Черная металлургия

Понятия "индустрия", "индустриализация" напрямую связаны с черной металлургией, с производством и потреблением чугуна и стали, долгое время объединяемые общим названием − железо.

Горный инженер, крупный специалист в области горного дела ФРГ Карл Бакс (1986 г.), пишет, что многолетние поиски истоков зарождения культуры металлургии привели его в Закавказье, где "был достигнут хотя и неожиданный, но тем не менее большой успех: там впервые удалось выковать железо из руды. Армения стала, как писал Эсхил (ок. 525−456 гг. до н.э.), "родиной железа"". Есть и другое мнение: "В Центральной Европе выплавка железа из руды началась, как предполагают, за 1100 лет до нашей эры. Доменные же печи появились лишь 400 лет назад." (Х. Винклер, 1986).

Новую эру в производстве железа открыли представители династии английских заводчиков Дэрби, которые впервые в доменном процессе использовали каменноугольный кокс вместо дефицитного и менее эффективного древесного угля.

С тех пор технология выплавки чугуна и получения стали постоянно совершенствуются. В середине ХІХ в. англичанин Генри Бессемер изобрел грушевидной формы печь для получения стали, а Сидней Томас ее усовершенствовал. Француз Пьер Мартен изобрел "мартеновскую печь", которая позволила обогащать бедные руды железным ломом. В 1914 г. удалось получить нержавеющую сталь, добавив к ней хром и никель. Затем вместо воздушного стало применяться кислородное дутье в процессе плавки, появились плазменные печи большой мощности и машины непрерывной разливки стали. Во второй половине ХХ в. традиционная технология (руда − уголь − кокс − доменная печь − кислородный конвертер) стала постепенно вытесняться новыми методами получения стали, при которых руда не переплавляется, а освобождается от кислорода химическим путем при более низких температурах, 700−1100˚С. Ожидается, что производство стали методом прямого восстановления достигнет 30 % общего производства стали в мире к 2005 г., однако этот метод применим к руде, содержащей не менее 60 % железа.

В земной коре железо − самый распространенный металл, его масса оценивается в 755 трлн т. Сороковая часть ее сосредоточена в железорудных месторождениях, в которых главными минералами являются магнезит, магмомагнетит, титаномагнетит, сидерит, железистые хлориды и др.

Содержание железа в рудах различных месторождений и железорудных бассейнов весьма дифференцировано. Бразильские руды, которые содержат в среднем 68 % железа, считаются лучшими. В Центральной Европе разрабатываются бедные руды (30−40 %), в бывшем СССР содержание металла в рудах в среднем было 60 %, затем следуют руды Австралии, США, Китая, Канады и т.д.

Общегеологические запасы железных руд в мире оцениваются по-разному − от 260 до 400 млрд т. Регионы мира по запасам железной руды (в млрд т) выстраиваются следующим образом: СНГ − 111,0; Европа − 20,3; Азия − 67,5; Африка − 59,4; Северная Америка − 50,7; Латинская Америка − 61,7; Австралия − 23,4 (В.П. Максаковский, 1995 г.). В Северной Америке основные залежи железных руд приурочены к металлогеническим провинциям у озера Верхнего и на полуострове Лабрадор. В Австралии основные месторождения находятся на западе в районах Пилбара, Том-Прайс и Роб-Ривер. В Западной Европе крупные запасы железной руды сосредоточены во Франции (Лотарингия), в Великобритании (Восточный Мидленд), в Швеции (Кируна), в Испании ( Галисия, Астурия). Крупные запасы железных руд разведаны в юго-восточной части Бразилии, на северных склонах Гвианского нагорья в Венесуэле, а также в Колумбии.

В Азии особое значение как по величине запасов, так и высокому качеству руды имеют месторождения в полуостровной части Индии (штаты Бихар, Орисса, Мадхья-Прадеш), в Африке − Алжир, Либерия, Сьерра-Леоне, Нигерия, Габон. В СНГ основные железорудные районы имеют место в России (Курская магнитная аномалия), Качканорская группа месторождений на Урале, Кузнецкий и Ангаро-Илимский в Сибири, Криворожский бассейн в Украине, Кустанайский бассейн в Казахстане и многие другие. Железорудные ресурсы России характеризуются тем, что в европейской части страны преобладают богатые железистые кварциты, особенно магнетитовые, а также богатые гематитовые и мартитовые руды, тогда как в восточных районах более бедные магнетиты, титаномагнетиты и бурые железняки.

Территориальное сочетание руд и качественных коксующихся углей способствовали возникновению мощных исторически сложившихся районов черной металлургии в Великобритании (Йоркшир, Средняя Шотландия, Мидленд, Северо-Восточная и Северо-Западная Англия), во Франции (восточная часть Центрального массива, Лотарингия), в Германии (Рур, Саар), в США (Западная Пенсильвания), России, Украине.

По мере совершенствования технологии производства черных металлов, определившей ее меньшую зависимость от руды и кокса, расширения ассортимента выпускаемой продукции, в том числе на экспорт, возросшей зависимости от импорта огнеупоров, марганца, хрома, других легирующих металлов, во второй половине ХХ в. происходит сдвиг в географии отрасли к морским транспортным коммуникациям. Возросло значение портовых комплексов в эстуариях крупных рек, на побережье морей и океанов. Кроме того, обострились экологические проблемы, которые способствовали вытеснению горной металлургии на прибрежные территории и острова. Так, в Японии 4/5 всех мощностей горной металлургии размещено на Тихоокеанском побережье, часто на участках суши, отвоеванной у моря. Основные центры черной металлургии − Иокогама, Токио, Кавасаки, Осака, Кобе. Крупнейшие комбинаты − "Химедзи" и "Фукуяма" на острове Хонсю, "Явата", "Кокура" на острове Кюсю, "Муроран" на острове Хоккайдо и др. В Италии заводы и комбинаты отрасли расположены вдоль моря в районе Генуи, Неаполя, Торонто. Во Франции − в районе Дюнкерка, Марселя; в ФРГ − Бремен, Гамбург; в США − это заводы на Великих американских озерах, на Атлантическом побережье - Балтимор, на побережье Мексиканского залива − Хьюстон.

Решение проблем охраны окружающей среды, как уже указывалось выше, особенно во второй половине ХХ столетия, способствовало перемещению металлургических заводов с доменным и сталеплавильным производством в развивающиеся страны, где к тому же стоимость рабочей силы намного ниже, а сырьевые ресурсы еще не выработаны. В литературе имеются сведения, что за период с 1950 по 1990 гг. в развивающихся странах выплавка стали возросла примерно в 25 раз (с 3,4 млн т до 70 млн т), тогда как в развитых странах (включая постсоциалистические страны) − лишь в 3,5 раза (табл.29).

Таблица 29