Какое сырье используют металлургические заводы

Сырье для черной металлургии

Из какого сырья выплавляют сталь либо чугун, знает, наверное, каждый еще со школы. Новый рынок черной металлургии формируется уже совсем по другим принципам. Как правило, ранее, металлургическая промышленность и объекты по добыче сырья находились недалеко друг от друга. Сейчас же все устроено по-другому. Между производителями и потребителями сырья идет некое противостояние.

Поскольку большинство металлургических комбинатов в данное время наращивают темпы своего производства, основная часть их уже наладила основной цикл.

В черной металлургии применяется сырье, которое извлекают из открытых карьеров, при этом из шахт добывают всего лишь пятую часть материала.

Материал, с которым работает черная металлургия, есть практически в каждом уголке планеты. Стоит отметить, что ЖРС обладает различными характерными особенностями, неодинаковым процентным содержанием всевозможных элементов. Из-за этого определенным элементам необходимо обогащение, либо специальная обработка.
Сталь, чугун, ферросплавы изготавливают из железной, хромовой, марганцевой руды.

– Товарная железная руда;
– крупнокусковая руда;
– аглоруда;
– концентрат мокрой, магнитной и сухой сепарации;
– окатыши;
– агломерат.

В нынешнее время сотрудничество между поставщиком и крупным производителем серьезно изменились. Одной из причин этому явлению стала смена владельцев богатых месторождений.

Так сложилось, что в основном металлы производят развитые страны, а большой поток экспорта железных руд идет из развивающихся стран. Некоторые рыночные аналитики утверждают, что в скором будущем около 70 процентов всего мирового экспорта руды пойдет из Австралии и Бразилии.

К тому же Бразилия будет в выигрышном положении благодаря незначительным ценам. Что касается РФ, то даже, несмотря на ее 17 процентные мировые запасы железной руды, особой роли на этом рынке она играть не будет. Дело в том, что основной задачей России в первую очередь является удовлетворение собственных потребностей. Китай в этом плане считается достаточно серьезным игроком, проводящий в странах Африки и Азии свою инвестиционную политику. Что касается новых участников этого большого сырьевого рынка, то им довольно сложно проложить себе дорогу, так как производитель стал думать на несколько шагов вперед, при этом никакого сбоя в поставках тут быть не должно.

Факторы, влияющие на сырьевой рынок черной металлургии:

– Разработка месторождений;
– утверждение договоров на длительный период;
– увеличение производительных мощностей;
– влияние политической обстановки на объемы импортируемой продукции.

В зависимости от географии залежей железных руд зависит покупка/ продажа данных материалов. Государства, в которых есть большие запасы железной руды, приходятся, как правило, экспортерами. К ним относятся: Китай, Бразилия, Австралия, добывающие в общей сложности больше половины мировой руды. Огромные накопления руды есть у Америки, Индии, Венесуэлы, Швеции, Италии, Франции, Казахстана, Украины и у РФ. Некоторые страны с большими собственными запасами руды закупают ее еще и у других государств. Это Англия, Америка, Корея, Япония, Германия.

Большие добывающие комбинаты строились обычно там, где находились залежи коксующихся углей. Крупными металлургическими центрами являются: Донбасс на Украине, Рур, Кузбасс.
Чтобы выплавить 1 тонну чугуна, необходим коксующийся уголь и железная руда почти в одинаковых пропорциях – 1,5:1,2. Наилучшим вариантом при этом считается, когда уголь, марганцевую, а также железную руду добывают рядом. Такие места есть на Украине, в Казахстане, Индии, Китае, Австралии. Но такое бывает редко, обычно на месторождении добывается что-то одно. Это одна из главных причин из-за чего металлургические заводы строились вблизи от объектов добычи железной руды, или на плодородных угольных площадях.

В процессе человеческой деятельности появилось много вторичных материалов (металлолома), которые можно переработать. Большое количество сталелитейных заводов стали заниматься переработкой лома. Сталь, выполненная из отработанных материалов, стоит меньше, так как не требуется производство чугуна. На данный момент времени примерно половина всей мировой стали изготавливают из собственного, либо импортированного лома.
Металлургические заводы стали возводить рядом с портами, так как перевозить лом выгоднее по воде.

Cырье для металлургии

С развитием металлургической отрасли, ее продукция постепенно вытеснила древесину в некоторых строительных производствах, сильную конкуренцию цементу составило более прочное соединение — железобетон. Черная металлургия относится к отрасли тяжелой промышленности и тесно взаимодействии с другими отраслями. Например, сырьевая база опирается на горнодобывающую промышленность, поэтому металлургические предприятия находятся вблизи от месторождений. Сейчас происходит укрупнение комбинатов, поэтому многие из них имеет завершенный основой цикл.

Железная руда – это основной вид сырья для выплавки. Наибольшая ее часть (около 85%) добывается в карьерах. В Индии, к примеру, этот процент равен 100%. Марганцовые месторождения также разрабатываются открыто. Хромовая руда добывается только в шахтах. Железная, марганцевая и хромовая руды являются главным сырьем в металлургической промышленности при производстве чугуна, стали и ферросплавов.

Залежи сырья, необходимого для производства металла, располагаются по всему миру. При этом они могут иметь абсолютно разные характеристики и различное содержание полезных компонентов. В связи с чем такое сырье может потребовать дополнительного обогащения и переработки. Взаимоотношения между производителями металлов и поставщиками сырья претерпели большие изменения из-за географического перераспределения собственников самых крупных залежей и рядя других причин. Исторически сложилось, что поставщики железных руд располагаются в развивающихся странах, а производители металла – в развитых.

Продукты черной металлургии принимают участие во внешней торговле, причем экспортируются как конечные продукты, так и само сырье. Их роль в мировом экспорте невелика – 3%, что связано со сравнительно невысокой стоимостью этих продуктов. Почти 70% мирового экспорта приходится на Бразилию и Австралию. При этом Бразилия является даже более конкурентоспособной за счет низких цен на продукцию. На долю России хоть и приходится 17% мировых запасов сырья, однако она значительного участия в экспорте и импорте не принимает, потому что ее производство ориентировано на внутренний спрос.

Новичкам достаточно трудно пробиться на сырьевых рынках, ведь сталелитейные предприятия предпочитают сотрудничать с проверенными поставщиками, которые могут заключать договора на поставку сырья по четкому графику на определенное количество лет.

Географическое расположение металлорудного сырья сказывается на его импорте и экспорте. Богатые залежи в Австралии, Китае и Бразилии делают эти страны главными экспортерами сырья. На их долю приходиться практически половина мировых запасов железных руд (около 1 млрд. тонн руды). США, Россия, Канада, Венесуэла, Индия, Украина, Казахстан, Франция и Италия добывают руду в достаточном для внутреннего потребления количестве. Несмотря на собственные месторождения ряд стран осуществляет импорт, например, в Китае достаточно развита металлургическая отрасль, и вместе с этим он импортирует сырье.

В производстве чугуна важным компонентом является уголь. Кокс, добываемый из коксующегося угля, используется в виде топлива и восстановителя железной руды. Приблизительно равное соотношение руды и кокса (1,5:1,2) требуется для выплавки чугуна. Исходя из этого при расположении сталелитейных предприятий исторически ориентировались на зоны добычи коксующегося угля. Идеальным местом расположения для завода будет в близи залежей железных и марганцевых руд, а также угля. Такие удачные месторождения встречаются достаточно редко, есть они в Австралии, Индии, Китае, Украине и Казахстане. В основном встречаются залежи какого-то одного сырьевого ресурса ,поэтому расположение заводов привязывалось к месторождению железной руды, либо коксующегося угля.

За время развития металлургии накопилось большое количество лома черных металлов, который в свою очередь стал важным видом сырья, т.к. он позволяет миновать стадию производства чугуна, что значительно экономит время и деньги. Поэтому большинство сталелитейных предприятий работают исключительно на переплавке лома. Каждая тонна лома позволяет сэкономить равное количество чугуна, а следственно и нужные для его выплавки железо и кокс. Подобные заводы располагают вблизи от портов, так как транспортировка лома осуществляется в основном по морю.

Можно выделить пять принципов, по которым располагаются предприятия черной металлургии:

  • Расположение завода зависит от залежей железной руды. Остальное сырье завозят поставщики.
  • Рядом с месторождениями угля (кокса).
  • Рядом с местами добычи сразу нескольких видов сырья.
  • В «припортовой» зоне. Эти заводы ориентированы на экспорт / вывоз конечного продукта и сырья.
  • В «припортовой» зоне. Заводы ориентированы на импорт недостающих видов сырья из других стран. Таким образом, располагаются сталелитейные предприятия в странах остро нуждающихся в металле для машиностроения, но не имеющих достаточного количества залежей руд и угля.

Сырье металлургического производства

Первичное сырье (руды).

Производство цветных металлов характеризуется большим разнообразием, обусловленным разнообразием свойства металлов и их соединений, распространенностью элементов и форм их существования в природе. Однако, в большинстве случаев можно выделить несколько основополагающих стадий, которые в той или иной степени присутствуют в технологической цепочке получения чистых металлов и сплавов из исходного сырья.

В металлургической промышленности используют почти все виды полезных ископаемых. Основным сырьем для получения металлов являются руды, но применяются также горючие полезные ископаемые, огнеупорные и флюсовые материалы.

Рудой называется горная порода, содержащая в своем составе металл или металлы в таких количествах, которые при современном уровне развития обогатительной и металлургической техники могут быть экономически выгодноизвлечены в товарную продукцию.

Как следует из данного определения понятие “руда” имеет геологический, технический и экономический смысл. Минимальное содержание основного металла в руде, позволяющее экономически выгодно извлекать его в товарную продукцию, называется рентабельным минимумом.

Читайте также:  Безмасляные компрессоры — для чего нужны и как работают

Руда состоит из минералов– природных химических соединений. Минералы подразделяют на рудные (ценные)ипустую породу.К пустой породе относятся минералы, не содержащие извлекаемых (полезно используемых) компонентов . Чаще всего породообразующими минералами в пустой породе являются кварц, карбонаты, силикаты.

Понятие “пустой породы” в определенной степени условно. По мере развития металлургической технологии и техники в целом создаются условия для полного использования компонентов пустой породы, например, для получения различных строительных материалов – цемента, шлаковатных изделий, шлакоблоков и т.д.

Состав руды обычно определяют химическим анализом. Однако для практических целей (для дальнейшей переработки руды) важно также знать вид минералов, присутствующих в руде (минералогический состав) и распределение между минералами ценных компонентов перерабатываемого сырья (фазовый или рациональный состав).

В зависимости от вида присутствующих металлсодержащих минералов руды цветных металлов подразделяются на следующие группы:

1. Сульфидные – в них металлы находятся в форме сернистых соединений. Примером таких руд могут служить медные сульфидные руды, медно-никелевые и свинцово-цинковые сульфидные руды.

2. Окисленные – в них металлы присутствуют в форме различных кислородсодержащих соединений (оксидов, карбонатов, гидрооксидов и т.д. К этой группе относятся .например, алюминиевые. окисленные никелевые, оловянные руды, руды ряда редких металлов.

3. Смешанные – в них металлы могут находиться как в сульфидной так и в окисленной форме (медные руды).

4. Самородные – это руды, в которых металлы находятся в свободном состоянии. В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь и платина.

Сульфидные руды по форме размещения в земной коре делятся на сплошные, состоящие почти полностью из сульфидных минералов, и вкрапленные, когда сульфиды в виде мелких включений присутствуют в пустой породе. Вкрапленные руды беднее сплошных.

По числу присутствующих металлов руды классифицируются на монометаллическиеи полиметаллические (комплексные). Большинство руд цв. металлов являются полиметаллическими и содержат как минимум два ценных компонента. Наиболее сложными по составу являются медные, медно-никелевые и свинцово-медно-цинковые. Они содержат до 15 ценных металлов.

Руды цв-х металлов как правило очень бедные и содержат всего несколько %. а часто доли % основного металла. Концентрация ценных элементов спутников обычно во много раз меньше. Однако, многие сопутствующие компоненты по ценности сравнимы и даже превосходят основные компоненты руды. При переработке сложных по составу руд необходимо добиваться комплексного использования всех ее составляющих.

Рентабельный минимум для цв–х металлов постепенно снижается. Так, если в конце 19 в. к категории медных руд относили горные породы с содержанием не менее 1.5 % Cu, то сейчас эта величина снизилась до 0,4-0,5 % и даже менее, в зависимости от местных условий. Снижению рентабельного минимума способствуют развитие и совершенствование обогатительной и металлургической техники и повышение комплексности использования сырья.

Руды, как и другие полезные ископаемые, образуют в земле естественные скопления, кот. называются месторождениями. Содержание ценных компонентов в месторождениях значительно выше их среднего содержания в земной коре. Самым распространенным металлом в природе является алюминий. Более распространенными по сравнению с ним являются лишь кислород (49.5 %) и кремний (27.75 %).

Наиболее редко в природе встречаются полоний и актиний, кварк которых близок к 10-15.

Ряд металлов, например рассеянных, собственных месторождений не образуют. Эти металлы обычно в очень небольших концентрациях присутствуют в виде изоморфных примесей в минералах основных цветных мет.

Запасы цветных металлов в доступных для человека участках земной коры неуклонно истощаются. Однако их природные ресурсы могут быть значительно расширены. Огромными запасами цветных металловобладают моря и океаны. Морская и океаническая вода содержат до 3,5 % растворенных солей. В наибольших концентрациях в ней присутствуют Na, Mg, K и стронций. В морской воде содержатся также Cu, Al, Ni, Au, Ag, редкие и рассеянные элементы. И хотя их концентрация ничтожно мала – запасы практически неисчерпаемы. Со временем человек научится их экономически выгодно извлекать.

Дно морей и океанов покрыто залежами металлсодержащих конкреций – минеральных образований округлой формы вокруг постороннего тела в результате концентрации минеральных веществ из водных растворов.

Вследствие непрерывного образования и роста конкреций запасы элементов в них практически неисчерпаемы.

Помимо рудных источников для получения многих цветных металлов (Al, Cu, Zn, Pb, благородных и ряда других металлов) используют вторичное сырье. К вторичному сырью относят отходы металлообрабатывающей промышленности, бракованные и отслужившие свой срок металлические детали и изделия, различный металлический лом, бытовой утиль и т.д.

Удельный вес вторичного сырья из года в год растет. Вовлечение втор. сырья в цикл металлургического производства позволяет экономнее расходовать природные ресурсы, получать металлы более простыми и дешевыми металлургическими приемами, дополнительно увеличить выпуск металлической продукции, сократить экологический ущерб в расчете на тонну получаемого металла.

Однако, успешное использование втор. сырья зависит от уровня организации его сбора, сортировки, хранения и подготовки к металлургическому переделу. Отсортированные металлические отходы представляют собой материал одного и того же состава и вида. Переработку такого сырья осуществляют, как правило, с получением продукта (металла или сплава) аналогичного перерабатываемому материалу.

В случае несортированного втор. сырья технология его переработки значительно усложняется и удорожается, требует разделения присутствующих ценных компонентов и всегда характеризуется их повышенными потерями.

В перспективе вторичное сырье должно стать основным источником получения некоторых цветных металлов, а за счет переработки рудного сырья будут покрываться лишь дефицит баланса между потреблением и производством металла.

Черная металлургия: cырье для производства черных металлов и сплавов

Для производства металлов необходимы следующие материалы: руда, топливо, флюсы, огнеупорные материалы.

Для производства металлов необходимы следующие материалы:

Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это горная порода, из которой при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать металлы. Например, в настоящее время целесообразно перерабатывать руды, если содержание металла в них составляет:

  • железа – 20 – 60%;
  • меди – 1 – 3%;
  • никеля – 0,3 – 1,0%;
  • молибдена – 0,005 – 0,02%.

По мере развития техники указанные пределы постепенно снижаются и переработке подвергаются руды с меньшим содержанием полезного компонента.

Руда состоит из минералов, содержащих полезный металл и так называемую пустую породу. Пустая порода может быть:

  • кремнистой, представленной кварцем – SiO2;
  • глиноземистой, содержащей значительное количество глинозема – Al2O3;
  • магнезиальной, содержащей в своем составе соединения магния.

В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые и бедные. Бедные руды обогащают, то есть удаляют из руды часть пустой породы, в результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла.

Руды обычно называются по одному или нескольким металлам, содержащимся в них. Например, железные, марганцевые, медные, хромоникелевые, железо-ванадиевые и др.

Запасы руд делят в зависимости от степени изученности на несколько категорий, обозначаемых буквами латинского алфавита А, В, С.

К категории А (промышленные запасы) относятся месторождения, по которым проведено разведочное бурение по частой сетке скважин и форма рудного тела выявлена с достаточной точностью. Утверждение месторождения по категории А является основанием для начала строительства металлургического завода.

К категории В (вероятные запасы) относятся месторождения, обуренные по редкой сетке скважин, что делает затруднительным определение точной формы рудного тела. Если месторождение отнесено к категории В, то это может служить основанием для проектирования, но не для строительства металлургического завода.

К категории С (ориентировочные запасы) относят месторождения, форма рудного тела в которых известна лишь в самых общих чертах, по естественным обнажениям или геофизическим данным. Запасы руды по категории С могут использоваться только при перспективном планировании развития металлургии.

Сумма запасов (А + В + С) называется общими балансовыми запасами руд.

Топливо

Топливо в металлургической промышленности используется в виде кокса, природного газа, мазута. Оно служит не только как горючее для нагрева и расплавления материала, но и как реагент в химических реакциях металлургических процессов.

Флюсы

Флюсы представляют собой материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды и золой топлива. Такое соединение называют шлаком. Он имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому располагается над металлом, защищая металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислотные оксиды SiО2, Р2О5 и основным, если в его составе больше основных оксидов – СаО, MgО.

Огнеупорные материалы

Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего слоя (футеровки) металлургических печей. Они должны:

  • выдерживать нагрузки при высоких температурах;
  • противостоять резким изменениям температур, химическому воздействию шлака и печных газов.

Огнеупорность материала определяется температурой его размягчения.

По химическим свойствам огнеупорные материалы разделяют на:

Кислые

Кислые – это материалы, содержащие значительное количество кремнезема SiO2. Например, кварцевый песок (95% SiО2), динасовый кирпич.

Основные

Основные – это материалы, содержащие основные оксиды (СаО, MgО). Например, магнезитовые кирпич, порошок.

Нейтральные

Нейтральные – это материалы, содержащие большое количество Al2O3 и Cr2O3. Например, хромомагнезитовые, шамотные кирпичи.

При высоких температурах футеровка печи взаимодействует с флюсами и шлаками. Если в печи, имеющей футеровку, выложенную основным огнеупорным материалом, применять кислые флюсы, то в процессе плавки образуются кислые шлаки, которые, взаимодействуя с основной футеровкой, будут разрушать ее. То же произойдет, если в печи, выложенной огнеупорными материалами из кислых оксидов, применить основные флюсы. Поэтому в печах с кислой футеровкой используют кислые шлаки, а в печах с основой – основные.

Читайте также:  Что такое мотор-редуктор?

Высокой огнеупорностью обладают углеродистые материалы, содержащие до 92% углерода в виде графита. Материалы применяются в виде кирпичей, блоков для кладки лещади доменных печей, электролизных ванн для получения алюминия, тиглей для наплавки медных сплавов.

Какое сырье используют металлургические заводы

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ:
РЕАЛИЗАЦИЯ, ИНТЕГРАЦИЯ, СЕРВИС

+7 (383) 354-16-16, 227-07-83

  • Регистрация
  • Главная Return Home
  • О компании
  • Новости
  • Оборудование
  • Акции
  • Опросные листы
  • Контакты

Металлургия как отрасль промышленности

Металлургия — (от греч. metallurgeo-добываю руду, обрабатываю металлы) — область науки и техники, отрасль промышленности[1] . К металлургии относятся:

– производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;

– обработка металлов в горячем и холодном состоянии;

– нанесение покрытий из металлов;

– область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов, интерметаллидов и сплавов.

К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности.

Разновидности металлургии

Металлургия подразделяется на чёрную и цветную. Чёрная металлургия включает добычу и обогащение руд чёрных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов. К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов. С металлургией тесно связаны коксохимия, производство огнеупорных материалов.

К чёрным металлам относят железо. Все остальные — цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию (плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия.

Самыми распространенными металлами являются:

Чёрная металлургия

Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть производимого металла идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство).

Состав черной металлургии

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

– добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда)

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

– производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);

– производство стальных и чугунных труб;

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

– вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Металлургический цикл черной металлургии

Собственно металлургическим циклом является производство

1) чугунно-доменное производство,

2) стали (мартеновское, кислородноконвертерное и электросталеплавильное), (непрерывная разливка, МНЛЗ),

3) проката (прокатное 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.

Цветная металлургия

Цветная металлургия — отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.

Размещение предприятий отрасли

Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль, помимо сырья, играет топливно-энергетический фактор.

На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии лёгких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжёлых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).

Тяжёлые металлы

Производство тяжёлых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья.

По запасам, добыче и обогащению медных руд, а также по выплавке меди ведущее место в России занимает Уральский экономический район, на территории которого выделяются Красноуральский, Кировградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.

Свинцово-цинковая промышленность в целом тяготеет к районам распространения полиметаллических руд. К таким месторождениям относятся Садонское (Северный Кавказ), Салаирское (Западная Сибирь), Нерченское (Восточная Сибирь) и Дальнегорское (Дальний Восток).

Центром Никель-Кобальтовой промышленности являются города: Норильск (Восточная Сибирь), Никель и Мончегорск (Северный экономический район).

Лёгкие металлы

Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии — важнейший принцип их размещения.

Сырьём для производства алюминия являются бокситы Северо-Западного района (Бокситогорск), Урала (город Североуральск), нефелины Кольского полуострова (Кировск) и юга Сибири (Горячегорск). Из этого алюминиевого сырья в районах добычи выделяют окись алюминия — глинозём. Получение из него металлического алюминия требует больших затрат электроэнергии. Поэтому алюминиевые заводы строят вблизи крупных электростанций, преимущественно ГЭС (Братской, Красноярской и др.)

Титано-магниевая промышленность размещается преимущественно на Урале, как в районах добычи сырья (Березниковский титано-магниевый завод), так и в районах дешёвой энергии (Усть-Каменогорский титано-магниевый завод). Заключительная стадия титано-магниевой металлургии — обработка металлов и их сплавов — чаще всего размещается в районах потребления готовой продукции.

История

Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданпеке, Плочнике[2] и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре Винча)[3], Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (Португалия), Испании, Стоунхендже (Великобритания). Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

В культуре ранних времён присутствуют серебро, медь, олово и метеоритное железо, позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» — египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать медь и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век.

Получение железа из руды и выплавка металла было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян.

Следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония и т. д. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун, сталь, гидромолоты и т. п.).

Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

Добывающая металлургия

Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того, чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.

Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом либо отходом.

Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание. Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.

Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.

Свойства металлов

Металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:

Высокая температура плавления.

Высокая температура кипения.

При комнатной температуре металлы находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути, единственного металла, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре).

Отполированная поверхность металла блестит.

Металлы — хорошие проводники тепла и электричества.

Обладают высокой плотностью.

Применения металлов

Медь обладает пластичностью и высокой электропроводностью. Именно поэтому она нашла свое широкое применение в электрических кабелях.

Золото и серебро очень тягучи, вязки и инертны, поэтому используются в ювелирном деле (особенно золото, которое не окисляется). Золото также используется для изготовления неокисляемых электрических соединений.

Железо и сталь обладают твердостью и прочностью. Благодаря этим их свойствам они широко используются в строительстве.

Алюминий ковок и хорошо проводит тепло. Он используется для изготовления кастрюль и фольги. Благодаря своей низкой плотности — при изготовлении частей самолётов.

Читайте также:  Чистая вода из недр земли – насосы глубинные

Сплавы

Сплав — макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.

Сплавы имеют металлические свойства, например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. Макроскопические свойства сплавов всегда отличаются от свойств их компонентов, а макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения примесных фаз в металлической матрице.

Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы).

Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

Сплавы, используемые в промышленности различаются по своему предназначению.

Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):

Для заливки подшипников:

Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:

Для изготовления режущих инструментов:

В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.

Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешёвых, высокопрочных изделий, когда вес и коррозия не критичны.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Медно-никелевые сплавы (такие, как монель-металл) используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления ненамагничиваемых изделий. Суперсплавы на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетатели, теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.

Обзор крупнейших металлургических заводов России

Такая отрасль хозяйственно-экономической деятельности, как металлургия, включает в себя два направления: черную металлургию и цветную металлургию. Поэтому проведенный нами обзор крупнейших российских металлургических предприятий будет разбит на две части: российские предприятия черной металлургии и российские предприятия цветной металлургии.

Российские предприятия черной металлургии

Черная металлургия включает в себя следующие подотрасли:

1.Добыча нерудного сырья (огнеупорных глин, флюсового сырья и т.д.) для черной металлургии.
2.Производство черных металлов (к черным металлам относятся: сталь, чугун, прокат, металлические порошки черных металлов, доменные ферросплавы).
3.Трубное производство (изготовление стальных и чугунных труб).
4.Коксохимическое производство (изготовление кокса, коксового газа и т.д.).
5.Вторичная обработка черных металлов (вторичная обработка включает в себя разделку лома и отходов черных металлов).

Продукция, выпускаемая российскими предприятиями черной металлургии, реализуется машиностроительным и строительным организациям, а также экспортируется за рубеж.

Существует несколько разновидностей предприятий черной металлургии:

1.Металлургические предприятия полного цикла (занимаются производством чугуна, стали и проката).
2.Предприятия передельной металлургии (предприятия без выплавки чугуна).
3.Предприятия малой металлургии (машиностроительные заводы, занимающиеся выпуском стали и проката).

Самыми мелкими металлургическими предприятиями являются заводы; более крупными — комбинаты. И комбинаты, и заводы могут объединяться в холдинги.

Расположение российских предприятий черной металлургии зависит, прежде всего, от близости к месторождениям железных руд и других полезных ископаемых. Так, например металлургические комбинаты, занимающиеся производством чугуна и стали, находятся в тех областях, где, во-первых, недалеко расположены месторождения железных руд, и, во-вторых, много лесов (так как для восстановления железа необходим древесный уголь). При строительстве металлургических предприятий учитывается также обеспеченность электроэнергией, природным газом и водой.

На сегодняшний день в России существуют 3 металлургические базы:

1.Уральская металлургическая база.
2.Центральная металлургическая база.
3.Сибирская металлургическая база.

Уральская металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:

1.Качканарские месторождения (Россия).
2.Курская магнитная аномалия (Россия).
3.Кустанайские месторождения (Казахстан).

Крумнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Уральской металлургической базы являются: Магнитогорский металлургический комбинат (крупнейший российский комбинат), Челябинский металлургический комбинат (входит в состав ОАО «Мечел»), Нижнетагильский металлургический комбинат, Металлургический комбинат ОАО «Уральская сталь» (город Новотроицк), Белорецкий металлургический комбинат (входит в состав ОАО «Мечел»), Ашинский металлургический завод, Металлурический завод имени А.К.Серова (город Серов; входит в холдинг «УГМК»), Чусовской металлургический завод (входит в холдинг «Объединенная металлургическая компания»).

Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Уральской металлургической базы являются: ООО «Виз-Сталь» (город Екатеринбург; то, что осталось от Верх-Исетского металлургического завода), «ИжСталь» (город Ижевск; входит в сотав ОАО «Мечел»), Челябинский трубопрокатный завод (входит в холдинг «ЧТПЗ»), Челябинский ферросплавный завод (крупнейший в России по произодству ферросплавов), Серовский завод ферросплавов, Первоуральский новотрубный завод (входит в холдинг «ЧТПЗ»), Уральский трубный завод (город Первоуральск), Златоустовский металлургический завод, Новолипецкий металлургический комбинат.

Центральная металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:

1.Курская магнитная аномалия (Россия).
2.Месторождения Кольского полуострова (Россия).

Крупнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Центральной металлургической базы являются: Череповецкий металлургический комбинат (входит в группу компаний ОАО «Северсталь»), Новолипецкий металлургический комбинат, Косогорский металлургический завод (город Тула), Оскольский электрометаллургический комбинат (город Старый Оскол).

Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Центральной металлургической базы являются: Череповецкий сталепрокатный завод (входит в группу компаний ОАО «Северсталь»), Орловский сталепрокатный завод, Металлургический завод «Электросталь» (город Электросталь), Металлургический завод «Серп и молот» (город Москва), Ижорский трубный завод (город Санкт-Петербург; принадлежит компании «Северсталь»), Выксунский металлургический завод (город Выкса, Нижегородская область).

Сибирская металлургическая база занимается производством на основе железной руды, добытой в следующих месторождениях:

1.Месторождения Горной Шории (Россия).
2.Абаканские месторождения (Россия).
3.Ангаро-Илимские месторождения (Россия).

Крупнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Сибирской металлургической базы являются: Новокузнецкий металлургический комбинат, Западно-Сибирский металлургический завод (город Новокузнецк), Новокузнецкий ферросплавный завод.

Крупнейшими предприятиями передельной металлургии Сибирской металлургической базы являются: Новосибирский металлургический завод имени Кузьмина, Металлургический завод «Сибэлектросталь» (город Красноярск), Гурьевский металлургический завод (входит в холдинг «ITF Group»), Петровск-Забайкальский металлургический завод.

Российские предприятия цветной металлургии

Цветная металлургия включает в себя следующие производственные процессы:

1.Добыча и обогащение руд цветных металлов.
2.Выплавка цветных металлов и их сплавов (существует два типа цветных металлов: тяжелые (медь, цинк, свинец, никель, олово) и легкие (алюминий, магний, титан)).

Расположение предприятий цветной металлургии зависит от таких факторов, как сырьевой фактор (близость к сырьевым источникам; это самый важный фактор), природный фактор, топливно-энергетический фактор и экономический фактор. Предприятия по производству тяжелых цветных металлов размещаются в непосредственной близости к районам добычи сырья (так как для данного производства не требуется большого количества энергии). Предприятия же по производству легких цветных металлов нуждаются в большом количестве электроэнергии, поэтому размещаются у источников дешевой энергии.

В России расположены следующие типы предприятий цветной металлургии:

1.Предприятия медной подотрасли.
2.Предприятия свинцово-цинковой подотрасли.
3.Предприятия никель-кобальтовой подотрасли.
4.Предприятия оловянной подотрасли.
5.Предприятия алюминиевой подотрасли.
6.Предприятия вольфрам-молибденовой подотрасли.
7.Предприятия титан-магниевой подотрасли.
8.Предприятия редкометалльной подотрасли.

Крупнейшими россискими предприятиями медной подотрасли являются: Бурибаевский ГОК, Гайский ГОК (входит в холдинг «УГМК»), Карабашмедь, Красноуральский медеплавильный комбинат, Кировградский медеплавильный комбинат, Медногорский медно-серный комбинат (входит в холдинг «УГМК»), Ормет (принадлежит РАО «Газпром»), Производство полиметаллов (входит в холдинг «УГМК»), Сафьяновская медь (входит в холдинг «УГМК»), Святогор (входит в холдинг «УГМК»), Среднеуральский медеплавильный завод (входит в холдинг «УГМК»), Уралэлектромедь (входит в холдинг «УГМК»).

Крупнейшими российскими предприятиями свинцово-цинковой подотрасли являются: Бшкирский медно-серный комбинат, Беловский цинковый завод, Горевский ГОК, Дальполиметалл, Рязцветмет, Садонский свинцово-цинковый комбинат, Учалинский ГОК, Челябинский электролитно-цинковый завод, Электроцинк.

Крупнейшими российскими предприятиями никель-кобальтовой подотрасли являются: ГМК “Норильский никель” (принадлежит компании «Интеррос»), ПО “Режникель” (принадлежит РАО «Газпром»), Уфалейникель, Южуралникель.

Крупнейшими российскими предприятиями оловянной подотрасли являются: Дальневосточная горная компания, Дальолово (принадлежит компании «НОК»), Депутатсколово, Новосибирский оловянный комбинат, Хинганское олово (принадлежит компании «НОК»).

Крупнейшими российскими предприятиями алюминиевой подотрасли являются: Ачинский глиноземный завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Богуславский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Белокалитвинское металлургическое ПО (входит в холдинг «РусАЛ»), Бокситогорский глиноземный завод, Братский алюминиевый завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Волгоградский алюминиевый завод, Волховский алюминиевый завод, Иркутский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Каменск-Уральский металлургический завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Кандалакшский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Красноярский алюминиевый завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Михалюм (входит в холдинг «СУАЛ»), Надвоицкий алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Новокузнецкий алюминиевый завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Самарский металлургический завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Саянский алюминиевый завод (входит в холдинг «РусАЛ»), Ступинская металлургическая компания (принадлежит РАО «Газпром»), Уральский алюминиевый завод (входит в холдинг «СУАЛ»), Фольгопрокатный завод.

Крупнейшими российскими предприятиями вольфрам-молибденовой подотрасли являются: Гидрометаллург, Жирекенский ГОК, Кировградский завод твердых сплавов, Лермонтовская горно-рудная компания, Приморский ГОК, Сорский ГОК.

Крупнейшими российскими предприятиями титан-магниевой подотрасли являются: АВИСМА, ВСМПО, Соликамский магниевый завод.

Крупнейшими российскими предприятиями редкометалльной подотрасли являются: Забайкальский ГОК, Орловский ГОК, Севредмет (принадлежит ЗАО «ФТК»).

Ссылка на основную публикацию