1.   Черная металлургия.

1.1 Значение черной металлургии.

Черная металлургия в первую очередь служит базой для развития машиностроения и металлообработки. Продукция черной металлургии находит применение практически во всех сферах современной эконо­мики. Эта отрасль тяжелой промышленности охватывает такие стадии технологического процесса, как добыча, обогащение и агломерация руд черных металлов, производство огнеупоров, добыча нерудного сырья для черной металлургии, коксование угля, производство чугуна, стали, проката, ферросплавов, вторичный передел черных металлов, добыча вспомогательных материалов, изготовление металлических изделий производственного назначения и др. Но основу черной металлургии со­ставляет производство чугуна, стали и проката.

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.

1.2           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 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 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.

1.3           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.

1.4  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.

1.5  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.

     

.