Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Международная Высшая Школа Управления

КУРСОВАЯ РАБОТА

ПО ГЕОГРАФИИ

тема:

ЧЁРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ

выполнила студентка группы 1153/2

Евсеева Анна.

Санкт-Петербург

2012 год

СОДЕРЖАНИЕ:

1. Зарождение и история развития чёрной металлургии

2. Чёрная металлургия в постсоветский период

3. Предприятия чёрной металлургии

4. Факторы размещения металлургических предприятий

5. Уральская металлургическая база

6. Центральная металлургическая база

7. Сибирская база чёрной металлургии

8. Проблемы развития чёрной металлургии

9. Перспективы развития

10. Государственная стратегия развития металлургической промышленности

1. Зарождение и история развития чёрной металлургии

Железо играло и играет исключительную роль в материальной истории человечества. Железо, Fe (ferrum), химический элемент VIIIB подгруппы периодической системы элементов, металл, член триады железа (Fe, Co, Ni). Железо самородное редко встречается в природе, главным образом в минералах феррит, аваруит и метеоритах (т.ч. метеоритное железо, которое содержит более 90% Fe). В соединениях с кислородом и другими элементами широко распространено в составе многих минералов и руд. По распространенности в земной коре (5,00%) это третий (после кремния и алюминия) элемент; считается, что земное ядро состоит в основном из железа. Основные минералы – гематит (красный железняк) Fe2O3; лимонит Fe2O3 H2O (n = 1–4), содержащийся, например, в болотной руде; магнетит (магнитный железняк) Fe3O4 и сидерит FeCO3.

В земной коре железо распространено достаточно широко - на его долю приходится около 5,1% массы земной коры (4-е место среди всех элементов, 2-е среди металлов). Известно большое число руд и минералов, содержащих железо. Наибольшее практическое значение имеют красные железняки (руда гематит, Fe2O3; содержит до 70% Fe), магнитные железняки (руда магнетит, Fe3О4; содержит 72,4% Fe), бурые железняки (руда гидрогетит НFeO2· nH2O), а также шпатовые железняки (руда сидерит, карбонат железа, FeСО3; содержит около 48% Fe). В природе встречаются также большие месторождения пирита FeS2 (другие названия - серный колчедан, железный колчедан, дисульфид железа и другие), но руды с высоким содержанием серы пока практического значения не имеют. В свободном состоянии железо находят только в падающих на землю метеоритах. По запасам железных руд Россия занимает первое место в мире. В морской воде 1·10-5-1·10-8% железа.

Наиболее распространенным минералом железа, не являющимся, однако, источником его получения, является пирит (серный колчедан, железный колчедан) FeS2, который иногда называют за его желтый блеск золотом дураков или кошачьим золотом, хотя он в действительности часто содержит небольшие примеси меди, золота, кобальта и других металлов.

Железо (элементное) известно и используется с доисторических времен. Первые изделия из железа, вероятно, были изготовлены из метеоритного железа в виде амулетов, драгоценностей и рабочего инструмента. Около 3500 лет назад человек открыл способ восстановления красной земли, содержащей оксид железа, в металл. Руды железа широко распространены и часто встречаются даже на поверхности Земли, но самородное железо на поверхности крайне редко. Вероятно, еще несколько тысяч лет назад человек заметил, что после горения костра в некоторых случаях наблюдается образование железа из тех кусков руды, которые случайно оказались в костре. При горении костра восстановление железа из руды происходит за счет реакции руды как непосредственно с углем, так и с образующимся при горении оксидом углерода (II) СО. Возможность получения железа из руд существенно облегчило обнаружение того факта, что при нагревании руды с углем возникает металл, который далее можно дополнительно очистить при ковке. Получение железа из руды с помощью сыродутного процесса было изобретено в Западной Азии во 2-м тысячелетии до нашей эры. Период с 9-7 века до нашей эры, когда у многих племен Европы и Азии развилась металлургия железа, получил название железного века, пришедшего на смену бронзовому веку. Усовершенствование способов дутья (естественную тягу сменили меха) и увеличение высоты горна (появились низкошахтные печи - домницы) привело к получению чугуна, который стали широко выплавлять в Западной Европе с 14 века. Полученный чугун переделывали в сталь. С середины 18 века в доменном процессе вместо древесного угля начали использовать каменно-угольный кокс. В дальнейшем способы получения железа из руд были значительно усовершенствованы, и в настоящее время для этого используют специальные устройства - домны, кислородные конвертеры, электродуговые печи.

Несмотря на трудности, варка железа была для наших предков делом обыкновенным. В этом убедились археологи, когда вели раскопки в Старой Рязани. Из 19–ти раскопанных жилищ горожан в 16–ти были встречены следы домашней варки железа – в горшке, в обыкновенно печи. Но наряду с таким же дедовским способом получение металла существовало и специализированное, крупное производство. Одну из наиболее совершенныхдомниц XIII века удалось раскопать близ Бердичева, в Раковетском городище. Она была даже совершеннее городских домниц XVIII века: шлак у нее непрерывно стекал по восьми канальцам в специальные гнезда.

А в Почевском городище, на юго-восточной границе Курского княжества, удалось обнаружить форменный металлургический квартал – пространство площадью 10 000 кв. м было сплошь завалено остатками домниц, шлаком и крицами. В наше время расцвет черной металлургии сопровождался появлением на карте страны Магнитогорска, Рудного, Электростали. Возникновение производства железа на Руси также сопровождалось возникновением соответствующих названий – Устюжна Железнопольска (от Железного поля – местности неподалеку от Новгорода, где добывали болотную железную руду), Керчь (в XI веке Керчев – от того же корня что и крица), Бронницы (броней называли кольчугу). С тех пор из железа было изготовлено огромное количество различных изделий. Оно сыграло важную роль в развитии материальной культуры человечества.

В наши дни железо в основном (95%) выплавляют из руд в виде чугунов и сталей и в сравнительно небольших количествах получают восстановлением металлизованных окатышей, а чистое железо – термическим разложением его соединений или электролизом солей. Железо – один из самых пригодных к эксплуатации металлов в сплаве с углеродом (сталь, чугун) – высокопрочная основа конструкционных материалов. Как материал, обладающий магнитными свойствами, железо используется для сердечников электромагнитов и якорей электромашин, а также в качестве слоев и пленок на магнитных лентах.

Железо во всех его разновидностях (чугун, сталь и прокат из нее) было и остается главным массовым конструкционным материалом в современном мировом хозяйстве. Вытеснив древесину в ряде строительных производств, соперничая с цементом и взаимодействуя с ним (железобетон), испытывая давление новых видов конструкционных материалов (полимерных, керамики), оно пока сохраняет роль лидера. Главная область применения черных металлов по-прежнему машиностроение, где возможности их эффективного использования продолжают расширяться, в частности благодаря покрытию стальных изделий полимерными пленками и металлами (цинк, олово), повышающими их коррозионную стойкость.

Черная металлургия – базовая отрасль тяжелой промышленности, которая включает добычу железной руды, выплавку чугуна и стали, производство проката различного профиля и сплавов железа с другими металлами (ферросплавы), огнеупоров, кокса, ряда видов химической продукции,заготовку и переработку лома и отходов черных металлов, ремонту механического и энергетического оборудования; транспортировке внутризаводских грузов, а также научные и проектные организации. Наша страна практически обеспечена сырьем для черной металлургии (кроме марганцевых руд, которые мы покупаем на Украине, в Казахстане и в Грузии.) Отечественная черная металлургия прошла длительный, многовековой путь становления. Однако серьезные масштабы развития она получила лишь в XVIII веке, начиная с петровских времен, когда для оснащения армии потребовалось наладить крупномасштабное, по тем временам, производство чугуна и стали. Первые чугунно- и сталелитейные мануфактуры возникли в Туле и на Урале и работали на местных рудах и древесном коксе. Затем с внедрением в технологию более дешевого кокса, получаемого из каменного угля, центр тяжести этой отрасли переместился в Донбасс и Приднепровье (вторая половина XIX века). Накануне Первой мировой войны по общим объемам производства черная металлургия России занимала пятое место в мире после Великобритании, США, Германии и Франции. Однако особенно больших масштабов развития эта отрасль достигла в 70-е года, когда по добыче железной, марганцевой руд, хромитов, а также по производству чугуна, стали, и проката Советский Союз вышел на первое место в мире. Столь значительные объемы производства были связаны с исключительно высокой материалоемкостью отечественного машиностроения, его ориентацией на преимущественное развитие металлоемких звеньев ВПК и низким качеством большей части выпускаемого в стране металла. Выход в мировые лидеры по производству черных металлов еще объясняется тем, что отечественные технологии почему-то не заметили, что начиная с XX века значение железа как конструкционного материала в экономически развитых странах стало снижаться. Началось активное внедрение в производство титана, пластмасс, углепластиков и керамики, шла разработка сплавов и композитов, не содержащих железа, снижающих вес конструкции. Кроме того на это же время приходится стагнация ряда металлоемких производств, таких, например, как судостроение. Черная металлургия СССР, опережая все страны по объемам производства металлов, существенно отставала по основным качественным и структурным показателям отрасли. Следствием этого являлась высокая конструктивная металлоемкость продукции машиностроения, повышение потери металла в процессе его обработки, зачастую неоправданные масштабы расширения сырьевой базы. Напряженный баланс металла в хозяйстве, отсутствие резервных мощностей в основных переделах, длительное использование мощностей по выплавке чугуна и стали на пределе их возможностей привели к интенсивному износу оборудования и не позволяли осуществлять коренную структурную перестройку отрасли. В индустрии во многом преобладали несовершенные и отсталые технологии. Так в 1988 г. – году максимального производства стали в СССР – в ее выпуске доминировал устаревший мартеновский процесс (55%) всей стали, от которого к этому времени отказались и Япония, и все страны Западной Европы. И лишь в США еще существовала практика мартеновского производства (5% общего объема производства стали). Потери металла в СССРтолько на стадии передела сталь-прокат достигали 1988 г. 47 млн.т., что превышало суммарное производство стали в ФРГ и ГДР в том же году. Слабо внедрялись прогрессивные процессы внепечной обработки металла. Хронический характер приняло отставание от ведущих индустриальных стран в производстве листового прокат, полуфабрикатов с антикоррозийным покрытием, труб большого диаметра, что приводило к необходимости импорта этой продукции. Крайне медленно осуществлялось обновление основных фондов отрасли. Старение основных фондов отрасли сопровождалось повышением удельных расходов топливно - энергетических и материальных ресурсов, падением производительности труда, ухудшением качества готовой продукции, стремительным ростом затрат на ремонтные работы. В целом на фоне развитии черной металлургии индустриально развитых стран экстенсивное наращивание производства металлопродукции в 70-80-е годы, а СССР выглядело экономическим парадоксом.