Металлургическая промышленность – это отрасль тяжелой промышленности, которая производит разнообразные металлы. Она состоит из двух отраслей: черной и цветной металлургии.

Черная металлургия – это одна из основных отраслей промышленности. К ней относятся предприятия по обогащению и добыче нерудного и рудного сырья, производству чугуна, проката, стали, ферросплавов и изделий дальнейшего передела.

Черная металлургия – это отрасль промышленности, которая является основой развития машиностроения и строительства, необходимым условием технического оснащения иных отраслей хозяйства.

В ХХ в. черная металлургия была развита в небольшом числе стран.

Размещение черной металлургии изменяется со временем.

НТР оказала влияние на развитие черной металлургии, а в последние годы произошли существенные сдвиги в технологии производства черных металлов: используются новейшие методы плавки, качество чугуна и стали повышается, производственные потери сокращаются и др.

Исходным сырьем для получения черных металлов являются железная руда, марганец, коксующиеся угли, руды легирующих металлов. Технологический процесс производства черных металлов включает следующие этапы: добычу рудного сырья, обогащение руды, плавку, изготовление проката и ферросплавов. Большинство предприятий черной металлургии – это комбинаты.

На размещение предприятий черной металлургии оказывают влияние природно-ресурс-ные, экологический, транспортный и иные факторы.

Подавляющее большинство производства черных металлов в мировом хозяйстве сосредоточено в развитых странах, таких как Китай, Япония, США, Россия и др.

Цветная металлургия также является старейшей отраслью в мировой промышленности, но по размерам производства уступает черной металлургии приблизительно в 20 раз.

Цветная металлургия по стадиям своего технологического процесса объединяет добычу и обогащение сырья, а также выплавку цветных металлов и сплавов. Цветная металлургия делится на металлургию тяжелых и легких цветных металлов. Ускоренно развивается металлургия цветных металлов, в связи с этим усилилась экономическая ориентация в размещении отрасли. Руды легких цветных металлов по содержанию металла богаче, чем тяжелые. Под воздействием многих природных и экономических факторов складывается размещение предприятий цветной металлургии. В настоящее время цветная металлургия производит свыше 70 различных металлов. Цветная металлургия экономически развитых стран характеризуется большой и быстро растущей долей вторичного сырья при производстве металлов, низкой степенью обеспеченности сырьем, полной структурой отрасли. В структуре производственного цикла преобладают средние и верхние стадии производства.

Анализ сталей, чугуна, чистых металлов и сплавов. Определение следовых концентраций С, S, Ca, Co, Ti, Pb, Mg и др. элементов в сталях, чугунах и других сплавах. Анализ алюминиевых сплавов и электролитов. Анализ ферросплавов, шлаков, огнеупоров.

Задать вопрос

Черная и цветная металлургия

Наша компания предлагает эффективные решения для черной и цветной металлургии:

• Анализ чугуна, сталей, чистых металлов и сплавов
• Анализ неметаллических включений
• Определение содержания следовых концентраций С, S, Ca, Co, Ti, Pb, Mg в сталях и чугунах
• Анализ ферросплавов, шлаков, добавочных материалов, огнеупоров методом XRF/XRD анализа
• Анализ алюминиевых сплавов, электролитов методом XRD-анализа с системой анализа общего содержания Са
• Анализ чистых и сверхчистых материалов Cu, Al, Ni, Ti, Mg, Zn, Pb и их сплавов
• Оборудование для подготовки проб к анализу от ручных станков до автоматизированных систем
• Анализ C, S и O, N, H на методом сжигания на анализаторах NCS-Germany

Подробнее

Экспресс-анализ, сертификационный анализ металлов и сплавов на OE-спектрометрах OBLF QSN750-II, OBLF QSG750-II и/или на XRF-спектрометрах PANalytical Zetium (Zetium Metals), Axios FAST.
Количественный безэталонный анализ металлических изделий, сыпучих материалов, жидкостей и др. материалов с неизвестным химическим составом на XRF-спектрометрах PANalytical Zetium, Axios FAST.

Экспресс-анализ металлургических шлаков, ферросплавов, сталей на XRF-спектрометрах PANalytical Axios FAST, Zetium.
Входной контроль ферросплавов, добавочных материалов, огнеупоров и т.д. на XRF-спектрометрах PANalytical Zetium, Axios FAST, Epsilon 3XLE.
Фазовый анализ ферросплавов, огнеупоров, сталей, сплавов, чугунов, анализ текстуры проката, анализ остаточных напряжений проката и отработанных деталей на дифрактометрах PANalytical Empyrean и X’Pert Powder.
Анализ чистых и сверхчистых металлов на OE-спектрометре OBLF QSG750-II.
Специальная разработка PANalytical для алюминиевой промышленности — CubiX³ Potflux – оптимизированный для контроля электролитической ванны с встроенным XRF (флуоресцентым) каналом для измерения общего содержания кальция в жидком алюминии.

Подготовка металлических образцов к спектральному анализу на станках шлифовальных станках Herzog, OBLF, фрезерных станках Herzog, Metkon.
Подготовка сыпучих материалов для рентгеноспектрального анализа на дробилках, мельницах, прессах Herzog, сплавление порошков для получения стеклянных таблеток в печах для сплавления PANalytical, Retsch и Herzog.

Подготовка образцов к металлографическому анализу на оборудовании Metkon.
Исследование микроструктуры на микроскопах Carl Zeiss, Metkon, Optech.

Черная металлургия охватывает весь процесс от добычи и подготовки сырья, топлива, вспомогательных материалов до выпуска проката с изделиями дальнейшего передела.

Значение черной металлургии заключается в том, что она служит основой развития машиностроения (одна треть производимого металла идет в машиностроение), строительство (1/4 металла идет в строительство). Кроме того, продукция черной металлургии имеет экспортное значение.

В состав черной металлургии входят следующие основные подотрасли:

• - добыча и обогащение рудного сырья для черной металлургии (железных, марганцевых и хромитовых руд);
• - добыча и обогащение нерудного сырья для черной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т.п.);
• - производство черных металлов (чугуна, стали, проката, доменных ферросплавов, металлических порошков черных металлов);
• - производство стальных и чугунных труб;
• - коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);
• - вторичная обработка черных металлов (разделка лома и отходов черных металлов).

Собственно металлургическим циклом является производство чугуна, стали и проката. Предприятия, выпускающие чугун, 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 черной металлургии являются комбинаты.

В размещении черной металлургии полного цикла большую роль играет сырье и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей. Особенностью размещения отраслей является их территориальное несовпадение, так как запасы железной руды сосредоточенны, в основном, в европейской части, а топлива - преимущественно в восточных районах России. Комбинаты создают у сырьевых или топливных баз, а иногда между ними. При размещении учитывают также обеспечение водой, электроэнергией, природным газом.

В России созданы три металлургические базы: Уральская, Центральная и Сибирская.

Динамика производства черных металлов показывает что их наибольший выпуск в России был достигнут в 1988 г., затем началось падение производства. В 1992-94гг. его темпы достигли 16-17%, однако с 1995г. предприятия переориентировались на экспорт и темпы падения снизились: в 1998г. был достигнут минимум - 52% от 1990г., начался восстановительный рост и в 2008 г. выпуск продукции составил 83% от уровня 1990 г.

С 1990 по 2008 год экспорт черных металлов вырос в несколько раз: чугуна- с 1931 до 4734 тыс. т, ферросплавов - с 203 до 540, отходов и металлолома - с433 до 8133, труб - с 3675 до 11125 тыс. т., на экспорт идет более 60% выпуска черных металлов Иванов, А. Н. Развитие металлургической промышленности: зарубежный и российский опыт / А.Н. Иванов. - М.: Вершина, 2008. - С. 329.

По общему объему выплавки черных металлов Россия занимает четвертое место в мире, однако, по технологическим параметрам производства металлов и их качеству она значительно уступает промышленно развитым странам. Мартеновское производство стали в его общем объеме составляет в России 39,4 % в то время как в США - 2,5 %, в Японии - нет, в Германии сходит на нет. Почти 63% стали в России разливается в слитки, в то время как в США, Японии и Германии уже более 90% перерабатывается на машинах непрерывного литья.

Доля сортовой металлопродукции в прокате составляет 59,3% листового проката с покрытиями - 3,3 %. трудозатраты изготовления 1т проката составляют 8-16 чел./час, а в США на интегрированных предприятиях -6-12, на мини-заводах - 1-2 чел./часа. Удельный вес электростали в мире составляет 33,9% (1998), ее среднегодовой рост составляет 3%, в то время как в России, занимающей 4 место по производству электроэнергии в мире после США, Китая и Японии, электросталь занимает лишь 14,8%.

В последние годы технологическая система черной металлургии несколько улучшилась - доля кислородно-конвертерного производства увеличилась на 22%, непрерывное литье увеличилось на 45%. Переключение предприятий черной металлургии и металлообработки на экспорт помогло сохранить отрасль, хотя и с упрощением технологии, на уровне, обеспечивающем России четвертое место по производству стали в мире.

Крупнейшим потребителем железной руды является Азия, три основные страны импортеры железной руды - Китай, Япония и Республика Корея. Крупнейшим поставщиком железной руды является Бразилия. Россия импортирует концентраты и руду преимущественно из стран СНГ (10,5 млн. т в 2008 г), экспорт железных руд в дальнее зарубежье составляет 7 - 9млн т.

Отсутствие инвестиций не дает возможности отрасли перейти на более современные технологии, которые обеспечили бы расширение сегмента рынка, рост дополнительных доходов и конкурентоспособность на мировом рынке. Устаревшие технологии делают продукцию неконкурентоспособной не только на внешнем, но, в присутствие импорта, и на внутреннем рынке. Поэтому важнейшей задачей комплекса является повышение уровня технологического обеспечения отрасли.

Цветная металлургия включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов.

Россия обладает мощной цветной металлургией, отличительная черта которой - развитие на основе собственных ресурсов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и легкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию легких металлов и металлургию тяжелых металлов.

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

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

Производство тяжелых 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, Кировоградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.

Свинцово-цинковая промышленность в целом тяготеет к районам распространения полиметаллических руд.

Для получения легких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешевой энергии - важнейший принцип их размещения.

С 1990 по 2004 год количество организаций, входящих в отрасль, выросло в 11 раз - со 192 до 2172 и к 2008 г. уменьшилось до 1700. Численность ППП выросла на 13% - от 487 тыс. до 570 тыс. чел., в том числе рабочих - на 8%. В тоже время производство продукции в отрасли упало к 1994 г. до 53%, затем, по мере расширения экспорта, выросло и в 2008 г. составило 89 % от 1990г.

Относительное благополучие некоторых подотраслей цветной металлургии связано с ростом экспорта. Доля России в мировом производстве цветных металлов составляет около 8,5%, при этом на экспорт отправляется около 80% их производства и 70% редких металлов. Цветные металлы в составе экспорта составляют порядка 12%, основными экспорт составляющими цветных металлами являются: алюминий - около 8%, медь - около 2% и никель - более 1%. Переориентация цветной металлургии с внутреннего рынка на экспорт косвенно отражает падение уровня отечественной обрабатывающей промышленности и, прежде всего, машиностроения. До 1999 г. значительная доля цветных металлов производилась на условиях толлинга. Толлинг - экономический механизм переработки давальческого сырья Молчанов, А.В. Тяжелая промышленность современной России. / А.В. Молчанов - М.: Финансы и статистика, 2006. - С. 207.

Таким образом, особенностью экспорта цветных металлов является их неполная обработка, о чем свидетельствует резкое снижение выпуска проката и структура экспорта - 80% приходится на первичные металлы и лишь 20% - на прокат и металлоизделия. Это связано с тем, что качество отечественного проката уступает требованиям международного рынка, а внутренние цены по мере обработки металла растут быстрее, чем при аналогичной обработке за рубежом, т.е. технологическая себестоимость в России выше зарубежной.

Черная металлургия. Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь сопровож­даются выбросом в атмосферу различных вредных веществ. Подсчи­тано, что выброс пыли в расчете на 1 т передельного чугуна составляет 45 кг, диоксида серы - 2,7 кг, марганца - 0,1-0,6 кг. В атмосферу поступают такие вредные вещества, как соединения мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, пары ртути, цианистый во­дород и смолистые вещества.

В сточных водах коксового производства в качестве основного ве- щества-загрязнителя выступает фенол (до 2 г/л), кроме него часто при­сутствуют цианиды, роданиды, смолы, масла.

Доменное производство является крупным загрязнителем атмос­феры, выбрасывая пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота, сероводород. Особенно значительны выбросы сточных вод, образую­щихся в процессе производства чугуна. Они содержат частички руды, кокса, известняка, а также химические соединения - сульфаты, хло­риды и др. Доменный процесс сопровождается выходом доменных шлаков и шламов.

Значительно загрязняют атмосферу выбросы мартеновских и кон- иертерных сталеплавильных цехов.

Влияние металлургического завода на экологическое состояние города является определяющим. К примеру, г. Липецк, где располо­жен Новолипецкий металлургический комбинат, входит в число горо­дов с максимальным загрязнением атмосферы. Вокруг крупных комбинатов уничтожается расти­тельный покров, загрязняются почвы и поверхностные воды.

Цветная металлургия. Вредные вещества образуются при производ­стве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и дру­гих металлов в печах (для спекания, выплавки, обжига, индукцион­ных и др.), на дробильно-размольном оборудовании, в конвертерах, местах погрузки, выгрузки и пересылки материалов, в сушильных аг­регатах, на открытых складах. В основном предприятия цветной ме­таллургии загрязняют атмосферный воздух диоксидом серы (75% сум­марного выброса в атмосферу), оксидом углерода (10,5%) и пылью (10,4%).

Все предприятия цветной металлургии во-первых, являются источниками по­ступления в окружающую среду канцерогенных веществ, в первую очередь тяжелых металлов. Во-вторых, образуются шлаки.

Электролиз А1 2 0 3 для получения алюминия сопровождается выбросами газов, содержащих многие соеди­нения фтора. При выплавке свинца могут образовываться оксиды мышьяка. Оксиды мышьяка могут также сопровождать выплавку меди и сурьмы.

Многие города, где расположены предприятия цветной металлур­гии, являются городами экологического бедствия (Карабаш, Каменск-Уральский, Орск). Особое место по воздействию на окружающую среду занимает Норильский горнометаллургический комбинат. Норильск в течение многих лет занимает ведущее место среди городов России по атмосферному загрязнению.

Химическая промышленность. Во всех случаях в атмосферу поступают вредные вещества.

При реализации технологий неорганических веществ можно выде­лить гри основных загрязнителя - оксиды серы, азога и взвешенные частицы. В производстве органических веществ основными загрязнителями являются углеводороды и оксиды углерода. Но имеются и токсичные вещества, выбросы которых хотя и небольшие, но крайне опасные. Среди них иолициклические ароматические соединения: бенз(а)пирен, перилен, бенз(е)пирен, бенз(жи)перилен и др.

Нефтеперерабатывающая промышленность. Кроме основных, выделяются и специфические загрязняющие ве­щества: фтористые соединения, пентоксид ванадия, мегилмеркаптан.

Глава 3. ЧЕРНАЯ И ЦВЕТНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

В металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия. Металл, несмотря на снижение металлоемкости продукции во всем развитом мире, остается основным конструкционным материалом. Металлургия России, обеспечивая производство и научно-техническое развитие практически всех отраслей промышленности, базируется на отечественных сырьевых ресурсах и ориентируется как на зарубежного, так и на российского потребителя. Из недр России извлекается 10% каменного угля, 14% товарной железной руды, 10-15% цветных и редких металлов от всего объема этих полезных ископаемых, добываемых мировым сообществом.

В разведанных месторождениях России сосредоточено 66% железных руд стран СНГ, 53% меди, 36% свинца, 49% цинка, 95% никеля, 78% бокситов, почти 90% олова, около 40% вольфрама и молибдена, около 30% сурьмы и ртути, почти все запасы алмазов, платиноидов, тантала и ниобия, значительные запасы золота и серебра. В малых объемах добываются хромитовые руды, барит, руды циркония.

За последние годы потребление металлопродукции на внутреннем рынке сократилось в 2 - 3 раза и в 2 - 2,5 раза снизился металлообмен между странами СНГ.

ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

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

По добыче железной руды, выплавке чугуна, производству кокса Российская Федерация занимает одно из ведущих мест в мире. Крупнейшими потребителями продукции черной металлургии являются машиностроение и металлообработка, строительная индустрия, железнодорожный транспорт. Самым тесным образом черная металлургия связана с химической и легкой промышленностью.

В 1995 г. в России было произведено железной руды 78,3 млн. т (рост по отношению к 1994 г. составил 107%), чугуна - 38,6 (106%), стали -51,4(105%), готового проката - 39,1 (110%), стальных труб - 3,7 млн. т (103%). Подъем производства в черной металлургии произошел в основном за счет значительного увеличения экспорта продукции, а также более широкого использования толлинговых операций. Вместе с тем рост производства не улучшил финансового состояния отрасли. Доля убыточных предприятий выросла на 4 процентных пункта и составила 14% от общего числа всех предприятий. К основным причинам ухудшения финансового состояния отрасли следует отнести:

1) снижение цен на металл на внешнем рынке;

2) опережающий рост цен на продукцию и услуги естественных монополий;

3) неполное использование производственных мощностей, вследствие чего выросли удельные нормы расхода сырья и топливно-энергетических ресурсов;

4) уменьшение сбора металлолома, что привело к увеличению потребления первичного сырья. Так, рост расхода чугуна в сталелитейном производстве привел к потерям за 1995 г. около 2 млрд. руб.

Характерные черты отрасли - массовость и высокий уровень концентрации. Отечественная черная металлургия отличается повышенным расходом материальных, топливно-энергетических, трудовых и других ресурсов по сравнению с металлургией развитых стран.

На территориальную организацию черной металлургии влияет ряд факторов.

1. Концентрация производства. По уровню концентрации, т. е. сосредоточения все большей части средств производства, рабочих мест и выпуска продукции на крупных предприятиях, Россия является ведущей страной мира. Большую часть чугуна, стали, проката, особенно в европейской части страны, дают предприятия-гиганты: Магнитогорский металлургический комбинат, Новолипецкий и Череповецкий металлургические заводы. В черной металлургии сформировались самые крупные по размеру предприятия по сравнению с любой другой отраслью промышленности. Например, в состав Магнитогорского металлургического комбината входит более 100 предприятий, цехов и производств, связанных технологически и технико-экономически. В нем объединены железные и марганцевые рудники, рудоподготовительные и агломерационные фабрики, карьеры известняков, огнеупорных глин, кварцитов и песков, химический комплекс, доменное, сталеплавильное, прокатное, калибровочное, метизное, различные подсобные и вспомогательные производства. В восточных районах доля крупных предприятий меньше.

2. Производственное комбинирование. Объединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных производств различных отраслей может быть рассмотрено с точки зрения как экономической целесообразности, так и единства технологического процесса. Например, при металлургическом переделе утилизируются отходящие газы, из которых получают многочисленные химические продукты, что позволяет удешевить изготовление основного продукта - технологического топлива. В связи с тем, что черная металлургия отличается широкой утилизацией производственных отходов, современные крупные предприятия отрасли представляют собой металлурго-энерго-химические комплексы.

3. Материалоемкость производства. Надолго сырья и топлива приходится 85 - 90% всех затрат по выплавке чугуна. На 1 т чугуна требуется 1,2 - 1,5 т угля, 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков, 200 кг марганцевой руды и до 30 куб. м оборотной воды.

Расход стали на производство 1 т готового проката в России составляет 1,242 т (в Японии- 1,044т, в США- 1,189 т), что обусловлено в первую очередь применением технологии непрерывной разливки стали - 24,6% ее общей выплавки (в Японии - 94,4%, в США - 75,4%).

4. Высокая энергоемкость. Полная энергоемкость 1 т металла почти на 30% выше, чем в Японии. Это означает, что затраты на энергию в себестоимости отечественного проката составляют 510 - 708 тыс. руб., а доля полных энергозатрат - 30 - 40% себестоимости, что не имеет прецедента в мировой практике. Например, в черной металлургии ФРГ этот показатель равен всего 22%.

5. Высокие затраты трудовых ресурсов на отечественных металлургических предприятиях. Так, на 1 т готового проката у нас приходится 8,5 - 15 чел.-час, что в 1,5 - 2 раза больше, чем в странах с развитой черной металлургией: Южной Корее, Бразилии, Китае (Тайвань). Низкая производительность труда на предприятиях черной металлургии ведет к тому, что конкурентоспособность отечественной металлопродукции может быть обеспечена только при сохранении самого низкого из существующих уровня заработной платы (19 - 30% от уровня наиболее развитых стран). Часовая заработная плата на российских металлургических предприятиях на порядок ниже (табл. 3.1).