Металлургический комплекс: состав, основные металлургические базы и факторы размещения предприятий. Проблемы и перспективы развития

Металлургический комплекс – совокупность отраслей, производящих различные металлы. Этот комплекс потребляет до 25% угля и энергии, на него приходится до 30% грузовых перевозок.

В состав комплекса входят черная и цветная металлургия.

90% всех металлов, применяемых в современном производстве, - черные металлы, т. е. железо и сплавы, получаемые на его основе. Однако число цветных металлов гораздо больше (их более 70), они обладают очень ценными свойствами. Поэтому цветная металлургия имеет огромное значение для отраслей, обеспечивающих развитие НТР в народном хозяйстве.

Особенности.

Металлургическому комплексу России присущ целый ряд особенностей, влияющих на его географию:

1. Металлургия охватывает весь процесс производства металлов: добычу и подготовку руд, топлива, выпуск металла, производство вспомогательных материалов. Поэтому в металлургическом производстве широко развито комбинирование . В черной металлургии преобладает комбинирование на основе последовательной переработки исходного сырья (руда – чугун – сталь – прокат), в цветной – на основе его комплексного использования: например, из полиметаллических руд получают несколько металлов. Комбинаты дают весь чугун, основную часть стали и цветных металлов.

2. В металлургии высокий уровень концентрации и монополизации производства . 200 крупнейших предприятий (5% от общего их числа) производят 52% продукции черной металлургии и 49% цветной.

3. Металлургия – трудоемкая отрасль (большое количество строителей, рабочих + город у комбината в 100000 человек).

4. Для металлургии характерна большая материалоемкость . Современный металлургический комбинат получает столько же грузов, сколько и Москва.

5. Высокие затраты на создание и обслуживание комбината, при егомедленной окупаемости .

6. Металлургия – крупнейший загрязнитель окружающей среды. 14% промышленных выбросов в атмосферу дает черная металлургия и 21% - цветная. Кроме того, металлургический комплекс дает до 30% загрязнений сточных вод.

Факторы размещения.

особенности используемого сырья;

применяемый для получения металла вид энергии;

география сырьевых и энергетических источников;

транспортные пути;

необходимость охраны окружающей среды;

предприятия, связанные с заключительной стадией металлургии – обработкой металла, чаще всего размещаются в районах потребления готовой продукции.

География металлургического комплекса.

Черная металлургия.

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 (см рис 45, Дронов, стр.134). 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:

Поэтому предприятия полного цикла размещаются: у железной руды или кокса; у источников сырья и кокса; между коксом и сырьем (Череповецкий металлургический комбинат). После распада СССР – в России осталось 60% черной металлургии (большинство осталось на Украине). 50% проката и 60% стали производится на устаревшем оборудовании.

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%.

В составе этой отрасли различают следующие типы предприятий:

Металлургические заводы полного цикла (Комбинаты) , производящие чугун – сталь – прокат (3/4 всего чугуна и 2/3 всей стали).

Сталеплавильные и сталепрокатные заводы , а такжепредприятия передельной металлургии – сталь – прокат. Такие предприятия выплавляют сталь из чугуна или металлолома и размещаются в крупных центрах машиностроения.

Доменные предприятия (производство только чугуна). Их стало мало. В основном это заводы на Урале.

Предприятия внедоменной металлургии , где железо производится в электропечах методом прямого восстановления из железорудных окатышей.

Предприятия малой металлургии 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 1913 году Россия занимает 5-ое место в мире (США, Германия, Англия, Франция) по добыче железной руды и производству металла. 1980 – 1990 – одно из первых мест в мире по добыче железной руды и 1-ое по выплавке стали и чугуна. Сейчас Россию оттеснили Япония, США.

Россия обеспечена полностью сырьем для черной металлургии кроме марганцевых руд, которые завозятся из Украины и Грузии, а также хромовых руд, которые завозятся из Казахстана. В России – 40% мировых запасов железной руды. 80% железной руды добывается открытым способом. 20% добываемой руды Россия экспортирует.

География месторождений железной руды:

В европейской части богата железной рудой КМА. Она содержит руды богатые по своему содержанию (железо составляет до 60%), которые не требуют обогащения.

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.

География месторождений марганца:

Западная Сибирь – Усинское (Кемеровская область).

Исторически черная металлургия возникла в центральной части страны. Начиная с XVIIIвека, производство черной металлургии появляется на Урале. Развитие капитализма в России и удачное сочетание железной руды с углем и марганцем, а также выгодное территориально-географическое положение по отношению к основным районам потребления металла выдвинуло на первый план юг (Донбасс и Преднепровье Украины).

Металлургические предприятия размещены на территории России не равномерно, а концентрируются в определенных районах. Группа металлургических предприятий, которая использует общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивает главные потребности страны, называется металлургической базой . В пределах России выделяются три металлургические базы: Центральная, Уральская и Сибирская.

Базы черной металлургии:

Урал – производит 43% стали и 42% проката. Используется привознойкокс из Кузбасса и Караганды.Железная руда на 1/3 используется собственная – Качканарская группа месторождений (север Свердловской страницы), а на 2/3 – привозная (Соколовско-Сарбайское месторождение в Кустанайской области, а также руда 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), город Новотроицк (Орско-Хамиловский комбинат). Используют собственные лигирующие металлы и производят основную часть металла.

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).

Центральная база активно развивается и на сегодняшний день практически сравнялась с уральской. Она производит 42% стали и 44% проката. Основная часть продукции производится в Центрально-Черноземном и Северном экономических районах.

Кокс – завозится из восточного крыла Донбасса, Печорского бассейна, Кузбасса.Железная руда – из КМА, марганец – из Никополя (Украина). Используется металлолом.

Полный цикл – Череповецкий комбинат, размещенный между железной рудой Карелии (Костомукша) и Кольского полуострова (Оленегорского, Ковдорского) и кокса Печорского бассейна. Новолипецкий и Новотульский комбинаты используют руду КМА. В пределах КМА возникло производство металлизированных окатышей совместно с ФРГ. На их основе создана бездоменнаяэлектрометаллургия (Старый Оскол – Оскольский электрометаллургический комбинат).

В пределах центральной базы много предприятий передельной металлургии (Москва Электросталь и др.).

Сибирская база выпускает 13% стали и 16% проката.

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 – Новокузнецк.

В настоящее время идет формирование Дальневосточной металлургической базы. В Комсомольске-на-Амуре действует передельный завод.

Металлургическое производство на территории области возникло еще на рубеже третьего тысячелетия до нашей эры. В пределах Октябрьского и Сакмарского районов в те очень далекие времена разрабатывались Каргалинские медные рудники, из металла которых отливалось оружие и украшения.

В XVIII в. возникла железорудная и золотодобывающая промышленность. В начале XX в. появились первые небольшие металлургические заводы.

Однако наибольшее развитие металлургия получила в 30-60-х годах XX в., когда на базе открытых месторождений началось строительство медеплавильного комбината в Медногорске и никелевого в Орске. С освоением Гайского медно-колчеданового месторождения и пуском Орско-Халиловского металлургического комбината, в конце 50-х-начале 60-х годов, черная и цветная металлургия стали одними из главных отраслей промышленности области.

Рис. 110. Металлургический комплекс

Наличие в Восточном Оренбуржье крупных запасов разнообразного металлургического сырья, выгодное географическое положение на пересечении важнейших транспортных магистралей, близость крупных центров металлоемкого машиностроения способствовали созданию и размещению на востоке области крупной металлургической базы.

В настоящее время по стоимости продукции металлургический комплекс занимает второе место в структуре промышленного производства и наряду с топливно-энергетическим комплексом является одним из «китов» региональной индустрии (рис. 97).

Территориально почти все объекты металлургического комплекса размещены в пределах треугольника Кувандык - Домбаровский - Ириклинское водохранилище. На этом пространстве функционируют основные предприятия черной и цветной металлургии, разрабатываются наиболее крупные месторождения металлургического сырья.

Черная металлургия

Черная металлургия занимает видное место в структуре промышленного производства области. По стоимости продукции она уступает только нефтяной и газовой промышленности.

Отрасль представлена Орско-Халиловским металлургическим комбинатом (ОХМК) «НОСТА» - одним из крупнейших промышленных предприятий не только области, но и страны. Комбинат входит в число восьми самых крупных в России и в четверку самых крупных на Урале металлургических предприятий.

Вы знаете, что в связи со строительством больших промышленных объектов вокруг них вырастали целые города, например шахтерские или нефтегазодобывающие центры. ОХМК также является градообразующим предприятием. Одновременно с его строительством и развитием вырос г. Новотроицк с населением около 110 тыс. чел. Сегодня каждый четвертый житель города работает на комбинате.

Рис. 111. Производство стали в области, млн т

Рис. 112. Доменное производство

ОХМК «НОСТА» - предприятие полного металлургического цикла и включает в себя все стадии производства черных металлов (рис. 112-116).

Производственные мощности предприятия позволяют производить до 3,5 млн т чугуна, 4,5 млн т стали и 3,5 млн т проката в год.

Как и многие металлургические предприятия Урала ОХМК был построен на базе железорудных месторождений, в том числе уникального по составу сырья Новокиевского месторождения природно-легированной железной руды. В этой руде кроме железа содержатся такие ценные металлы, как никель, кобальт, хром, что значительно улучшает качество стали, расширяет ее применение.

Почти за 60 лет эксплуатации запасы месторождения значительно исчерпались и осложнились горно-геологические условия добычи. Поэтому в настоящее время комбинат использует в основном привозное сырье и топливо из различных регионов России и стран СНГ (рис. 110).

Предприятие поставляет на внутренний и внешний рынок высококачественныи прокат, около 100 марок легированной стали, единственный в мире хромоникелевый природно-легированный чугун, коксохимическую продукцию, известняк, шлакоблоки, огнеупорные изделия и другую продукцию. Комбинат производит сталь повышенного качества, с комплексом свойств, не имеющих аналогов. Новой конкурентоспособной продукцией предприятия являются листовые трубные заготовки (штрипсы).

Рис. 113. Электросталеплавильное производство

Рис. 114. Прокатное производство

Рис. 116. Коксохимическое производство

Продукцию комбината знают по всей стране и за ее пределами. Высококачественный металл предприятия используется для производства газо- и нефтепроводных труб, мостовых конструкций, в автомобиле- и авиастроении, тяжелом машиностроении, тракторостроении, судостроении, железнодорожном и сельскохозяйственном машиностроении.

Сталь ОХМК использовалась при изготовлении искусственных спутников Земли, космических орбитальных станций, металлических конструкций стадиона «Лужники» в Москве. Продукция комбината экспортируется во все государства СНГ и такие страны, как США, Великобритания, Италия, Испания, Нидерланды, Китай, Индонезия, Таиланд, Тайвань, Турция, Иран и др. (рис. 181).

Цветная металлургия

Оренбургская область входит в число регионов с развитой цветной металлургией. В области действуют 7 предприятий различных отраслей. При этом доминирует медная промышленность. Это связано с наличием крупных запасов медесодержащего сырья и, прежде всего, Гайского медно-колчеданного месторождения, которое называют «жемчужиной» Южного Урала. В нем сосредоточено около 80% запасов медных руд области и более 40% промышленных запасов меди Урала. Гайская руда кроме меди в своем составе содержит цинк, свинец, серебро, золото, серу, редкие металлы. Наряду с Норильским и Удоканским Гайское месторождение относится к числу крупнейших в России.

В настоящее время на месторождении остались залежи руд с низким содержанием меди. Это создает экономические проблемы в его дальнейшей эксплуатации. С другой стороны, наличие развитой транспортной инфраструктуры, близость рынков сбыта дает определенные перспективы добычи.

На базе Гайского месторождения работает крупнейшее предприятие отрасли на Урале - Гайский горно-обогатительный комбинат, который представляет собой горно-рудное предприятие, добывающее медно-цинковые и серосодержащие руды.

В состав комбината входят подземный и открытый рудники, обогатительная фабрика, на которой перерабатывается руда и получают медный, цинковый и пиритный (с большим содержанием серы) концентрат. Руда добывается в основном подземным способом. Работы ведутся на глубине до 700 м. Запасы разведаны на большую глубину и обеспечат функционирование предприятия на многие годы.

Обогатительная фабрика «Гранитная» - еще одно предприятие по добыче и обогащению медносодержащих руд работает на базе месторождения «Барсучий Лог». Руда, добываемая здесь открытым способом, имеет высокое содержание металлов: меди 2,8%, цинка 4,6%. Ежегодно предприятие добывает 800 тыс. т руды и производит до 15 тыс. т меди и цинка в концентрате.

Медногорский медно-серный комбинат способен производить до 40 тыс. т черновой (содержание меди 96-98%) и до 20 тыс. т. рафинированной меди (содержание меди 99,9%). Однако предприятие в настоящее время не работает на полную мощность из-за нехватки сырья.

Местная сырьевая база предприятия (Комсомольское, Яман-Касы, Блявинское месторождения) в значительной степени исчерпана и имеет сложные горно-геологические условия добычи. Технологические трудности переработки медных концентратов с высоким содержанием серы сдерживают поставки сырья с Гайского ГОКа.

Заключительная стадия производства в медной промышленности представлена заводами по обработке цветных металлов в Орске и Гае. Наиболее крупным предприятием является Гайский завод «Сплав», который производит различные виды медного и латунного проката (листы, полосы, ленты).

Рис. 117, а. Добыча руды на Гайском медно-колчеданном месторождении, млн т

Рис. 117, б. Доля содержания металлов и серы в руде Гайского медно-колчеданного месторождения

Рис. 118. Открытый и подземный рудники Гайского ГОКа

Рис. 119. Предприятие «Южуралникель»

Никелевая промышленность представлена комбинатом «Южуралникель» в Орске. В середине 90-х годов объемы производства на предприятии значительно сократились и оно оказалось на грани остановки. Главной причиной стало ухудшение условий поставки сырья прежде всего из Казахстана. Только к 2000 г. предприятие стало выходить на нормальный ритм работы.

Комбинат почти не использует никелевую руду расположенного в Светлинском районе Буруктальского месторождения, что связано с ее сложным химическим составом и отсутствием технологий ее качественной переработки. В последнее время предприятие работает в основном на рудах месторождений Урала. «Южуралникель» помимо никеля производит также кобальт, цена которого на мировом рынке за 1 т достигает 35-40 тыс. дол.

Южноуральский криолитовый завод в г. Кувандыке - предприятие алюминиевой промышленности - одно из двух предприятий страны, производящих криолит-электролит, без которого невозможно получить металлический алюминий.

Проверьте свои знания

1. Каковы особенности производства и размещения основных предприятий цветной металлургии?

2. Почему продукция ОХМК «НОСТА» пользуется высоким спросом на внутреннем и внешнем рынке?

3. В каких отраслях металлургического комплекса области существует полный производственный цикл (от добычи сырья до получения металла)? На каких предприятиях размещены производственные стадии этого цикла?

4. Почему ведущая роль в цветной металлургии области принадлежит медной промышленности?

5. В Нижний Новгород, Самару, Волгоград, Первоуральск, Челябинск, Набережные Челны, Минск, Санкт-Петербург поступает продукция ОХМК «НОСТА». На каких известных Вам предприятиях и производствах этих городов она, по Вашему мнению, используется?

6. Выполните задание 4 на с. 26 Учебных материалов.

Машиностроительный комплекс

· Какова роль машиностроения в экономике России?

· Каков состав машиностроительного комплекса?

Металлургический комплекс включает в себя черную и цветную металлургию: совокупность связанных между собой отраслей и стадий производственного процесса от добычи сырья до выпуска готовой продукции - черных и цветных металлов и их сплавов. Целостность этого межотраслевого комплекса обусловлена, прежде всего, сходством образующих его отраслей по характеру добычи и технологии пирометаллургической переработки рудного сырья, а также использование готовой продукции в качестве конструкционных материалов. Металлургический комплекс характеризуется концентрацией и комбинированием производства. Состояние и развитие металлургической промышленности в конечном итоге определяют уровень научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства. Спецификой металлургического комплекса являются несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла. Исключительно велико комплексообразующее и районообразующее значение металлургического комплекса в территориальной структуре народного хозяйства России.

Эти технико-экономические особенности оказывают сильное влияние на территориальную организацию черной металлургии: освоение соответствующих по размерам сырьевых и топливных баз, выбор наиболее эффективных с точки зрения использования природных, трудовых и материальных ресурсов, вариантов размещения предприятий, установление определенных пространственных сочетаний металлургического производства с другими отраслями промышленности. СССР хорошо обеспечен сырьем для развития черной металлургии: около половины разведанных руд находится на его территории. Большинство из них относится к богатым (не требующим обогащения) и сравнительно легкообогатимым рудам. Россия занимает первое место в мире по добыче железной руды и уровню концентрации её производства.

Динамику развития черной металлургии можно проследить по данным таблицы.

Выпуск готового проката будет увеличивается без роста производства чугуна. Намечено улучшить структуру металлопродукции путем производства листового проката, проката из низколегированной стали и с упрочняющей обработкой. Планируется расширить производство труб для нефте- и газопроводов.

Черная металлургия имеет следующие особенности сырьевой базы:

сырье характеризуется относительно большим содержанием полезного компонента - от 17% в сидериновых до 53-55% в магнетитовых железняках. На долю богатых руд приходится почти пятая часть промышленных запасов, которые используются для обогащения;

разнообразие сырья в видовом отношении (магнетитовые, сульфидное, окисленное и др.), что дает возможность использовать разнообразную технологию и получать металл с самыми различными свойствами;

различные условия добычи (как шахтная, так и открытая, на долю которой приходится до 80% всего добываемого в черной металлургии сырья);

использование руд, сложных по своему составу (фосфористые, ванадиевые, титаномагнетитовые, хромистые и др.). При этом более 3/5 составляют магнетитовые, что облегчает возможность обогащения.

Произошли структурные сдвиги в производстве стали. В настоящее время основной способ выплавки стали - мартеновский. На долю кислородно-конвертерного и электросталеплавильного способов приходится только около 1/2 общего объема производства.

Изменения в черной металлургии обусловлены ростом производства металлических порошков, использование которых дает возможность улучшить качественных характеристики выпускаемой продукции, снизить её трудоемкость и металлоемкость.

Исключительно важно освоение в промышленных масштабах технологии получения железа из руд методом прямого восстановления, которое к тому же является значительно менее энергоемким, чем доменное производство. На территории Курской магнитной аномалии (КМА) в настоящее время действует Оскольский электрометаллургический комбинат, проектная мощность которого 5 млн. т металлизированных окатышей и 2,7 млн. т проката в год.

Для черной металлургии характерно сильно развитое производственное комбинирование. Особенно большую выгоду дает комбинирование металлургического передела с коксованием угля. Поэтому преобладающая часть всего кокса выпускается металлургическими заводами. Современные крупные предприятия черной металлургии по характеру внутренних технологических связей представляют собой металлурго-энергохимические комбинаты.

Комбинаты - основной тип предприятий черной металлургии большинства индустриально развитых стран. Предприятия с полным циклом дают свыше 9/10 чугуна, около 9/10 стали и проката. Кроме того, есть заводы, выпускающие чугун и сталь, сталь и прокат (включая трубные и метизные заводы), а также раздельно чугун, сталь и прокат. Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. Особую группу по технико-экономическим параметрам составляют предприятия с электротермическим производством стали и ферросплавов. Существует «малая металлургия» - производство стали и проката на машиностроительных заводах.

Черная металлургия с полным технологическим циклом служит важным районообразующим фактором. Кроме многочисленных производств, возникающих на основе утилизации разного рода отходов при выплавке чугуна и коксовании угля - тяжелого органического синтеза (бензол, антрацен, нафталин, аммиак и их производные), производства строительных материалов (цемент, блочные изделия), томасовской муки (при переделе железных руд с повышенным содержанием фосфора), черная металлургия притягивает к себе сопутствующие отрасли. Наиболее типичные её спутники: тепловая электроэнергетика, прежде всего установки, которые входя в состав металлургических комбинатов и могут работать на побочном топливе (излишки доменного газа, коксит, коксовая мелочь); металлоемкое машиностроение (металлургическое и горное оборудование, тяжелые станки). Черная металлургия формирует вокруг себя такие мощные и разносторонне развитые промышленные комплексы, которые возникли на Урале и в Кузбассе.

Металлургия полного цикла, передельная и «малая» отличаются друг от друга по условиям размещения. Для размещения первой особенно большое значение имеют сырье и топливо, на них приходится 85-90% всех затрат по выплавке чугуна, в том числе примерно 50% на кокс и 35-40% на железную руду. На 1 т чугуна требуется 1,2-1,5 т угля (с учетом потерь при обогащении и коксовании), 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков и до 30 м 3 оборотной воды. Это подчеркивает важность взаимного транспортно-географического положения сырьевых и топливных баз, источников водоснабжения и вспомогательных материалов.

Балансовые запасы железных руд составляют 107,1 млрд. т, в том числе разведанные - 63,7 млрд. т, или свыше 2/5 мировых ресурсов (1975 г.). Из них примерно 15% - богатые руды (с содержанием железа свыше 55%), используемые без обогащения. В пределах КМА (16,7 млрд. т) и Криворожского бассейна (15,5 млрд. т) сосредоточено более 1/2 общих разведанных запасов. Выделяются также Качканарская группа месторождений (6,1 млрд. т) на Урале.

Важнейшие месторождения марганцевых руд расположены в Западной Сибири (Усинское).

Положительный фактор в отношении эффективности размещения предприятий - территориальные сочетания коксующихся углей и железных руд: Донбасс - КМА, Южно-Якутский бассейн - Алданский бассейн и др. Взаимное расположение ресурсов железной руды и коксующегося угля, их количество, качество, условия эксплуатации, близость к промышленным центрам и транспортным магистралям определяют значение каждой сырьевой и топливной базы металлургического производства в территориальном разделении труда. Европейская часть стоит далеко впереди восточных районов по разведанным запасам железных руд, а по разведанным запасам коксующегося угля заметно им уступает. В восточных районах, наоборот, топливных ресурсов значительно больше по сравнению с сырьевыми.

По добыче железной руды и коксующегося угля соотношения между европейской и восточными районами иные. Первая дает сырья в 5 с лишним раз, а топлива в 1,5 раза больше, чем восточные районы. При этом около 1/2 коксующегося угля - в Донбассе. Этот уголь (в натуральном виде и как кокс) поступает во многие районы европейской части, а также идет на экспорт. Основной источник топлива Кузбасс (около 1/3 общего объема добычи коксующегося угля).

Характерной тенденцией развития черной металлургии является сосредоточение добычи металлургического сырья на самых крупных и выгодных по условиям эксплуатации месторождениях при широком развертывании открытого способа с последующим обогащении железных руд, а также производством металлизированных окатышей. Основными сырьевыми базами черной металлургии будут в перспективе КМА в европейской зоне, Ангаро-Илимский и Алданский бассейны - в восточных районах.

В настоящее время соотношение затрат на сырье и топливо показывает, что предприятия, расположенные вблизи источников железных руд и пользующиеся привозным топливом, при прочих равных условиях способны давать более дешевый металл по сравнению с теми предприятиями, которые находятся у источников коксующегося угля и работают на привозном сырье. Однако практически размещение металлургического производства в одинаковой мере зависит как от сырьевого, так и от топливно-энергетического фактора, что подтверждается опытом нашей страны. В СССР черная металлургия, являясь основой формирования многих промышленных комплексов, притягивает к себе различные топливоемкие производства (химия, электроэнергетика, промышленность строительных материалов и др.). Поэтому наряду с районами распространения железных руд она находит благоприятные предпосылки и в пределах угольных районов.

Черная металлургия полного цикла тяготеет в зависимости от экономической целесообразности к источникам сырья (Урал, центральные районы европейской части), топливным базам (Донбасс, Кузбасс).

В отдельных случаях целесообразно территориальное расчленение единого металлургического цикла путем размещения производства чугуна и стали вблизи источников сырья, а производство проката с изделиями четвертого передела (гнутые профили, листовая сталь с различными покрытиями, ленты и др.) - в районах концентрированного потребления готовой продукции. Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от проката, амортизационный лом) и на места потребления готовой продукции, поскольку наибольшее количество металлического лом накапливается в районах развитого машиностроения. Ещё теснее взаимодействует с машиностроением «малая» металлургия.

Особыми чертами размещения отличается производство ферросплавов и электросталей. Ферросплавы - сплавы железа с легирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний и др.) - получают в доменных печах и электротермическим способом. В первом случае - на металлургических предприятиях полного цикла, а также с двумя (чугун - сталь) или одним (чугун) переделом, во втором - на специализированных заводах. Электротермическое производство ферросплавов из-за высоких расходов электроэнергии (до 9 тыс. кВтЧч на 1 т продукции) оптимально в районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов. Производство электросталей развито близ источников энергии и металлического лома.

Исторически отечественная черная металлургия впервые возникла в центральных районах европейской части страны. Начиная с XVIII века производство черных металлов переместилось на Урал, который в течение длительного времени являлся основным металлургическим районом.

Из общего количества выплавляемого в стране чугуна свыше 9/10 составляет передельный, остальное приходится на литейный чугун, а также в небольших размерах - на доменные ферросплавы. Производство чугуна сосредоточено в РСФСР (свыше 1/2 всей выплавки), где локализуется на Урале, в Центральном, Центрально-черноземном и Северном районах, в Западной Сибири.

Сложившееся размещение предприятий черной металлургии показывает, что при значительной территориальной сосредоточенности производства большинство районов страны использует металл, выплавляемый на Урале.

На территории России выделяются три металлургические базы - Центральная, Уральская, Сибирская. Эти металлургические базы различаются масштабами; специализацией и структурой производства; транспортно-географическим положением, обеспеченностью сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами, характером размещения предприятий, уровнем развития концентрации и комбинирования, технико-экономическими показателями выплавки металла и др. признаками.

Уральская металлургическая база является самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, поэтому значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Укрепление сырьевой базы связано с освоением титаномагнетитов (Качканарское месторождение) и сидеритов (Бакальское месторождение), на которые приходится 3/4 запасов железных руд. Первые уже вовлечены в разработку (Качканарский ГОК). На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Новотроицк, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др.). При значительном развитии передельной металлургии главную роль играют предприятия с полным циклом. Они расположены в основном вдоль восточных склонов Уральских гор. На западных склонах в большей мере представлена передельная металлургия.

Концентрация производства на Урале высокая. Преобладающую часть черных металлов дают предприятия - гиганты (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил), которые возникли в годы индустриализации в составе Урало-Кузнецкого комбината (УКК). Вместе с тем на Урале сохранилось много мелких заводов (хотя и реконструированных), выпускающих свыше 1/10 чугуна и стали, и более 1/5 всего проката. Видное место занимает производство ферросплавов доменным (Чусовой) и электротермическим (Серов, Челябинский) способами, трубопрокат (Первоуральск, Челябинск). Кроме того, Урал - единственный район, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк).

Черная металлургия Урала в настоящее время частично реконструируется (первая очередь сталеплавильного производства на Магнитогорским комбинате и металлургические заводы небольшой мощности).

Центральная металлургическая база - район раннего развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Центр, будучи старым районом черной металлургии развивался сравнительно недавно в двух, не связанных между собой, направлениях: первое - выплавка литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула, Липецк), второе - производство стали и проката главным образом из металлического лома (Москва, Электросталь, Нижний Новгород и др.).

Черная металлургия Центра полностью зависит от привозного топлива (донецкий уголь или кокс). Ресурсы сырья, представленные месторождениями КМА, практически не ограничивают производство. Большое значение имеет металлический лом. Почти вся железная руда разрабатывается открытым способом. Наряду с богатыми рудами в массовом количестве добывают железистые кварциты (Лебединский, Михайловский и Стойленский ГОКи). Осваивается Яковлевское месторождение богатых руд. КМА служит источником сырья не только для заводов Центра, она дает его и ряду предприятий Урала, Юга, а также Севера. В пределах КМА возникло особенно перспективное здесь производство металлизированных окатышей. На этой основе развивается электрометаллургия без доменного передела (Оскольский комбинат). Создано производство холоднокатаной ленты (Орловский сталепрокатный завод).

Металлургическая база Сибири как металлургическая база России находится в процессе формирования. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится примерно пятая часть производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали. Современное производство представлено двумя мощными предприятиями с полным циклом - Кузнецким металлургическим комбинатом и Западносибирским заводом (Новокузнецк), и несколькими передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре), а также заводом ферросплавов (Новокузнецк). Сырьевой базой служат железные руды Горной Гиории, Хакасии и Ангаро-Илимского бассейна (Кормуновский ГОК). Топливная база - Кузбасс.

Черная металлургия Сибири и Дальнего Востока ещё не завершила своего формирования. Поэтому на основе эффективных сырьевых и топливных ресурсов в перспективе возможно возникновение новых центров черной металлургии, в частности Тайшетского завода на кузнецких углях и ангароилимских рудах, а также Барнаульского завода для передела лисаковских бурых железняков с получением насыщенных фосфором шлаков, что важно для удовлетворения потребностей Сибири в минеральных удобрениях.

На Дальнем Востоке перспективы развития черной металлургии связаны с созданием предприятия полного цикла с использованием коксующихся углей Южно-Якутского бассейна.

Межрайонные связи по черным металлам в значительной мере обусловлены:

разнообразием выпускаемых профилей проката и региональными различиями в структуре их потребления;

высокой территориальной концентрацией производства проката;

территориальная рассредоточенность потребления проката;

несогласованностью в масштабах различных переделов (чугун, сталь, прокат) по металлургическим базам;

отсутствием трубопроката в восточных районах.

В целом показательно, что металлургические базы страны обмениваются между собой различными профилями проката, более того - частично ввозят их из металлопотребляющих районов. В то же время важнейшие металлопотребляющие районы, где размеры потребления намного превосходят масштабы производства, вывозят те или иные профили проката.

Важнейшая перспективная задача - установить необходимые пропорции между стадиями металлического передела по каждой металлургической базе. Существующие территориальные различия с точки зрения комбинирования производства таковы, что по выплавке чугуна и стали на предприятиях полного цикла Урал намного превосходит остальные районы, производящие черные металлы.

На нынешнем этапе развития народного хозяйства резко обострилась экологическая обстановка во многих районах России, что не может не учитываться в процессе размещения металлургических предприятий. Большое влияние на состояние окружающей среды оказывает металлургический комплекс. Металлургические предприятия являются крупными загрязнителями атмосферы, водоемов, лесных массивов, земель. Чем выше уровень загрязнения окружающей среды, тем больше затрат на предотвращение загрязнения. Рост этих затрат может привести к убыточности любого производства.

На долю предприятий черной металлургии приходится 20-25% выбросов пыли, 25-30% окиси углерода, более половины окислов серы от их общего объема в стране. Эти выбросы содержат сероводород, фториды, углеводороды, соединения марганца, ванадия, хром и др. Предприятия черной металлургии забирают до 20% воды общего ее потребления в промышленности и сильно загрязняют поверхностные воды.

Проблемы размещения данной отрасли особо сложны в связи с тем, что высокий уровень развития производительных сил и новейшие достижения науки и техники делают экономически целесообразным строительство крупнейших предприятий с многогранными тыловыми связями (рудники, известковые карьеры, коксохимические заводы и др.). Каждая из этих особенностей так или иначе влияет на эффективность данной отрасли, но наибольшее значение, как правило, принадлежит сырьевому и топливному факторам, так как черная металлургия весьма материалоемка.

Большая черная металлургия вообще может эффективно развиваться лишь в районах, имеющих для этого природные предпосылки. Несоблюдение данного требования приводит к дефицитности подготовленных руд и качественных коксующихся углей на отдельных предприятиях. На эффективности размещения черной металлургии оказывает воздействие также металлопотребление. Именно близость к крупнейшим металлопотребляющим центрам России служила одним из основных факторов создания в центральных и северо-западных районах металлургии в XVII веке и первой половине XVIII века.

На размещение металлургических заводов влияет и наличие водных источников. В отдельных случаях, особенно там, где напряженный водохозяйственный баланс, их роль может стать определяющей.

Несмотря на происходящие в настоящее время структурные изменения в промышленности, вызванные химизацией производства и все более широким применением легких и цветных металлов, пластических масс и других продуктов химического синтеза, черные металлы не утратили своей роли основного конструкционного материала в промышленности и на транспорте. Они широко применяются в строительстве и других отраслях народного хозяйства. Их производство остается одним из важнейших показателей индустриального развития той или иной страны, отражающим её технический уровень.

История человечества насчитывает не одну тысячу лет. На протяжении всего периода существования нашей расы отмечается стабильный технический прогресс, немаловажную роль в котором сыграло умение человека обращаться с металлом, создавать и добывать его. Поэтому вполне логично, что металлургия - это то, без чего невозможно представить наш быт, нормальное выполнение рабочих обязанностей и многое другое.

Определение

Прежде всего стоит разобраться с тем, как по-научному, с технической точки зрения, называют современную сферу производства.

Итак, металлургия - это раздел науки, техники, который охватывает процесс получения различных металлов из руды или иных материалов, а также все процессы, имеющие связь с трансформацией химического состава, свойств и структуры сплавов.

Структура

На сегодняшний день металлургия - это мощнейшая отрасль промышленности. Кроме того, она - обширное понятие, которое включает в себя:

• Непосредственное производство металлов.
• Обработку металлических изделий как в горячем, так и холодном виде.
• Сварку.
• Нанесение различных металлических покрытий.
• Раздел науки - материаловедение. Данное направление в теоретическом изучении физико-химических процессов ориентируется на познание поведения металлов, сплавов и интерметаллидов.

Разновидности

Во всем мире существует две основные отрасли металлургии - черная и цветная. Такая градация сложилась исторически.

Черная металлургия заключается в обработке железа и всех сплавов, в котором оно присутствует. Также эта отрасль подразумевает извлечение из недр земли и последующее обогащение руд , сталелитейное и чугунолитейное производство, прокат заготовок, производство ферросплавов.

К цветной металлургии причисляют работу с рудой любого металла, кроме железа. Кстати, условно делят на две большие группы:

Тяжелые (никель, олово, свинец, медь).

Легкие (титан, магний, алюминий).

Научные решения

Несомненно, что металлургия - это деятельность, требующая внедрения инновационных технологий. В связи с этим многие страны нашей планеты активно ведут исследовательские работы, целью которых является изучение и применение на практике самых разнообразных микроорганизмов, которые помогли бы решить, например, такой злободневный вопрос, как очистка сточных вод, являющихся обязательной составляющей металлургического производства. Помимо этого, уже стали реальностью такие процессы, как биологическое окисление, осаждение, сорбция и прочие.

Разделение по технологическому процессу

Заводы металлургии можно условно причислить к двум основным группам:

Пирометаллургии, где процессы протекают при очень высоких температурах (плавка, обжиг);

Гидрометаллургии, которая заключается в извлечении металлов из руд при помощи воды и прочих водных растворов с использованием химических реактивов.

Принцип выбора места постройки металлургического завода

Для того чтобы понять, на основе каких выводов принимается решение о возведении предприятия в том или ином месте, стоит рассмотреть основные факторы размещения металлургии.

В частности, если вопрос касается дислокации завода цветной металлургии, то здесь на первый план выходят такие критерии, как:

• Наличие энергоресурсов. Производство, связанное с обработкой легких цветных металлов, требует колоссального количества электрической энергии. Поэтому подобные предприятия возводят максимально близко к гидроэлектростанциям.
• Требуемое количество сырья. Разумеется, что чем ближе находятся залежи руды, тем, соответственно, лучше.
• Экологический фактор. К сожалению, страны постсоветского пространства не могут быть отнесены в категорию, где предприятия металлургии являются экологически безопасными.

Таким образом, размещение металлургии - сложнейший вопрос, решению которого следует уделять самое пристальное внимание с учетом всевозможных требований и нюансов.

Для формирования максимально подробной картины в описании обработки металлов важно указать на ключевые участки данного производства.

Предприятия черной металлургииимеют в своем составе несколько так называемых переделов. Среди них: аглодоменный, сталеплавильный, прокатный. Рассмотрим каждый из них детальнее.

Доменное производство

Именно на этом этапе осуществляют освобождение железа непосредственно из руды. Происходит это в доменной печи и при температуре свыше 1000 градусов Цельсия. Таким образом происходит выплавка чугуна. Свойства его будут напрямую зависеть от протекания процесса плавки. Регулируя плавление руды, можно в конечном счете получить один из двух передельный (используют в дальнейшем для производства стали) и литейный (из него отливают чугунные заготовки).

Производство стали

Соединяя железо с углеродом и, при необходимости, с различными легирующими элементами, в итоге получают сталь. Методов ее выплавки достаточно количество. Особо отметим кислородно-конверторный и электроплавильный, которые являются самыми современными и высокопродуктивными.

Конверторная плавка характеризуется своей скоротечностью и получением в итоге стали с требуемым химическим составом. Основу процесса составляет продувка кислородом через фурму, в результате чего чугун окисляется и трансформируется в сталь.

Электросталеплавильный способ - самый эффективный. Именно благодаря использованию дуговых печей можно выплавить самые качественные легированные марки стали. В подобных агрегатах нагрев загруженного в них металла происходит очень быстро, при этом есть возможность добавлять необходимое количество легирующих элементов. Кроме того, получаемая таким методом сталь имеет низкое содержание неметаллических включений, серы и фосфора.

Легирование

Этот процесс заключается в изменении состава стали посредством внедрения в нее рассчитанных концентраций вспомогательных элементов для последующего придания ей определенных свойств. В числе наиболее часто применяемых легирующих компонентов значатся: марганец, титан, кобальт, вольфрам, алюминий.

Прокат

Многие заводы металлургииимеют в своем составе прокатную группу цехов. В них производят как полуфабрикаты, так и уже полностью готовую продукцию. Сущность процесса заключается в пропуске металла в зазоре между вращающимися в противоположных направлениях стана. Причем ключевым моментом является то, что расстояние между валками должно быть меньше, чем толщина пропускаемой заготовки. За счет этого металл втягивается в просвет, перемещается и в итоге деформируется до заданных параметров.

После каждого пропуска зазор между валками делают меньше. Важный момент - зачастую металл недостаточно пластичен в холодном состоянии. И потому для обработки его заранее подогревают до требуемой температуры.

Потребление вторичного сырья

В современных условиях рынок потребления вторсырья как черных, так и цветных металлов неуклонно развивается. Во многом это обусловлено тем, что ресурсы руды, к огромному сожалению, не являются возобновляемыми. Каждый год их добычи существенно снижает запасы. Учитывая тот факт, что потребности в металлопродукции в машиностроении, строительстве, авиастроении, судостроении и прочих отраслях народного хозяйства неуклонно растут, вполне разумным выглядит решение развивать переработку уже отработавших свой ресурс деталей и изделий.

Можно с уверенностью утверждать, что развитие металлургии в некоторой степени объясняется и позитивной динамикой сегмента отрасли - использованием вторичного сырья. При этом переработкой металлолома занимаются и крупные, и мелкие компании.

Мировые тенденции развития металлургии

В последние годы наблюдается чёткое повышение объемов выпуска металлопроката, стали и чугуна. Во многом это объясняется настоящей экспансией Китая, который стал одним из ведущих планетарных игроков на рынке металлургического производства.

При этом различные факторы металлургии позволили Поднебесной отвоевать себе практически 60% всего мирового рынка. Остальную десятку основных производителей составили: Япония (8%), Индия и Соединенные Штаты Америки (6%), Россия и Южная Корея (5%), Германия (3%), Турция, Тайвань, Бразилия (2%).

Если же рассматривать отдельно 2015 год, то наблюдается тенденция снижения активности производителей металлопродукции. Причем самый большой спад отмечен в Украине, где был зафиксирован результат, который на 29,8% ниже прошлогоднего.

Новые технологии в металлургии

Как и любая другая промышленность, металлургия просто немыслима без разработки и внедрения на практике инновационных разработок.

Так, сотрудники Нижегородского государственного университета разработали и начали внедрять в практику новые наноструктурированные износостойкие твердые сплавы, в основе которых лежит карбид вольфрама. Основное направление применения новшества - производство современного металлообрабатывающего инструмента.

Кроме того, в России был модернизирован колосниковый барабан со специальной шаровой насадкой с целью создания новой технологии переработки жидкого шлака. Это мероприятие было выполнено на основе государственного заказа Министерства образования и науки. Такой шаг полностью себя оправдал, поскольку его результаты в итоге превзошли все ожидания.

Крупнейшие предприятия металлургии в мире

• Arcelor Mittal - компания с главным офисом в Люксембурге. Ее доля составляет 10% всего мирового производства стали. В России компании принадлежат шахты Березовская, Первомайская, Анжерская, а также "Северсталь-групп".
• Hebei Iron & Steel - гигант из Китая. Он полностью принадлежит государству. Помимо производства, компания занимается добычей сырья, его транспортировкой и проведением научно-исследовательских работ. На заводах компании используются исключительно новые разработки, и самые современые технологические линии что позволило китайцам научиться производить ультратонкие стальные плиты и сверхтонкий холоднокатанный лист.
• Nippon Steel - представитель Японии. Менеджмент компании, которая начала свою работу еще в 1957 году, стремится к объединению с другим предприятием, именуемым Sumitomo Metal Industries. По мнению экспертов, такое слияние позволит достаточно быстро выйти японцам на первое место в мире, обогнав всех своих конкурентов.