Тема 7. Черная металлургия

Цель: Выявить технико-экономические особенности черной металлургии и углубить представления о технологических особенностях производства основных видов черных металлов.

Основные понятия: Черные металлы, твердость металла, хрупкость металла, флюс, обжиг руды, флотация, магнитная сепарация, основные огнеупоры, шамот, доменная печь, мартен, агломерация, шихта, колошник, кокс, КИЛО, ферросплавы, внедоменная металлургия, серый и белый чугун, кислородный конвертер, изложницы, электронно-лучевая плавка, непрерывная разливка стали.

Вопросы для обсуждения:

1. Значение производства черных металлов в народном хозяйстве России.

2. Охарактеризуйте сырьевую базу черной металлургии, расскажите о подготовке руды к плавке.

3. Какие историко-технологические стадии прошла черная металлургия от древности до наших дней? Назовите новейшие способы получения стали.

4. Расскажите о технологических особенностях получения черных металлов в Белгородской области.

5. Какие последовательные производственные стадии объединяет в своем составе черная металлургия?

6. В чем эффективность комбинирования в черной металлургии? Какие факторы определяют размещение предприятий черной металлургии?

7. Экологическое воздействие черной металлургии.

Задание 1. Составьте таблицу: «Сырьевая база черной металлургии». В таблице следует отразить краткую геологическую характеристику (указать основные районы распространения) основных железосодержащих руд – красного железняка, магнитного железняка, бурого железняка, шпатового железняка, а также марганцевых руд и флюсов. В качестве вспомогательного материала необходимо охарактеризовать основные, нейтральные и кислые огнеупоры.

Задание 2. Начертите схему технологического процесса черной металлургии (от добычи до получения проката). Выделите основные стадии, побочные и вспомогательные производства.

Задание 3. Составьте схему производственно-экономических связей основных металлургических баз страны- Юга, Урала, Сибири, Центра, выделяя особенности положения, сырьевую и топливную базы этих районов, указывая крупнейшие предприятия, районы потребления и обозначая связи по сырью, топливу и потреблению.

Задание 4. Сравните и письменно проанализируйте технологиче­ские особенности доменного и внедоменного способов по­лучения стали. Какие преимущества и недостатки имеет каждый из вышеперечисленных способов?

Задание 5. Изучите сырьевую базу черной металлургии России. Проанализируйте данные таблицы и сделайте выводы о роли отдельных районов в общегеологических и промышленных запасах железных руд.

Таблица 6

Распределение запасов железных руд России по экономическим районам

Экономические районы	Среднее содержание железа, %	Балансовые запасы на 01.01.91, млрд. т
		А+В+С,	С2
Россия, всего	35,9	55,6	41,8
Северный	29,8	2,8	0,3
Центрально-Черноземный и Центральный	41,5	31,7	30,6
Уральский	20,6	9,3	5,5
Западно-Сибирский	36,8	1,9	0,9
Восточно-Сибирский	34,6	5,3	1,9
Дальневосточный	32,5	4,4	2,6

*составлена по [38]

Задание 6. Изучите на рисунке 1 схему технологического процесса комбината полного цикла, включающего производства чугуна, стали и проката. Выявите производственные связи при использовании угля и железной руды. Какие преимущества имеет электрометаллургическая плавка черных металлов в сравнении с мартеновским и кислородно-конвертерным способами?

Методические указания. Особенностью технологического процесса на комбинате полного цикла является материалоемкость производства. На 1 тонну стали расходуется до 7 тонн сырья, топлива и флюсов (см. приложение 3). Для производственного процесса, представленного полным циклом, необходимо использовать большой объем воды. Как правило, комбинат включает в себя кроме доменного, сталелитейного и прокатного производства еще коксохимическое и азотнотуковое, под которые отводятся большие промышленные площадки.

НТП в черной металлургии позволил перейти к бездоменному получению стали. Новая технология бездоменного производства включает добычу, производство железорудных окатышей, цех металлизации, электроплавильный и прокатный цеха. Единственный завод такого типа в России работает в Старом Осколе.

Рис. 1. Производственные процессы и типы предприятий черной металлургии.

*составлено по [38]

Задание 7. Подготовьте доклады на следующие темы: 1. Основные отличия в воздействии на окружающую среду предприятий добывающей и перерабатывающей промышленности 2. Как различаются по характеру воздействия на среду производства металлургического комбината полного цикла? Какие из производств выделяются выбросами пыли, соединений азота, какие вносят основной вклад в загрязнение водных ресурсов? 3. Покажите на примере одного из районов экологические последствия открытой (карьерной) добычи сырья.

Задание 8. Подготовьте краткое письменное сообщение по одной из предложенных ниже тем: «Мартеновский способ полу­чения стали», «Секреты дамасской стали», «Кислородный конвертер», «Дуплекс – процесс», «Технология проката ме­талла».

Задание 9. Используя данные таблицы 7 и карту «Черная металлургия», обозначьте на контурной карте центры выплавки черных металлов. Охарактеризуйте производственные связи на территории основных металлургических баз.

Методические указания. На контурную карту нанесите основные месторождения железных руд, угля, центры выплавки черных металлов и производственные связи. Пунсонами различной окраски покажите заводы полного цикла, доменные, передельные, трубопрокатные и ферросплавные. Заводы полного цикла выделите значками большого размера. Железорудные и топливные базы отметьте традиционными условными знаками.

Таблица 7

Заводы основных металлургических баз

Тип предприятий	Промышленные центры
Уральская металлургическая база
Полного цикла	Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новотроицк, Серов, Белорецк
Доменные	Сатка
Передельные	Ижевск, Лысьва, Златоуст, Екатеринбург
Трубные	Челябинск, Первоуральск Каменск-Уральский
Ферросплавов	Челябинск, Серов
Железорудная база	Месторождения Урала (Качканар, Бакал, Орско-Халиловское), КМА, Казахстан (Лисаковское, Соколовско-Сорбайское), Западная Сибирь (Горная Шория)
Топливная база	Уголь-Кузбасс, Караганда Газ – Западная Сибирь, Оренбургская область
Центральная металлургическая база
Полного цикла	Липецк, Череповец, Тула
Доменные	Тула
Электрометаллургия	Старый Оскол
Передельные	Москва, Электросталь, Нижний Новгород, Выкса, Кулебаки, Орел
Трубные	Москва, Выкса
Железорудная база	Месторождения КМА, Кольско-Карельская группа (Ковдорское, Костомукшское)
Топливная база	Уголь-Кузбасс, Донбасс, Печорский бассейн Газ- Западная Сибирь, Поволжье, Европейский Север, Шебелинка
Сибирская металлургическая база
Полного цикла	Новокузнецк
Ферросплавов	Новокузнецк
Передельные	Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петропавловск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре
Железорудная база	Горная Шория, Коршуновское месторождение
Топливная база	Уголь- Кузбасс, Южная Якутия Газ- Западная Сибирь

*составлена по [38]