3. Предприятия чёрной металлургии.

Факторы размещения предприятий черной металлургии чрезвычайно разнообразны. Черная металлургия полного цикла располагается либо вблизи источников сырья (Уральская металлургическая база, металлургическая база центральных районов европейской части), либо вблизи топливных ресурсов (Западно-Сибирская металлургическая база), либо между источниками сырья и топливными ресурсами (Череповецкий металлургический завод).

Предприятия передельной металлургии, использующие в качестве сырья в основном металлический лом, ориентируются на районы развитого машиностроения и места потребления готовой продукции. Еще теснее связана с машиностроительными заводами малая металлургия.

Особыми факторами размещения отличается производство электросталей и ферросплавов. Электростали производят вблизи источников электроэнергии и металлического лома (г. Электросталь Московской обл.). Ферросплавы — сплавы железа с легирующими металлами — получают в доменных печах или электротермическим способом на металлургических предприятиях и специализированных заводах (Челябинск

Основные факторы размещения предприятий черной металлургии

Предприятия и производства	Факторы размещения
Горно-обогатительные комбинаты	Сырьевой
Коксогазовые заводы	В составе металлургических заводов полного цикла
Металлургические заводы полного цикла	Сырьевой, топливный у источников электроэнергии и пресной воды
Передельная металлургия	Тяготеет к центрам машиностроения
Производство ферросплавов	Тяготеет к крупным источникам электроэнергии и металлургическим заводам полного цикла

В структуре черной металлургии выделяется металлургия полного цикла, производящая чугун - сталь - прокат. Помимо основного производства она включает подготовку железной руды к плавке (обогащение, которое преследует цель повысить содержание железа в руде за счет удаления пустой породы, и обжиг руды в специальных печах для удаления углекислоты, серы, фосфора). Для производства чугуна кроме подготовки железной руды требуется технологическое топливо, флюсы, огнеупорные материалы, вода и легирующие металлы (марганец, хром, молибден, титан, ванадий и т.д.), придающие металлу определенные высококачественные свойства. Технологическое топливо - чаще всего кокс, а также газ. Для производства кокса может быть использован только высококачественный коксующийся уголь, высококалорийный, малозольный, малосернистый и высокопрочный.

Особенность отрасли - относительно жесткая привязка предприятий с полным металлургическим циклом к источникам сырьевых ресурсов или центрам металлопотребления. Предприятия отрасли размещены в 20 регионах Российской Федерации, из которых и в десятку ведущих входят Вологодская, Челябинская, Липецкая, Свердловская, Белгородская, Кемеровская, Курская и т.д. Особенно велика роль железных руд и коксующихся углей. Черная металлургия с полным технологическим циклом тяготеет к источникам сырья (Урал, Центр), к топливным базам (Кузбасс) и к пунктам между ними (Череповец).

В размещении предприятий металлургии полного цикла особенно большую роль играют сырье и топливо, на которые приходится до 90% всех затрат по выплавке чугуна, из них примерно 50% - на кокс, 40% - на железную руду. На 1 т чугуна расходуется 1,2-1,5 т угля, не менее 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков и до 30 м3 оборотной воды. Все это свидетельствует о важности взаимного расположения сырьевых и топливных ресурсов, водоснабжения, вспомогательных материалов.

Черная металлургия с полным технологическим циклом служит важным районообразующим фактором. Кроме многочисленных производств, возникающих на основе утилизации разного рода отходов при выплавке чугуна и коксовании угля - тяжелого органического синтеза (бензол, антрацен, нафталин, аммиак и их производные), производства строительных материалов (цемент, блочные изделия), томасовской муки (при переделе железных руд с повышенным содержанием фосфора), черная металлургия притягивает к себе сопутствующие отрасли. Наиболее типичные её спутники: тепловая электроэнергетика, прежде всего установки, которые, входя в состав металлургических комбинатов, могут работать на побочном топливе (излишки доменного газа, коксит, коксовая мелочь); металлоемкое машиностроение (металлургическое и горное оборудование, тяжелые станки). Черная металлургия формирует вокруг себя такие мощные и разносторонне развитые промышленные комплексы, которые возникли на Урале и в Кузбассе.

Металлургия полного цикла.

тип предприятия	производимая продукция	технико-экономические особенности	факторы размещения
комбинаты	Производство стали, чугуна и проката (кроме того, подготовка железной руды и легирующих материалов, производство кокса из коксообразующего угля)	Металоёмкое и топливоёмкое производство: 90% затрат по выплавке чугуна приходится на кокс и железную руду.	Сырьевой и топливный. 3 варианта размещения: - у источника сырья – месторождение железной руды - у источника топлива – месторождение коксующего угля. - между источником сырья и топлива.

Предприятия неполного цикла производят чугун или сталь либо окат. Предприятия, производящие сталь без чугуна, называются передельными. К этой группе относятся и трубопрокатные заводы. Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от потребляемого проката, амортизационный лом) и на потребителя готовой продукции, т.е. на машиностроение. Предприятия малой металлургии размещаются там, где имеются машиностроительные заводы. Выплавка на них производится из привозного металла, металлолома, отходов машиностроения. В данном случае и источник сырья, и потребитель представлены в ином лице, так как наибольшее количество металлического лома накапливается в районах развитого машиностроения.

Особую группу по технико-экономическим признакам составляют предприятия, производящие ферросплавы и электростали.

Ферросплавы - это сплавы железа с легирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний и т.д.). Их основные виды- ферросилиций, феррохром. Без ферросплавов немыслимо развитие качественной металлургии. Их получают в доменных печах или электрометаллургическим путем. В первом случае производство ферросплавов осуществляется на металлургических заводах полного цикла, а также с двумя (чугун - сталь) или одним (чугун) переделом (Чусовой), во втором - их производство представлено специализированными заводами. Электрометаллургия ферросплавов из-за высокого расхода электроэнергии (До 9 тыс. КВТч на 1 т продукции) оптимальные условия находит в тех районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов (Челябинск). Производство электросталей развито в районах, располагающих необходимыми источниками энергии и металлического лома.

Металлургия неполного цикла

Тип предприятия	Производимая продукция	Технико-экономические особенности	Факторы размещения
Чугунно-литейные заводы	Производство чугуна	Материалоёмкое и топливоёмкое производство	Сырьевой и топливный
Передельные заводы	Производство стали из металлолома	Материалоёмкое производство	Потребительский и сырьевой: Размещается в районах развитого машиностроения
Предприятия по производству электросталей	Производство специальных сортов стали, производство стали из металлолома и привозного чугуна	Электроёмкое и металлоёмкое производство	Энергетический и сырьевой: Размещается в районах, имеющих надёжный источник электроснабжения и обеспеченных вторичным сырьём
Сталепрокатные предприятия	Производство готового проката		потребительский
Производство ферросплавов	Ферросплавы – сплавы железа, с легирующими (улучшающими свойство стали) металлами	Энергоёмкое и материалоёмкое производство. Ферросплавы получают либо в доменных печах – на предприятиях полного цикла, либо электротермическим путём – на специализированных предприятиях.	Энергетический и сырьевой. Размещается у источников дешевой электроэнергии и месторождений руд легирующих металлов
Малая металлургия	Металлургические цеха на машиностроительных заводах	Выплавка стали производится из привозного металла, металлолома, отходов машиностроении	Потребительский
Металлургические мини-заводы	Производят качественный металл определённых марок небольшими партиями		потребительский

Мини-заводы - металлургические заводы малой мощности, приобретают все большую значимость в связи с имеющимися в стране огромными ресурсами металлолома и потребностями современного машиностроения в качественном металле определенных и разных марок, но небольшими партиями. Такие заводы могут обеспечить оперативную выплавку металла нужной марки и в достаточно ограниченном количестве для машиностроительных предприятий. Они способны быстро реагировать на изменение рыночной конъюнктуры, наиболее полно удовлетворять запросы потребителей. Высокое качество сталей, получаемых на мини-заводах, обеспечивается наиболее прогрессивным методом плавки - электродуговым.

Металлургические цеха в составе машиностроительных заводов называются «малой» металлургией. Они, естественно, ориентированы на потребителя, так как являются составной частью машиностроительного предприятия.

Традиционный способ получения стали: сначала в доменных печах получают из руды передельный полупродукт - чугун, а затем в сталеплавильных агрегатах - конвертерах, мартенах, электропечах получают сталь. Новым направлением научно-технического прогресса в отрасли является безкоксоваяили бездоменная металлургия. В России такое предприятие построено в г. Старый Оскол (Белгородская область) - Оскольский электрометаллургический комбинат. Эта технология в принципе отличается от традиционного процесса, при котором руда сначала плавится при температуре 16000 С вместе с коксом, служащим химическим восстановителем. Здесь же доменная плавка заменяется значительно более простым в управлении и обслуживании процессом металлизации окатышей (окатыши - комочки, полученные из железорудного концентрата). Через окатыши при температуре почти 1000 С пропускается газ-восстановитель, например, получаемая из природного газа смесь водорода с оксидом углерода. Этот газ легко отбирает у железа кислород, а окатыши содержат довольно много кислорода. Образуются металлизированные окатыши, состоящие почти целиком из железа, т.е. происходит прямое восстановление железа. На следующем этапе металлизированные окатыши в мощных дуговых электропечах превращаются в высококачественную сталь. Данный способ производства имеет огромные преимущества в виде экономии кокса, высокого качества металла, экологической чистоты. Коксующийся уголь становится с каждым годом все дефицитнее и дороже, процесс коксования - сложный и трудоемкий, сопровождается выделением вредных побочных продуктов, т.е. требует дополнительных затрат на строительство очистных сооружений. Высокое качество металла обусловлено чистотой от серы и фосфора и других нежелательных примесей, которые попадают в сталь из чугуна, который в свою очередь наследует их от кокса. Металлизационные установки практически безвредны для окружающей среды в отличие от доменных и коксовых печей. Такая сталь служит в среднем в пять раз дольше.

К недостаткам бездоменной металлургии относятся большие затраты электроэнергии, использование только высококачественных руд с содержанием железа более 60%; более высокая стоимость металла.

В странах, где высоки запасы коксующихся углей, как в России, доменная металлургия будет еще долго иметь большое значение. Развивается порошковая металлургия (металлокерамика). Выплавка порошковой стали идет в индукционной печи, расплав распыляется азотом высокой чистоты и заполняет металлические капсулы порошком. Такая сталь имеет практически 100%-ю плотность высокий уровень технологической пластичности. Она позволяет как бы склеивать детали из мельчайших частиц и тем самым сводит отходы практически к нулю. Кроме того, данная технология позволяет утилизировать отходы других технологий, например металлическую стружку, дает возможность изготавливать металлоизделия любой конфигурации, комбинировать металлы, не сплавляющиеся при обычной технологии, т.е. получать металлы с заданными свойствами. Недостатки: трудность получения чистых по химическому составу порошков и сравнительно высокая их стоимость.

В цивилизованных странах давно отказались от мартеновского способа - более продолжительного и экологически грязного. В России за последние 10 лет структура производства сталей улучшилась. Хотя, безусловно, это связано не с внедрением НТП в отрасли, а с закрытием многих старых неконкурентоспособных и убыточных предприятий.

В России есть проекты увеличить производство электросталей до 51%, но это пока далеко от реальных возможностей. По мнению специалистов, конвертер - единственный пока агрегат, в котором можно производить стали любого назначения, в том числе и такие, которые в электропечах выплавить невозможно. Учитывая наличие мощного доменного производства, богатых природных ресурсов и квалифицированного персонала, комплекс «доменная печь - конвертер» в сочетании с внепечной обработкой чугуна, стали и непрерывной разливкой стали в России наиболее эффективен. Этот комплекс обладает недостижимыми в любом другом процессе массовой металлургии возможностями производства металла высокого качества любых назначений. Наличие в таком комплексе установки «печь - ковш» позволяет производить сталь с любой степенью легирования.

Предпочтительным направлением развития отрасли в настоящий момент является развитие кислородно-конвертерного производства, хотя в последнее время появились некоторые сомнения в правильности избранного пути. Дело в том, что кислородно-конвертерное производство предпочтительно при больших объемах производства - более 3 млн т. Но одна из важнейших тенденций развития экономики - снижение материалоемкости. С каждым годом металлоемкость машиностроительной продукции падает, что, несомненно, в ближайшем будущем вызовет значительное падение потребности в металле. Поэтому сверхмощное оборудование - не самый оптимальный вариант на перспективу. К тому же доменное производство существенно ухудшает экономические показатели сталей, полученных конвертерным способом.

Мощные конвертерные производства расположены в Череповце, Липецке, Нижнем Тагиле, Челябинске, Магнитогорске, Новокузнецке.

На Новолипецком комбинате внедрена технология корректировки металла по составу и температуре вне конвертера; в Череповце - технология передела низкомарганцевого чугуна в высококачественную сталь.