Краткая характеристика черной металлургии

Черная металлургия

Одну из ведущих отраслей тяжелой промышленности составляют предприятия, которые занимаются добычей сырья, производством и переработкой металлов на основе железа – стали, чугуна, сплавов, которые относятся к черным металлам. К предприятиям черной металлургии также относят и те, которые занимаются добычей и переработкой марганца и хрома.

Особенности

Не только металлы являются основой предприятий черной металлургии. Предприятия по добыче и переработке сопутствующих материалов, кокса, огнеупоров также входят в состав отрасли черной металлургии.

Можно выделить такие особенности черной металлургии, которые присущи именно ей, в отличие от производства цветных металлов:

• Более одной трети выпускаемой продукции (сталь и сплавы на основе железа, чугун) является основой всего машиностроения;
• Более четверти продукции используется в строительстве для создания элементов нагруженных и несущих конструкций.

Спецификой предприятий металлургического комплекса черной металлургии является то, что они, по большей части, составляют основу индустрии государства, являясь, вместе с тем, одними из самых высоких капитало- и материалоемкими.

Организация выработки металла на предприятиях черной металлургии отличается сильной региональной зависимостью. Для переработки руды и производства первичного металла (чугуна) требуются большое количество кокса, рудного сырья и электроэнергии. Подсчитано, что сырье и топливо составляют более 90% общих затрат на производство черного металла. Необходимость в транспортировке огромных масс рудного и топливного сырья диктует необходимость решать задачи рационального размещения предприятия. Наиболее часто предприятия черной металлургии концентрируются таким образом:

• Возле рудных месторождений. Требуется доставка топлива;
• Вблизи источников топлива (предприятия угледобычи). Остается вопрос поставки рудного сырья;
• На оптимальном расстоянии между источниками сырья и топлива.

Большинство комбинатов по производству черного металла сосредоточены вблизи залежей железных руд. Можно объяснить это тем, что изначально, в годы массового строительства металлургических предприятий, восстановление железа из обогащенного сырья производилось посредством древесного угля, добываемого непосредственно вблизи месторождений. При переходе на использование кокса стало выгоднее организовать его доставку, чем переносить металлургическое производство.

Можно заметить, что здесь не указана зависимость производства от электроэнергии, хотя потребность в ней чрезвычайно велика. Это объясняется тем, что передача электрической энергии даже на большие расстояния не сопоставима по сложности организации и стоимости с доставкой тяжелых и объемных материалов производства.

Предприятия вторичной переработки металлического лома черных металлов (передельная металлургия) сосредоточены вблизи крупных центров машиностроения.
Сырье
Сырьевая база является основой металлургического производства. В зависимости от типа металлургического предприятия, источники сырья могут быть разные. В частности, черная металлургия может делиться на такие отрасли:

• Предприятия полного цикла. Большинство стадий производственного цикла, обогащение руд, производство кокса, выплавка и прокат металла сосредоточены на одном объекте.
• Передельныеметаллургические предприятия. Одна из стадий, а это, в основном, производство сталей и сплавов, выделена в отдельную отрасль.
• Малая черная металлургия. Характеризуется тем, что цеха по производству металла входят в состав машиностроительных предприятий.

Сырьем черной металлургии для передельных и малых предприятий служит полуфабрикат для выработки стали – чугун, металлолом и прочие отходы основного металлургического производства. В данную группу производств входит изготовление ферросплавов, в состав которых входят различные легирующие добавки.

Добыча руды черных металлов

Добыча руды, ее обогащение, выплавка характеризуют предприятия полного цикла. Для черной металлургии характерно использование сырья с высоким процентным содержанием металла при больших объемах переработки. Добыча и обогащение руды требуют серьезных затрат электрической энергии и требовательны к наличию доступных водных ресурсов.

Состав отрасли

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

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

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

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

Основу металлургического производства полного цикла составляет доменное производство чугуна. Сама технология восстановления железа из руды при использовании доменного процесса подразумевает насыщение железа большим количеством углерода, в результате чего получается чугун.

Сталь характеризуется меньшим содержанием углерода, включением в состав легирующих добавок, что требует дополнительных стадий переработки в мартеновских, электродуговых печах или кислородных конвертерах. Таким образом, для получения стали требуется длительный и энергозатратный процесс.

Начиная с середины прошлого века начала развиваться бездоменная металлургия, в которой используется прямое восстановление железа из обогащенного сырья.

Оборудование и технология бездоменного производства стали позволяют уменьшить энергозатратность производства, сократив операции технологического процесса, к тому же, сталь получается более чистой, без вредных примесей серы и фосфора, как при традиционном производстве.

Роль черной металлургии в промышленности

Как уже говорилось, продукция черной металлургии является основой для тяжелой промышленности.

Предприятия черной металлургии основную массу готовой продукции выпускают в виде литого и передельного чугуна, мартеновской и конвертерной стали, а также готового проката, стальных и чугунных труб.

Изготовление ферросплавов также входит в отрасль черной металлургии и важно для дальнейшего использования в составе легированных сталей.

Передельный чугун в дальнейшем подвергается плавке и обезуглероживанию для получения сталей с различным содержанием углерода.

Большая часть стали производится в виде слитков, которые, в дальнейшем, подвергают ковке и прокатке для получения профиля различного сечения:

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

Стальной профиль сортового проката используют непосредственно в конструкциях (мосты, перекрытия зданий, железнодорожные рельсы). Наиболее распространен сортовой прокат для непосредственного использования:

Все перечисленные наименования сортового проката выпускаются в широком диапазоне стандартизированных размеров.

Классические стальные трубы сварной конструкции получают из листового проката.

К специальным видам проката относят такие сложные элементы, как:

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

Фасонное литье чугуна применяется для станин машин самого различного назначения (метало- и деревообрабатывающие станки).

Передельные предприятия занимаются переработкой передельного чугуна, металлического лома, отходов металлургического производства. В настоящее время более половины продукции металлургического процесса составляет передельный металл, полученный переплавкой и очисткой металлического лома.

Черная металлургия

Содержание

1. Общая характеристика
2. Виды металлургического производства
3. Что мы узнали?

Бонус

• Тест по теме

Общая характеристика

Металлургический комплекс относится к базовым отраслям индустрии. Данная отрасль занимается производством чугуна, стали и проката. Кроме того, она включает в себя:

• добычу, обогащение руд;
• получение вспомогательного и нерудного сырья;
• вторичный передел;
• изготовление огнеупоров;
• коксование угля.

Продукция черной металлургии широко распространена в различных сферах экономики. Однако наибольшее значение она имеет для металлообрабатывающей и машиностроительной индустрии, железнодорожного транспорта, строительства. Также данная отрасль тесно связана с химической и легкой промышленностью.

Рис. 1. Машиностроение.

Железо как химический чистый металл не отличается высокими конструкционными параметрами. Чтобы обеспечить ему повышенную прочность и вместе с тем пластичность, к нему добавляют другие элементы. Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, который получают в доменной печи. Сталь – это также сплав железа с углеродом, но с другой его концентрацией, а также с другими элементами. Выплавляют сталь в мартеновских печах.

Черная металлургия России имеет богатую историю. Поначалу железные руды плавили в сыродутных горнах и печах-домницах. Заводское производство железа стало возможным в 17 веке, когда в Туле был построен первый завод с доменной печью.

К началу ХХ столетия черная металлургия была хорошо развита в нескольких странах: Германии, США, Великобритании, Люксембурге и Бельгии. Однако со временем доля этих стран значительно снизилась. В настоящее время подавляющую часть металлургической продукции выпускают развитые страны, которые специализируются на производстве качественной стали и сложных видов проката, в то время как развивающиеся страны выпускают стали и чугун низких марок.

Рис. 2. Металлургический комбинат в Люксембурге.

Виды металлургического производства

Черная металлургия является трудоемким и затратным производством, которое нуждается в обеспечении большим количеством сырья и энергии.

Главными факторами размещения предприятий черной металлургии являются:

Для отрасли характерна высокая степень концентрации производства. В развитых странах наиболее часто встречающаяся форма размещения отрасли – уже не изолированные металлургические центры, а полноценные металлургические районы. Располагаются они возле самых крупных месторождений железных руд в своем регионе.

Рис. 3. Месторождения железной руды.

В настоящее время существует три основных типа производства:

• Металлургия полного цикла. Производство включает в себя абсолютно все технологические этапы, которые осуществляются на одной общей территории. Комбинаты полного цикла располагаются рядом с сырьевым источником и топливными базами.
• Металлургия неполного производства. Один из технологических процессов выделен в самостоятельное отдельное производство. Предприятия неполного цикла располагаются вблизи от источников вторсырья и потребителями готовой продукции.
• Малая металлургия. Включает в себя отдельные металлургические цеха, которые входят в состав крупных машиностроительных комплексов. Главный фактор размещения малой металлургии – это потребители ее продукции.

Что мы узнали?

При изучении темы «Черная металлургия» по плану 9 класса по географии мы узнали, насколько важной является эта отрасль для экономики любой страны. Мы выяснили, каковы особенности и география черной металлургии, узнали, из каких этапов она состоит и в чем нуждается больше всего.

Металлургический комплекс: состав, значение, факторы размещения

Данный видеоурок посвящен теме « Металлургический комплекс: состав, значение, факторы размещения». В начале этого урока мы определим, что такое конструкционные материалы, какими они бывают. Затем обсудим состав металлургического комплекса, его значение для промышленности нашей страны, также рассмотрим факторы размещения.

Тема: Общая характеристика хозяйства России

Урок: Металлургический комплекс: состав, значение, факторы размещения

1. Конструкционные материалы

Металлургический и химический комплексы поставляют конструкционные материалы необходимые для промышленности и строительства.

Конструкционные материалы – это разнообразные материалы, которые используются для изготовления готовых изделий или строительства.

Конструкционные материалы по времени их возникновения делят на традиционные, которые человечество использует давно, и новые, которые стали использоваться в 20 веке.

По происхождению на металлические, неметаллические и композиционные.

2. Металлургический комплекс

Одними из основных конструкционных материалов являются металлы. Металлы производит Металлургический комплекс.

Металлургический комплекс- это совокупность отраслей промышленности, производящих разнообразные металлы.

Состав металлургического комплекса.

Металлургический комплекс включает в себя две крупные отрасли черную и цветную металлургию.

Черная металлургия – это производство металлов, основу которых составляет железо (чугун, сталь, ферросплавы), а также марганца и хрома.

Цветная металлургия – производство более 70 металлов обладающих ценными свойствами (меди, алюминия, свинца, цинка и т.д.)

Предприятия металлургического комплекса занимается добычей и обогащением металлических руд, выплавкой разнообразных металлов, производством проката, обработкой металлов различными способами для получения заданных свойств, переработкой вторичного сырья, производство вспомогательных материалов.

3. Значение металлургии в хозяйстве страны

1. Продукция металлургического комплекса служит фундаментом для машиностроения.

2. Продукция широко используется в строительстве, на транспорте, в электротехнике, в атомной промышленности и химической промышленности.

3. На долю металлургии приходится 16% общего объема промышленного производства России,10% занятого в промышленности населения.

4. Комплекс потребляет 25% добываемого в стране угля, 25% производимой электроэнергии, 30% грузовых железнодорожных перевозок.

5. Продукция металлургии одна из основных статей экспорта России.

6. По экспорту стали Россия занимает 1-е место в мире, по производству стали 4-е после Китая, Японии, США

7. Металлургия – крупный загрязнитель природы. Её предприятия выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн вредных веществ. Крупные металлургические центры являются городами с неблагоприятной экологической ситуацией. Большой вред природе наносит открытый способ добычи руды

4. Технико-экономические особенности и факторы, влияющие на размещение

1. Материалоемкость – затраты материалы на выпуск единицы продукции.

Большой расход исходного рудного сырья, поэтому предприятия металлургии располагаются вблизи источников сырья. Например, для производства 1 т стали требуется 5т руды, а для производства 1 т олова надо более 300 т руды.

2. Энергоемкость – затраты энергии на выпуск единицы продукции.

Многие предприятия комплекса располагаются вблизи источников дешевой электрической энергии, т.к. для производства требуется много энергии. Например, для производства 1 т алюминия необходимо 17 тыс.кВт*ч, а для производства 1 т титана 30-60 тыс. кВт*ч электроэнергии.

1. Трудоемкость – затраты труда на выпуск единицы продукции.

В среднем на металлургическом заводе работают от 20 до 40 тыс.человек, а это население небольшого города.

2. Концентрация – сосредоточение больших объемов производства на одном предприятии.

Более 50% черных металлов и 49% цветных выплавляются на 5% промышленных предприятий. Такая высокая концентрация способствует удешевлению продукции, но усложняет реагирование на изменение рынка.

3. Комбинирование – объединение на одном предприятии кроме основного производства, производств, связанных с основным технологически и экономически.

В составе металлургического комбината кроме металлургического производства бывает производство цемента и строительных материалов, производство азотных удобрений.

4. Экологический фактор – негативное влияние на окружающую среду.

Около 20% выбросов в атмосферу и сточных вод. На долю черной металлургии приходится 15% от выбросов промышленности в атмосферу и 22% на долю цветной металлургии

5. Транспортный фактор – современный металлургический комбинат получает и отправляет столько же грузов, сколько крупный город, поэтому он не может работать без железной дороги.

5. Основные принципы размещения

Металлургические предприятия выгодно создавать в районах добычи руд (Урал, Норильск), в районах добычи топлива (Кузбасс) или производства дешевой электроэнергии (Южная Сибирь), на пересечении потоков руды и угля (Череповец), в районах потребления готовой продукции (Санкт-Петербург или Москва).

Список рекомендованной литературы

Основная

1. Таможняя Е.А. География России: хозяйство и регионы: 9 класс учебник для учащихся общеобразовательных учреждений М. Вентана-Граф. 2011.
2. Экономическая и социальная география. Фромберг А.Э. (2011, 416с.)
3. Атлас по экономической географии 9 класс из-во Дрофа 2012г.
4. География. Весь курс школьной программы в схемах и таблицах. (2007, 127с.)
5. География. Справочник школьника. Сост. Майорова Т.А. (1996, 576с.)
6. Шпаргалка по экономической географии. (Школьникам, абитуриентам.) (2003, 96с.)

Дополнительная

1. Гладкий Ю.Н., Доброскок В.А., Семенов С.П. Экономическая география России: Учебник – М.: Гардарики, 2000 – 752с.: ил.
2. Родионова И.А., Учебное пособие по географии. Экономическая география России, М., Московский лицей, 2001. – 189с. :
3. Сметанин С. И., Конотопов М. В. История черной металлургии России. Москва, изд. «Палеотип» 2002
4. Экономическая и социальная география России: Учебник для вузов / Под ред. проф. А.Т. Хрущева. – М.: Дрофа, 2001. – 672 с.: ил., карт.: цв. вкл.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География России. Энциклопедический словарь / Гл. ред. А.П. Горкин.–М.: Бол. Рос. энц., 1998.– 800с.: ил., карты.
2. Российский статистический ежегодник. 2011: Стат.сб./Госкомстат России. – М., 2002. – 690 с.
3. Россия в цифрах. 2011: Крат.стат.сб./ Госкомстат России. – М., 2003. – 398с.

Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ

1. ГИА-2013. География: типовые экзаменационные варианты: 10 вариантов / Под ред. Э.М. Амбарцумовой. — М.: Издательство «Национальное образование», 2012. — (ГИА-2013. ФИПИ-школе)
2. ГИА-2013. География: тематические и типовые экзаменационные варианты: 25 вариантов / Под ред. Э.М. Амбарцумовой. — М.: Издательство «Национальное образование», 2012. — (ГИА-2013. ФИПИ-школе)
3. ГИА-2013 Экзамен в новой форме. География. 9 класс/ ФИПИ авторы – составители: Э.М. Амбарцумова, С.Е. Дюкова – М.: Астрель, 2012. Отличник ЕГЭ. География. Решение сложных задач / ФИПИ авторы-составители: Амбарцумова Э.М., Дюкова С.Е., Пятунин В.Б. – М.: Интеллект-Центр, 2012.

Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет

1. Geo.september.ru (Источник). Н. Мазеин Металлургические мировые рекорды
2. Geo.september.ru (Источник).Цветная металлургия России. Часть третья. Алюминиевая промышленность
3. Geo.september.ru (Источник). Марганец Кузбасса
4. Youtube.com (Источник). Металлургия сталь часть 1
5. Youtube.com (Источник). Наука 2.0 НЕпростые вещи. Скрепка
6. Youtube.com (Источник). Наука 2.0 НЕпростые вещи. Автомобильные диски

Рекомендованное домашнее задание

1. Прочитать § «Металлургия» ответить на вопросы:

1) Что такое металлургический комплекс?

2) Каково значение металлургического комплекса в хозяйстве страны?

3) Какие факторы оказывают влияние на размещение металлургических предприятий?

4) Есть ли в вашей местности металлургическое предприятие. Какие факторы, по вашему мнению, оказали влияние на его размещение?

1. Выполнить задание: Обозначить крупные металлургические центры на контурной карте.

1) Центры черной металлургии: Череповец, Липецк, Старый Оскол, Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новокузнецк.

2) Центры передельной металлургии: Москва, Санкт-Петербург, Ижевск, Златоуст, Комсомольск-на-Амуре.

3) Центры цветной металлургии: Мончегорск, Кандалакша, Волхов, Медногорск, Каменск-Уральский, Орск, Норильск, Братск, Красноярск, Новосибирск

Практическая работа «Определение факторов размещения предприятий черной и цветной металлурги»

Заполните таблицу, используя параграф учебника, материалы урока, карты атласа «Металлургия» или «Черная металлургия» и «Цветная металлургия»

Факторы размещения металлургических предприятий

Черная металлургия

Черная металлургия представляет собой одну из наиболее развитых и важных отраслей промышленного производства, успешное развитие которой определяет индустриальный потенциал и возможности любого государства. Во многом она является комплексной, поскольку включает в себя различные подотрасли, заключающиеся в осуществлении технологических процессов по добыче, обогащению исходного сырья, а также выплавке соответствующей продукции (металлов) и производству металлопроката. Основным сырьем выступает железная руда, из которой изготавливаются чугун и сталь. Этим данная отрасль отличается от цветной металлургии, сырьевой основой которой являются цветные металлы (алюминий, титан, медь, свинец, никель и так далее).

Продукция предприятий черной металлургии используется, по большей части, в машиностроении и строительстве. В этой связи данная отрасль является системообразующей, а от степени ее развития во многом зависит и состояние промышленного производства в целом.

Традиционно оценку состояния черной металлургии ведут по такому показателю, как суммарная выплавка стали. По итогам 2018 года ее мировое производство составило более 1,8 млрд тонн. Следует отметить, что данный показатель в последний период довольно стабилен, что свидетельствует о достаточной развитости отрасли.

Мировым лидером по производству стали выступает Китай. На долю этой азиатской страны приходится порядка половины всего мирового объема выплавки – около 928 млн тонн. С заметным отрывом от Китая следует Индия. Здесь было произведено около 106 млн тонн стали. На третьем месте – Япония, которая немного уступает Индии (произведено порядка 104 млн тонн).

Кроме этого, в число лидеров по развитию черной металлургии входят следующие государства:

• США (86 млн тонн);
• Россия (71 млн тонн);
• Германия (42 млн тонн);
• Бразилия (34 млн тонн).

На долю вышеуказанных стран приходится более 2/3 промышленного производства стали в мире.

Сырье, используемое в черной металлургии

Основным ресурсом, используемым для получения продукции, является железная руда. В России ее запасы довольно велики и практически полностью обеспечивают внутренние потребности. Отдельно следует выделить несколько районов добычи руды.

Так, разработка данного полезного ископаемого в промышленных масштабах началась на Урале. До сих пор здесь действуют крупные металлургические комбинаты, которые были созданы одними из первых в стране. Также большие запасы железных руд находятся в Сибири (речь идет о месторождениях Кузбасса).

В европейской части России находится так называемая Курская магнитная аномалия. По отдельным данным, это самое крупное месторождение железных руд на планете. Однако разработка началась только в 30-х годах прошлого века и прерывалась в связи с войной. Находится месторождение на территории Курской и Белгородской областей.

Кроме железной руды для металлургической отрасли необходим коксующийся уголь. Он используется как высококачественное топливо для выплавки чугуна и разрыхления железной руды.

Основные залежи коксующегося угля в России сосредоточены в Кузнецком и Печорском бассейнах.

Особенности производства

Металлургическое производство предполагает цикл технологических процессов, которые могут осуществляться как целиком на одном предприятии, так и на разных. Этапы:

• выплавка чугуна;
• производство стали;
• прокатное производство.

Таким образом, на предприятиях полного цикла осуществляются все вышеперечисленные этапы. Если же завод изготавливает только прокат, то такие производства называют предельными.

На данный момент в мире отдается предпочтение развитию малой металлургии, где производство стали и проката идет на машиностроительных заводах, а это значительно снижает затраты на конечную продукцию. Однако крупные комбинаты полного цикла остаются действующими.

Общий обзор состояния черной металлургии в России

Российская Федерация является одним из крупнейших мировых производителей чугуна, стали и металлопроката. Во многом это обусловлено тем, что в стране имеются богатые залежи железных руд и коксующегося угля, используемого в качестве топливного ресурса. Металлургическая промышленность в России является системообразующей и высокоэффективной отраслью.

История развития металлургической промышленности

Человечество научилось обрабатывать железную руду еще на заре своей истории. Археологи даже выделяют такую историческую эпоху, как «железный век», под которой понимается временной период, когда основными орудиями производства являлись изделия из железа.

В России до времен Петра I металлургия носила кустарный и локальный характер. И только после соответствующих реформ в стране началась промышленная переработка металлов. Выплавка чугуна началась на Урале, где знаменитые промышленники Демидовы основали ряд железоделательных заводов.

После революции, особенно во времена сталинской индустриализации, начали разрабатываться месторождения железных руд на Украине и в районе Курской магнитной аномалии. Во время Великой Отечественной войны основные промышленные мощности были развернуты на Урале и в Сибири.

90-е годы XX века сказались крайне негативно на развитии черной металлургии, однако в последнее время наблюдается планомерный рост производства стали и проката, который, впрочем, еще не достиг докризисного уровня.

Проблемы отрасли

Черная металлургия является одной из наиболее устойчивых отраслей промышленности в нашей стране. Основной ее проблемой является общий спад промышленного производства, особенно ярко наблюдающийся в 90-е годы прошлого столетия. Здесь встает вопрос сбыта продукции, который приводит к снижению объемов выплавки.

Кроме этого, на развитие отрасли во многом влияют цены на железную руду, сталь и прокат на международных рынках, которые отличаются значительной волатильностью.

Перспективы развития отрасли

Основными перспективными направлениями развития черной металлургии являются:

• развитие бездоменных технологий выплавки;
• увеличение доли предельной металлургии за счет использования вторсырья;
• широкое использование изделий из сплавов.

Основные игроки в отрасли

Большая часть промышленных мощностей черной металлургии приходится на несколько крупнейших компаний:

Другие компании, работающие в данной отрасли, представлены в разделе Металлургические заводы.

Кроме этого, в стране действует довольно большое количество предприятий малой металлургии на базе крупнейших машиностроительных заводов.

Читайте нас в Яндекс Дзен и подписывайтесь во Вконтакте.