Руда чугун сталь прокат

Обновлено: 25.01.2025

Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть отлитого металла из доменной печи идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство). Основным исходным сырьем для получения черных металлов являются железная руда, марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов.

Содержание

Состав

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
производство стальных и чугунных труб; (производство кокса, коксового газа и пр.);
вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Металлургический цикл

Собственно металлургическим циклом является производство

− − Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.

− − Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. «Малая металлургия» представляет собой выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты.

− − В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.

Размещение предприятий отрасли в Российской Федерации

Особенность промышленности России заключается в больших расстояниях между производствами различных циклов. Металлургические комбинаты, производящие чугун и сталь из руды, традиционно располагались около месторождений железных руд в районах, богатых лесом, так как для восстановления железа использовали древесный уголь. И в настоящее время металлургические комбинаты металлургической отрасли России расположены вблизи месторождений железной руды: Новолипецкий и Оскольский — около месторождений центральной России, Череповецкий («Северсталь») — около Карельского и Костомукшского, Магнитогорский — около горы Магнитная (уже выработанное месторождение) и в 300 км от Соколовско-Сарбайского в Казахстане, бывший Орско-Халиловский комбинат (в настоящее время «Уральская сталь») около месторождений природнолегированных руд, Нижнетагильский — вблизи Качканарского ГОКа, Новокузнецкий и Западно-Сибирский — около месторождений Кузбасса. Все комбинаты России расположены в местах, где ещё в XVIII веке и ранее существовало производство железа и изделий из него с использованием древесного угля. Месторождения коксующегося угля расположены чаще всего вдали от комбинатов именно по этой причине. Только НКМК и Запсиб расположены непосредственно на месторождениях каменного угля Кузбасса. «Северсталь» снабжается углём, добываемым в Печорском угольном бассейне.

В центральной части России большая часть железорудного сырья добывается в районе Курской аномалии. В промышленных масштабах железорудное сырьё производится также в Карелии и на Урале, а также в Сибири (добыча ведётся в Кузбассе, Красноярском крае, Хакасии и близких им районах). Большие запасы железной руды в Восточной Сибири практически не осваиваются из-за отсутствия инфраструктуры (железных дорог для вывоза сырья).

Два основных района производства коксующегося угля в России — Печорский (Воркута) и Кузнецкий бассейн (Кузбасс). Крупные угольные поля есть также в Восточной Сибири; они отчасти разрабатываются, однако промышленное их освоение упирается в отсутствие транспортной инфраструктуры.

Центральная часть России, в частности Орел, Белгород, Воронеж, Тула не богаты металлами, поэтому в основном для внутренних нужд все сырье привозится из других регионов. Крупнейшими поставщиками металла в центральный регион являются общероссийские компании, такие как Импром, и местные, такие как ПРОТЭК и Союзметаллкомплект.

При строительстве всех крупных металлургических комбинатов России (в советское время) одновременно велось и строительство ориентированного на каждый завод горно-обогатительного комбината. Однако после развала СССР некоторые комплексы оказались разбросанными по территории СНГ. Например, Соколовско-Сарбайское ГПО, поставщик руды на Магнитогорский меткомбинат, теперь находится в Казахстане. Железорудные предприятия Сибири ориентированы на Западно-Сибирский и Новокузнецкий меткомбинаты. Качканарский ГОК «Ванадий» поставляет руду на Нижнетагильский меткомбинат. «Карельский Окатыш» поставляет руду в основном на Череповецкий металлургический комбинат («Северсталь») в Череповце.
При размещении предприятий учитывалось также обеспечение водой, электроэнергией, природным газом.

В России созданы три металлургические базы:

См. также

Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 15 мая 2011.

Чёрная металлургия

Отрасль тяжёлой индустрии, включающая комплекс взаимосвязанных подотраслей: собственно металлургическое (доменное, сталеплавильное, прокатное), трубное и метизное производства, добычу, обогащение и окускование рудного сырья, коксохимическое производство, производство ферросплавов и огнеупоров, добычу нерудного сырья для Ч. м. и вторичную обработку чёрных металлов. Важнейшие виды продукции Ч. м.: горячекатаный и холоднокатаный прокат, стальные трубы и металлоизделия.

Ч. м. — основа развития большинства отраслей народного хозяйства. Несмотря на бурный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, промышленности стройматериалов, чёрные металлы остаются главным конструкционным материалом в машиностроении и строительстве. Так, удельный вес чёрных металлов в общем объёме конструкционных материалов, потребляемых ведущими отраслями машиностроения СССР, превышал в 1976 96%. Отрасль потребляет примерно 20% топливно-энергетических ресурсов страны.

На протяжении тысячелетий развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием железа (См. Железо) как основного материала для изготовления орудий труда. В. И. Ленин называл железо одним из фундаментов цивилизации, одним из главных продуктов современной промышленности (см. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 23, с. 377).

Производство железа на территории России известно с древнейших времён. Железные руды плавили вначале в сыродутных горнах, затем (примерно с 9 в.) в специальных наземных печах-домницах с дутьём ручными мехами. Заводское производство Чугуна и железа началось в 1632—37, когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов чугуна в сутки. В 1700 было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. Увеличив за первую четверть 18 в. его выплавку в 5 раз, Россия заняла по производству чёрных металлов 1-е место в мире и до начала 19 в. удерживала его. Однако в последующие годы темп роста Ч. м. снизился, и к 1913 страна занимала лишь 5-е место в мире, а её доля в мировой выплавке чугуна и стали (См. Сталь) составляла 5,3%.

В результате Гражданской войны и военной интервенции 1918—20 выплавка стали в стране составляла (1920) лишь 4,5% от уровня 1913. Но уже к 1928 она достигла довоенного уровня. В годы довоенных пятилеток реконструированы старые и построены новые металлургические предприятия, создана угольно-металлургическая база — Урало-Кузбасс. Вступили в строй гиганты советской металлургии — Магнитогорский и Кузнецкий металлургический комбинаты, Криворожский, Новотагильский металлургические заводы, заводы «Запорожсталь», «Азовсталь», новые мартеновские цехи на заводах им. Дзержинского, Макеевском, «Красный Октябрь», Златоустовском и др.

Во время Великой Отечественной войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики вывели из строя заводы, дававшие около 60% общего производства стали в стране. Металл фронту поставляли металлургические предприятия Урала и Сибири, где выплавка стали повысилась в 1,5 раза. Построены заводы в республиках, ранее не имевших своей Ч. м.: в Казахстане и Узбекистане.

После войны в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные металлургические заводы. В 50—70-е гг. построены новые крупные предприятия: Орско-Халиловский и Карагандинский металлургический комбинаты, Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические заводы, ряд крупных железорудных горно-обогатительных комбинатов, трубных, ферросплавных, метизных, огнеупорных и других предприятий. Модернизация устаревших агрегатов позволила существенно увеличить их производительность. Наряду со значительным увеличением объёмов производства заметно повысилось качество и расширился сортамент металлопродукции, опережающими темпами развивалось производство прогрессивных видов металла, дающих наибольший экономический эффект в народном хозяйстве: листового проката, холоднокатаного листа, холоднокатаной трансформаторной стали, гнутых профилей, фасонных профилей высокой точности, низколегированной стали, а также высокопрочных труб, железных порошков, металлокерамики. Улучшение качества металлопродукции, расширение и совершенствование её сортамента обеспечили экономию в народном хозяйстве в 1971—75 более 2 млн. т металла.

По объёмам производства большинства важнейших видов продукции Ч. м. (стали, чугуна, железной руды, стальных труб, кокса, огнеупоров) СССР занимает 1-е место в мире. (Динамика производства чёрных металлов за 1928—76 отражена в табл. 1.) В результате систематического наращивания объёмов производства существенно возросла выплавка стали на душу населения — с 305 кг в 1960 до 564 кг в 1976.

Табл. 1.—Производство чугуна, стали, проката чёрных металлов и стальных труб в СССР, млн. т

Чугун Сталь	1928	1940	1960	1970	1976
Готовый прокат	3.3	14,9	46,8	85,9	105,4
Стальные трубы	4,3	18,3	65,3	115,9	144,8
3,2	11,4	43,7	80,6	101,4
0,2	1,0	5,8	12,4	16,8

Чёрные металлы производятся в ряде экономических районов РСФСР (Центр, Чернозёмный центр, Урал, Поволжье, Западная и Восточная Сибирь, Северо-Запад, Дальний Восток), на Украине (Донецко-Приднепровский экономический район), в Казахстане, Закавказье, Средней Азии, Прибалтике.

Для Ч. м. характерен высокий уровень концентрации производства, которая связана с увеличением единичной мощности отдельных агрегатов. Эксплуатируются: доменная печь полезным объёмом 5000 м 3 (Криворожский металлургический завод), кислородные конвертеры ёмкостью 300—350 т, толстолистовой стан 3600, непрерывные широкополосные станы горячей прокатки 2000 мощностью 6 млн. т в год, 5-клетьевые станы холодной прокатки 1700 мощностью более 1 млн. т в год и др. В отрасли действуют железорудные предприятия мощностью (по сырой руде) 30 млн. т в год и более, крупные трубопрокатные и метизные заводы.

Для предприятий Ч. м. типичны различные формы комбинирования производства. Около 80% стали выплавляется на предприятиях с полным металлургическим циклом, сочетающих доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Ряд предприятий (комбинаты) имеет в своём составе, помимо собственно металлургического, железорудное производство. Ч. м. — отрасль с высоким уровнем специализации. Так, на специализированных. предприятиях производится более 85% стальных труб, 90% товарной железной руды и т.д.

СССР обладает всеми необходимыми ресурсами для развития Ч. м. (рудами чёрных и легирующих металлов, топливом, энергоресурсами), занимая по запасам и объёмам добычи железной руды и добычи товарного угля 1-е место в мире. Размеры добычи железной руды позволяют не только полностью удовлетворять потребности отечественной Ч. м., но и экспортировать значительное количество рудного концентрата, в основном в страны — члены СЭВ. СССР — также крупнейший производитель и экспортёр марганцевых и хромовых руд. Основные запасы железной руды сосредоточены в бассейнах Курской магнитной аномалии и Криворожском, в Казахстане, на Урале, в Сибири, на Кольском полуострове (см. Железорудная промышленность).

Топливная база Ч. м. представлена месторождениями коксующихся углей, сосредоточенными в основном в Кузнецком, Донецком, Карагандинском и Печорском бассейнах, и природного газа в Европейской части СССР, Сибири и Средней Азии.

Современная Ч. м. имеет высокий технический потенциал. Значительный прогресс достигнут в технологии производства в отдельных подотраслях и переделах Ч. м. Так, добыча железной руды в основном ведётся прогрессивным открытым способом; в коксовом производстве внедрены бездымная загрузка шихты и сухое тушение кокса (см. Коксохимическая промышленность); в доменном производстве (См. Доменное производство) в печах с повышенным давлением газа под колошником выплавляется 97%, а с вдуванием природного газа — 84% всего чугуна (1976); в сталеплавильном производстве (См. Сталеплавильное производство) растет выплавка стали в кислородных конвертерах и электропечах, внедрены внепечная обработка стали под вакуумом, синтетическими шлаками, инертными газами, переплавные процессы (электрошлаковый, вакуумно-дуговой, вакуумно-индукционный, электроннолучевой, плазменный); увеличивается доля непрерывной разливки стали (См. Непрерывная разливка стали); в прокатном производстве (См. Прокатное производство) эффективно применяются термическая обработка металлопродукции, средства неразрушающего автоматического контроля; в трубном — совершенствуется технология производства сварных труб большого диаметра, бесшовных труб (см. Трубопрокатное производство, Трубная промышленность); в метизном производстве внедряются автоматизированное поточные линии. Осуществляется разработка промышленных способов прямого получения железа (См. Прямое получение железа). Ведутся работы по созданию автоматизированной системы управления Ч. м.

Большое внимание в Ч. м. уделяется механизации и автоматизации производственных процессов, совершенствованию организации производства и труда, вопросам социалистического соревнования. За 9-ю пятилетку (1971—75) практически весь прирост объёмов производства в Ч. м. получен за счёт роста производительности труда, т. е. без увеличения численности работающих.

В зарубежных социалистических странах Ч. м. также успешно развивается. В результате наращивания объёмов производства доля стран — членов СЭВ в мировой выплавке стали (вместе с СССР) возросла с 24,9% в 1960 до 28,8% в 1976. В табл. 2 приведены данные о выплавке стали в странах — членах СЭВ.

Табл. 2. — Выплавка стали в странах—членах СЭВ, млн. т

Болгария Венгрия	1960	1970	1976
ГДР	0,3	1,8	2,5
Куба	1,9	3,1	3,7
Польша	3,8	5,1	6,7
Румыния	…	0,1	0,3
Чехословакия	6,7	11,8	15,6
1,8	6,5	10,7
6,8	11,5	14,7

Выплавка чугуна (1976) и производство проката чёрных металлов (1975) составили соответственно (млн. т): в Чехословакии 9,5 и 10,0, Польше 7,9 и 11,1, Румынии 7,4 и 6,8, ГДР 2,5 и 5,2.

Социалистические страны оказывают активное содействие развивающимся странам в создании и развитии Ч. м. К 1977 построенные в целом ряде стран (в т. ч. в Индии, Египте, Иране) с помощью СССР металлургические предприятия имели годовую мощность (млн. т) по производству чугуна 7,2, стали 5,3, проката 4,1, по добыче железной руды 6,7. Проектируются и строятся металлургические комплексы на 11—14 млн. т стали и проката в год.

В капиталистических странах Ч. м. наиболее развита в США и Японии. Крупными производителями чёрных металлов выступают также ФРГ, Великобритания, Франция, Италия (см. табл. 3).

Табл. 3.— Производство стали в промышленно развитых капиталистических странах, млн. т

США Япония	1960	1970	1976
ФРГ	92,1	122	120
Великобритания	22,1	93,3	107
Франция	34,1	45	42,4
Италия	24,7	28,3	22,7
17,3	23,8	23,0
8,2	17,3	23,3

Произведено чугуна (1976) и проката чёрных металлов (1975) соответственно (млн. т); в Японии 86,0 и 86,3, США 79,8 и 72,5, ФРГ 32,3 и 33,0.

Ч. м. в капиталистических странах характеризуется высокой степенью монополизации производства. Так, на долю пяти компаний в Японии приходится 80% выплавки стали, в США — около 60%; на долю шести компаний в ФРГ — свыше 75%, двух компаний во Франции — 65%, одной в Великобритании — свыше 85% производства стали в стране (см. Чёрной металлургии монополии).

Мировая выплавка стали составила (млн. т); в 1950 — 192, в 1965 — 463, в 1976 — 690. Число стран, производящих сталь, возросло примерно с 50 в 1965 до 65 в 1976. Характерной особенностью развития Ч. м. является быстрый рост масштабов мирового рынка чёрных металлов. Так, экспорт металлопродукции из стран — продуцентов чёрных металлов возрос в 1965—76 более чем в 2 раза.

Лит.: Струмилин С. Г., История черной металлургии СССР, т. 1, M., 1954; Черная металлургия капиталистических стран, М., 1958; Металлургия СССР. 1917—1957, под ред. И. П. Бардина, т. 1—2, М., 1958—59; Черная металлургия СССР, М., 1967; Казанец И. П., Черная металлургия в девятой пятилетке, М., 1972: «Мировая экономика и международные отношения», 1977, № 8, приложение.

Металлургия

Металл с давних времен стал незаменимым элементом в повседневной жизни человека. Благодаря ему у нас есть возможность использования электроэнергии, транспорта, гаджетов и других благ цивилизации. Именно поэтому металлургию можно считать ключевой отраслью промышленности каждого государства. Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, в которую вовлечены множество финансовых, материальных, энергетических и человеческих ресурсов.

Современная металлургия достигла значительного развития. Благодаря достижениям науки, у нас есть возможность использовать не только металлы, данные нам природой, но и инновационные композитные материалы и сплавы. Они обладают улучшенными свойствами и характеристиками.

Классификация разновидностей металлургии

Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.

Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.

Черная отвечает за производство сплавов на основе железа. В то же время к ней относят другие элементы, такие как хром и марганец. Все остальное производство изделий из других металлов называют цветным.

Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:

Добыча сырья и ее переработка. Большинство металлов не содержится в природе в чистом виде, а входит в состав различных руд, переработка которых называется обогащением. В процессе обогащения руду дробят на мелкие составляющие, из которых в процессе сепарации отделяют элементы метала и пустую породу. Из выделенных элементов производят сплавы.
Передел. Металлургическим пределом называют процесс изготовления полуфабрикатов, которые в свою очередь применяются для изготовления готовых продуктов. В процессе передела изменяется состав, структура и свойства сплавов, а также агрегатное состояние. К переделу можно отнести прокат и обжатие, трубное производство, плавку и разливку.
Переработка отходов. Большинство отходов металлургического производства либо утилизируют, либо перерабатывают, получая другие полезные продукты. Некоторая часть пустой породы и шлаков складываются на территории больших хранилищ под открытым воздухом. Но на сегодняшний день производители стараются максимально эффективно перерабатывать побочную продукцию. Некоторые шлаки повторно обрабатывают, получая дополнительный продукт, некоторые используют для производства сельскохозяйственных удобрений, но большинство уходит на изготовление строительных материалов, которые широко используются в повседневной жизни.

Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.

Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.

Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.

Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющейся в машиностроении.

Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.

При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.

Черная металлургия

Черная металлургия основывается на переработки железа, а именно руд, в которых оно содержится. Большинство железных руд являются природными оксидами. Именно поэтому первым этапом производства является выделение железа из оксида. Для этого используют большие доменные печи. Данный способ производства чугуна проводится при температуре свыше 1000 градусов.

При этом свойства полученного сырья напрямую зависят от температуры доменной печи и времени плавления. При дальнейшей обработке чугуна получают сталь или литейный чугун, с помощью которого выполняют отлив заготовок и изделий.

Для производства стали используют железо и углерод, добавление которого придает полученному сплаву желаемые свойства. Также могут применяться различные легирующие компоненты, необходимые для получений определенных особенностей стали.

Существует несколько способов производства стали, которые основываются на выплавке металла в жидком состоянии. Следует выделить следующие: мартеновский, кислородно-конверторный и электроплавильный.

Каждый вид стали называется маркой, которая указывает на ее состав и свойства. Для изменения свойств стали используют метод легирования, то есть добавления в сплав дополнительных компонентов. Наиболее часто для подобных целей используют такие элементы, как хром, марганец, бор, никель, вольфрам, титан кобальт, медь и алюминий. Обычно такие компоненты добавляют в расплавленную сталь.

Но существует иной способ, который заключается в прессовании мелкозернистого порошка компонентов с последующим запеканием при высоких температурах.

Цветная металлургия

Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.

Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.

Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.

Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.

Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.

Добывающая металлургия

Это сфера промышленности, отвечающая за извлечение ценных металлов из руд¸ переплавки полученного сырья и получения готового продукта. Отделение металла от пустой породы и других шлаков может производиться путем химического, электролитического или физического воздействия.

Главная задача этой отрасли металлургии – оптимизация процесса выделения чистого металла, качественное отделение полезных компонентов от пустой породы и минимизация потерь.

Металлы используются в различных целях, как для изготовления различных драгоценностей и бижутерии, так и в высокотехнологических сферах. Например, в строении высокоточных приборов, современных гаджетов, компьютеров и других электроприборов. А также в космической сфере, авиастроении, и других сферах, где требуются особые свойства, которые имеют только ценные металлы.

Следует отметить, что раньше металлургия ориентировалась строго на переработку добываемого сырья. Но в последнее время, в связи с тем, что металлы не восстанавливающийся ресурс, острой стала проблема переработки вторичного сырья.

Повторной переработке подвержены цветные и черные металлы. Поэтому производители стараются максимально эффективно и в полной мере собирать и перерабатывать металлические изделия, вышедшие из эксплуатации. Рынок металлолома постоянно растет, в связи с чем растет количество больших и малых перерабатывающих предприятий. Их задача заключается в очищении металлов от сопутствующих материалов и последующей переплавки. Для сохранения качественной структуры и свойств, вторсырье плавят вместе со свежедобытым сырьем.

Дальнейшее развитие невозможно только с использованием природных ресурсов, количество которых постоянно уменьшается. Поэтому главной задачей на сегодняшний день можно считать переработку вторсырья и поиск аналогов, способны полноценно заменить металлы.

Развитие металлургии напрямую связано с интеллектуальным развитием человечества и его потребностей. Так как новые технологии требуют от уже существующих металлов улучшенных свойств и характеристик, а также создания инновационных сплавов, не имеющих аналогов ранее.

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.

отрасль промышленности, включающая добычу железной руды, выплавку чугуна и стали, изготовление из них проката, стальных труб, прочих металлических изделий.

Древнейшие (датируемые 6-м тыс. до н. э.) предметы из железа рудного происхождения – небольшие крицы – обнаружены при раскопках Аладжа-Хююка в Анатолии (Турция). Наиболее древний способ плавки железной руды – тигельный: руду смешивали с древесным углём и помещали в тигли, изготовленные из глины, перемешанной с костной золой. Для овладения технологией кустарного производства железа человечеству понадобилось ок. 5 тыс. лет. Началом железного века большинством учёных считается 12 в. до н. э. Сыродутный горн стал первым металлургическим агрегатом, специально предназначенным для производства железа из руд. Его конструкция явилась следствием стремления древних металлургов повысить интенсивность поступления в агрегат воздуха, что было необходимым условием повышения температуры процесса. Широкое, практически повсеместное распространение сыродутные горны получили в 5–1 вв. до н. э. В 7–8 вв. в Скандинавии и Альпах стали строить сыродутные горны выше человеческого роста, причём увеличение высоты агрегата происходило очень интенсивно, и к кон. 1-го тыс. строились печи высотой до 5 м. С увеличением высоты горнов в них стали существенно улучшаться условия теплообмена между опускающимися сверху железорудными материалами и поднимающимся снизу восстановительным газом. Получаемая крица стала более равномерной по химическому составу, в ней повысилось содержание железа, а само железо стало более насыщено углеродом.

В раннем Средневековье был разработан ещё один способ повышения производительности сыродутного горна, который заключался в использовании низкой, но интенсивно работающей печи, постоянно подгружаемой шихтой. Именно этот способ получил распространение в металлургии Юго-Западной Европы; в 10–11 вв. здесь была разработана технология плавки железа в горнах, получивших название «каталонских». На рубеже 13–14 вв. на крупных металлургических мануфактурах Европы для привода воздушных мехов стали использоваться водоналивные колёса. Это позволило увеличить интенсивность дутья до 5–6 мі/мин, а высоту печей – до 6 м. Такое конструктивное изменение агрегата привело к принципиально новой сущности процесса – в печах стали получать новый сплав железа с углеродом – чугун.

Чугун был известен металлургам и ранее: в сер. 1-го тыс. до н. э. его получали методом тигельной плавки в Индии и Китае. Для этого в тигли помещали кричное железо и древесный уголь и вели плавку в течение нескольких суток. Чугун, получаемый таким способом, называется синтетическим. Металлургические печи, в которых стало возможным выплавлять из руд не только кричное железо, но и чугун, получили название «домниц» (от слова «дмение», что означает «дутьё»). Активное применение чугунного литья для производства артиллерийских снарядов и орудий привело к быстрому раскрытию литейных свойств металла. С развитием технологии ваграночной плавки чугун превратился в основной металл промышленного производства.

Широкое использование доменной плавки в качестве основного мануфактурного способа производства железных изделий началось после изобретения технологии передела чугуна в ковкий металл. Она была разработана во 2-й пол. 16 в. в Бельгии и получила название «фришевание», т. е. «оздоровление» (или «очистка») чугуна. Сущность процесса фришевания, осуществляемого в кричных горнах, заключалась в окислении примесей чугуна в струе воздушного дутья в ходе плавления и стекания капель чугуна по древесному углю. При этом из чугуна последовательно удалялись кремний, марганец, фосфор и углерод. По мере удаления углерода металл переходил в тестообразное состояние, и на поду печи формировалась крица. С освоением процесса фришевания, который впоследствии был заменён пудлингованием чугуна, сложилась основная технологическая цепочка мануфактурного производства изделий из железа, которая просуществовала до 2-й пол. 19 в. Начиная с 1735 г. совершенствование конструкции агрегатов, технологии плавки и изобретения в металлургии железа следуют одно за другим практически непрерывно.

Читайте также: