии является форсирование железорудной промышленности как с целью более полного покрытия отечественных потребностей в ее продукции, так и для расширения экспортных поставок, а также увеличение мощности металлургического передела на основе передовой технологии Старо-Оскольского металлургического завода и развитие малой металлургии.

Экспортные возможности и внутренний рынок

В течение 2000 г. рост внутреннего потребления продукции черной металлургии, который составил 180%, определил тенденцию развития отрасли. Рост экспорта составил 17%.

В целом отрасль характеризуется преобладанием доли экспорта в сравнении с внутренним потреблением в общем объеме выпуска

(Приложение 2). С этим связаны такие особенности отрасли, как зависимость общего объема выпуска от объема экспорта; зависимость от торговой политики импортирующих государств; потребность в мерах государственной поддержки; наличие конкуренции между производителями из стран СНГ, которая становится наиболее острой при сокращении экспортных возможностей.

Зависимость объема выпуска отрасли от экспортных возможностей приводит в результате к тому, что при сокращении экспорта сокращается инвестиционная активность предприятий, а значит, возможность дальнейшего развития.

Объемы возможных поставок на экспорт зависят от результата проводимых государствам импортерам и антидемпинговых расследований. Многие проводившиеся в последнее время антидемпинговые расследования привели к существенному снижению поставок. В таких условиях повышается зависимость выпуска объемов внутреннего спроса, этим и определяется основной структурный сдвиг в проводимой предприятиями отрасли сбытовой политике. Основной прирост внутреннего рынка приходится Предприятия таких отраслей, как строительство, машиностроение и металлообработка.

В условиях сокращения экспортных возможностей в результате проводимой государствами-импортерами политики квотирования, введения высоких пошлин и других мер, препятствующих импорту продукции черной металлургии из стран СНГ, предприятия отрасли стран СНГ сталкиваются с проблемой повышенной конкуренции, что значительно ухудшает их положение. Для урегулирования ситуации был создан Совет производителей и экспортеров черных металлов государств СНГ. В состав Совета входят крупнейшие производители и экспортеры металлопроката из России, Украины, Молдовы и Белоруссии. В рамках Совета проходят ежеквартальные встречи предприятий-участников.

Основные тенденции в развитии черной металлургии

В связи с тенденцией снижения расхода стали на единицу продукции, с вытеснением черных металлов алюминием и пластмассами, с ресурсосбережением снижается потребность в металле. Наступает эпоха чистых экономно-легированных сталей с большим пределом прочности конструкций. Изделия из них отличаются малой металлоемкостью и долговечностью. В будущем нужен будет металл лишь высокого качества с особыми свойствами, поэтому для отрасли актуальны следующие направления развития.

1. Переход от «массовой» к качественной металлургии, увеличение в структуре продукции доли качественных сталей и сложных видов проката. В связи с этим будет усиливаться специализация металлургических заводов, будут возрастать кооперационные связи. Получат новое развитие специализированные производства — транспортный металл (рельсы, колеса, крепеж), строительный металл, металлы для автомобилей, электронной промышленности и т.д.
2. Развитие должно идти за счет модернизации с использованием новейших технологий, диверсификации производств ряда металлургических предприятий, традиционная продукция которых оказывается неконкурентоспособной. Базовыми металлургическими предприятиями останутся Череповецкий, Новолипецкий, Магнитогорский, Нижнетагильский, Челябинский, Западно-Сибирский, Кузнецкий, Новотроицкий, а также трубные заводы.
3. Существенно должна возрасти доля передельной металлургии, так как она дает более дешевый металл. Сейчас 1/2 стали выплавляется из металлолома. В этом плане перспективно строительство мини-заводов (используется скрап, они оснащены электродуговыми печами, дают металл высокого качества, возможна узкая специализация, выполнение небольших заказов, ориентированы на потребителя).

Изменения в размещении черной металлургии имеют следующие перспективные тенденции.

1. Большая дисперсность в размещении в верхних этажах за счет строительства мини-заводов, ориентация предприятий на потребителя в связи с развитием НТП и улучшением способов обогащения руд, накопления большого количества металлолома в старопромышленных районах.
2. Усиление концентрации за счет закрытия старых заводов, оснащенных устаревшим оборудованием в «нижних» этажах.
3. Размещение отрасли вне крупных городских агломераций в небольших и средних городах из-за возрастающего значения экологических факторов и природоохранных мероприятий.

Заключение

Одной из острейших проблем на современном этапе развития металлургического комплекса России являются рациональное природопользование и охрана окружающей среды.

Предприятия по производству черных металлов оказывают сильнейшее воздействие на состояние атмосферного воздуха. По суммарным выбросам вредных веществ черная металлургия занимает третье место после энергетики и цветной металлургии. В 2000 г объем выбросов составил 2,4 млн. тонн (102,9% к уровню 1999 г.), из которых 68% пришлось на оксид углерода, 15% на твердые вещества и 10% — на диоксид серы.

Более половины выбросов приходится на четыре металлургических комбината: Новолипецкий (г.Липецк) — 360 тыс. тонн, Северсталь (г. Череповец) — 340 тыс. тонн; Магнитогорский металлургический комбинат (г. Магнитогорск) — 320 тыс. тонн; Западно-Сибирский металлургический комбинат (г. Новокузнецк) — 210 тыс. тонн.

Значительные объёмы выбросов на Нижнетагильском (110 тыс. тонн), Орско-Халиловском (90 тыс. тонн) металлургических комбинатах, ОАО «Тулачермет» (90 тыс. тонн) и ряде горно-обогатительных комбинатов. Не случайно четыре крупнейших металлургических центра — Новокузнецк, Липецк, Магнитогорск и Нижний Тагил включены Росгидрометом в перечень промышленных центров с особо высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха.

Ежегодно предприятия отрасли сбрасывают в поверхностные водоемы более 900 млн. куб. м сточных вод. Среди «лидеров» — Новолипецкий металлургический комбинат (120 млн куб. м), Магнитогорский металлургический комбинат (46 млн куб. м), Ковдорский ГОК в Мурманской области (53 млн куб. м), «Северсталь» (32 млн куб. м), металлургический завод в г. Чусовой и Нижнетагильский металлургический комбинат (по 26 млн куб. м каждый).

В целом с ростом производства в черной металлургии растет объем выбросов и сбросов. В настоящее время каждая четвертая тонна токсичных отходов, каждая шестая тонна загрязняющих атмосферу веществ от стационарных источников и каждый девятый кубометр сточных вод, образующихся на промышленных предприятиях России, относятся к отходам черной металлургии.

В условиях острой конкуренции с производителями черных металлов из стран СНГ широкомасштабные работы по решению экологических проблем, связанные с ростом издержек производства, маловероятны.

Чёрная металлургия является базой для развития всех отраслей машиностроения. На его нужды идёт до трети отлитого в доменных печах металла. В последнее время всё активнее продукция чёрной металлургии идёт на строительство (четверть металла).

Металлургический цикл

Чёрные металлы получают из железной руды, марганца, коксующихся углей, руды легирующих металлов.

Растёт доля лома чёрных металлов, как вида сырья. Сегодня из него получают 40 % стали. Отказ от больших объёмов железной руды, чугуна, кокса выгоден экономически. Наряду с этим, использование лома способствует улучшению экологической ситуации.

Для производства чёрных металлов из руды необходимо коксующееся топливо. Проблема добычи угля связана с большими объёмами его получения и ограниченностью ресурсов.

Самым материалоёмким процессом в чёрной металлургии является доменное производство чугуна – железоуглеродистого сплава. Из него получают половину всей стали.

В свою очередь, сталь используется для выработки проката. От её качества зависят все изделия отраслей машиностроения и строительства.

Конечный продукт всего цикла – прокат. Его стоимость превышает в 2 – 5 раз стоимость стали. Прокат идёт непосредственно потребителям всех отраслей.

Применение чёрных металлов

Серые чугуны имеют высокие литейные качества, хорошо поддаются обработке режущим инструментом, поэтому используются в производстве многих деталей механизмов и машин.

Белые чугуны плохо поддаются резке инструментом, поэтому используются в металлургическом цикле для получения стали.

Так называемые ковкие чугуну получают из белых путём их специального отжига. В результате существенно снижается хрупкость и твёрдость материала. Ковкий чугун применяется для отливки деталей машиностроительных отраслях промышленности.

Сталь имеет значительно более высокие физико-механические свойства, а именно: хорошо поддаётся резанию, ковке, прокату, закаливанию, при этом сохраняет высокую прочность. В расплавленном состоянии сталь жидкотекуча, что позволяет изготовлять различные отливки. Такие свойства материала обусловили его применение во многих областях промышленности, особенно в машиностроении.

В инструментальной высококачественной стали содержится меньше вредных примесей (фосфора, серы), что наделяет её особой прочностью. Она применяется в изготовлении режущих, ударных, измерительных и др. инструментов.

Наибольшим спросом пользуются следующие изделия металлопроката: балки, железнодорожные рельсы, профили, швеллеры, трубы, катанки, арматура. Прокат является неотъемлемой частью производства во многих отраслях промышленности. Прокатные металлические изделия стали одним из ключевых элементов в строительстве в связи с развитием каркасной технологии.

Черная металлургия охватывает весь процесс от добычи и подготовки сырья, топлива, вспомогательных материалов до выпуска проката с изделиями дальнейшего передела.

Значение черной металлургии заключается в том, что она служит основой развития машиностроения (одна треть производимого иетелла идет в машиностроение), строительство (1/4 металла идет в строительство). Кроме того, продукция черной металлургии имеет экспортное значение.

В состав черной металлургии входят следующие основные подотрасли:

добыча и обогащение рудного сырья для черной металлургии (железных, марганцевых и хромитовых руд);

добыча и обогащение нерудного сырья для черной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т.п.);

производство черных металлов (чугуна, стали, проката, доменных ферросплавов, металлических порошков черных металлов);

производство стальных и чугунных труб;

коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);

вторичная обработка черных металлов (разделка лома и отходов черных металлов).

Собственно металлургическим циклом является производство чугуна, стали и проката. Предприятия, выпускающие чугун, 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 черной металлургии являются комбинаты.

В размещении черной металлургии полного цикла большую роль играет сырье и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей. Особенностью размещения отраслей является их территориальное несовпадение, так как запасы железной руды сосредоточенны, в основном, в европейской части, а топлива — преимущественно в восточных районах России. Комбинаты создают у сырьевых или топливных баз, а иногда между ними. При размещении учитывают также обеспечение водой, электроэнергией, природным газом.

В России созданы три металлургические базы: Уральская, Центральная и Сибирская.

Динамика производства черных металлов показывает (рис.1,2) что их наибольший выпуск в России был, достигнут в 1988г., затем началось падение производства. В 1992-94гг. его темпы достигли 16-17%, однако с 1995г. предприятия переориентировались на экспорт и темпы падения снизились: в 1998г. был достигнут минимум — 52% от 1990г., начался восстановительный рост и в 2004г. выпуск продукции составил 83% от уровня 1990г.

С 1990 по 2004 год экспорт черных металлов вырос в несколько раз: чугуна- с 1931 до 4734 тыс. т, ферросплавов — с 203 до 540, отходов и металлолома — с433 до 8133, труб — с 3675 до 11125 тыс. т., на экспорт идет более 60% выпуска черных металлов.

По общему объему выплавки черных металлов Россия занимает четвертое место в мире, однако, по технологическим параметрам производства металлов и их качеству она значительно уступает промышленно развитым странам. Мартеновское производство стали в его общем объеме составляет в России 39,4% в то время как в США — 2,5%, в Японии — нет, в Германии сходит на нет. Почти 63% стали в России разливается в слитки, в то время как в США, Японии и Германии уже более 90% перерабатывается на машинах непрерывного литья.

Доля сортовой металлопродукции в прокате составляет 59,3% листового проката с покрытиями — 3,3% . трудозатраты изготовления 1т проката составляют 8-16 чел./час, а в США на интегрированных предприятиях -6-12, на мини-заводах -1-2 чел./часа Молотилов Б., Бродов А., Маторин В. Тенденции развития черной металлургии // Экономист. — 1997. №3.. Удельный вес электростали в мире составляет 33,9% (1998), ее среднегодовой рост составляет 3%, в то время как в России, занимающей 4 место по производству электроэнергии в мире после США, Китая и Японии, электросталь занимает лишь 14,8%. БИКИ.-1999. — 9 дек. Данные Госкомстата.

В последние годы технологическая система черной металлургии несколько улучшилась — доля кислородно-конвертерного производства увеличилась на 22%, непрерывное литье увеличилось на 45%. Переключение предприятий черной металлургии и металлообработки на экспорт помогло сохранить отрасль, хотя и с упрощением технологии, на уровне, обеспечивающем России четвертое место по производству стали в мире.

Крупнейшим потребителем железной руды является Азия, три основные страны импортеры железной руды — Китай, Япония и Республика Корея. Крупнейшим поставщиком железной руды является Бразилия. БИКИ.-1999. 18 мая.- С. 14-15. Россия импортирует концентраты и руду преимущественно из стран СНГ (10,5 млн. т в2003г), экспорт железных руд в дальнее зарубежье составляет 7-9млн т.

Отсутствие инвестиций не дает возможности отрасли перейти на более современные технологии, которые обеспечили бы расширение сегмента рынка, рост дополнительных доходов и конкурентоспособность на мировом рынке. Устаревшие технологии делают продукцию неконкурентоспособной не только на внешнем, но, в присутствие импорта, и на внутреннем рынке. Поэтому важнейшей задачей комплекса является повышение уровня технологического обеспечения отрасли.