
- •Тема 1. Основные понятия в черной металлургии
- •1.1. Особенности металлов и металлургических процессов
- •1.2. Свойства металлов (черные – железо, марганец, хром; цветные – остальные)
- •1.3. Современное металлургическое производство и его продукция
- •1.4. Материалы для производства металлов и сплавов
- •Исходные материалы для производства чугуна
- •1.5. Мировой рынок металлопродукции и Украина
- •Тема 2. Технология производства чугуна и стали
- •2.1. Производство чугуна
- •Доменное производство
- •1. Подготовка руд к доменной плавке
- •2. Выплавка чугуна
- •Бездоменное производство
- •1. Индукционная плавка
- •2.Электродуговая плавка
1.5. Мировой рынок металлопродукции и Украина
В развитых странах до 70 % валового национального продукта (ВНП) составляет продукция, содержащая металлы. Причем доля черных металлов среди конструкционных материалов находится в пределах 90-92%. Именно поэтому металлургия является базовой отраслью промышленности. Такой она останется и в XXI веке. Прогнозы 60-70-х гг. ХХ века о расширении масштабов замены стали пластмассами, алюминием, композитами, керамикой не оправдались. Реально доля замены сталей альтернативными материалами находится в пределах 2-5 %. Поэтому все возрастающее значение будет приобретать способность материала к повторному использованию - рециклированию, исключающему загрязнение и загромождение окружающей среды. По всем этим параметрам сталь превосходит альтернативные материалы. Количество рециклирования пластмасс не достигает и 10%, а для таких новых материалов, как композиты, керамика, стекловолокно, пока вообще равно нулю.
География черной металлургии складывается под влиянием топливно-ресурсных факторов - каменноугольных и железорудных бассейнов. Наиболее богаты железной рудой КНР, Бразилия, Австралия, Украина, Индия, США, Россия, Канада, страны Северной Африки. В последние Десятилетия добыча железной руды в развитых странах Европы и США стабилизировалась или даже уменьшилась из-за оскудения ряда месторождений. В настоящее время главные страны - экспортеры железной руды - Бразилия, Австралия, Индия, Канада, ЮАР.
В эпоху НТР черная металлургия ориентируется на грузопотоки железной руды и коксующегося угля. В результате в развитых странах произошел сдвиг отрасли к морским портам - в США, Японии, странах Западной Европы.
В последнее время широкое распространение получает ориентация на потребителя, что объясняется переходом от сооружения комбинатов-гигантов к созданию мини-заводов, имеющих более свободное размещение.
Ведущими странами в производстве металла являются КНР, Япония, США, Россия, Германия, Республика Корея, Украина. В то время как в развитых странах выплавка стали либо снижается, либо остается стабильной, в развивающихся странах она увеличивается. Это прежде всего касается Бангладеш, Индии, Мексики, но надо иметь в виду, что в этих странах производится основной «рядовой» металл, а качественные стали по-прежнему выплавляются в развитых странах.
Цветная металлургия по объему производства уступает черной в 20 раз. Для руд тяжелых металлов типично низкое содержание самого металла. Поэтому металлургия тяжелых цветных металлов имеет сырьевую ориентацию в размещении предприятий.
Так, в США, Канаде, Австралии, России, Испании, Польше, Чили, Замбии, Перу подобная ориентация привела к тому, что главные центры выплавки меди сформировались в местах добычи медной руды. В развивающихся странах сложились начальные стадии производства -добыча руды, производство концентрата и черновой меди. Конечные стадии производства сосредоточены в тех странах, где нет собственных запасов медной руды.
Во второй половине 1970-х годов был взят курс на ресурсосбережение и охрану окружающей среды, выплавка тяжелых металлов в развитых странах стала сокращаться, а в развивающихся - наоборот, увеличиваться. Здесь стали осваиваться не только начальные, но и конечные стадии производственного процесса, налаживается выпуск рафинированной меди. В результате наблюдается территориальный разрыв между производством и потреблением тяжелых металлов. Главные экспортеры рафинированной меди - Чили, Замбия, Народная Республика Конго, Перу, Филиппины, а главные импортеры - США., Германия, Франция, Италия, Япония, Великобритания.
Руды легких металлов, прежде всего алюминия, по содержанию полезного компонента — глинозема — напоминают железную руду (40-60%) и поэтому вполне транспортабельны.
Основные запасы бокситов сосредоточены в Австралии, Гвинее, Бразилии, КНР, Индии, Суринаме. Выплавка же алюминия и других легких металлов очень энергоемкий процесс, который могут себе позволить развитые страны, где имеются крупные источники электроэнергии. Поэтому алюминиевая промышленность характеризуется сильным территориальным разрывом между добычей сырья и его переработкой и потреблением: добыча бокситов сосредоточена в основном в развивающихся странах, а производство глинозема и алюминия - в развитых. Швейцария, Бахрейн, абсолютно не имеющие алюминиевого сырья, выплавляют алюминий, используя дешевую электроэнергию, и полностью его экспортируют.
В мире по производству алюминия лидируют США, Россия, Канада, Китай, Австралия и Бразилия.
Современный научно-технический прогресс неразрывно связан с созданием эффективных энергосберегающих технологий, обеспечивающих комплексное использование сырья, материалов и снижение вредного воздействия на окружающую природную среду.
Металлургическое производство технологически сопровождается образованием значительно количества различных отходов, достигающих 30% от выпуска стали. Около 80% из них составляют шлаки, а около 20% приходится на пыли и прочие отходы.
На долю металлургии приходится 38% общих выбросов промышленности, из них на долю черной металлургии – 16%. В зарубежных странах значительные средства расходуются на мероприятия, предотвращающие загрязнение окружающей среды, например, в Германии эти суммы составляют 20-27 долл/т, в Северной Америке - 15 долл/т.
Основным потребителем энергии и источником эмиссии вредных веществ в окружающую среду является аглодоменный комплекс (более 70% выбросов приходится на агломерационное и коксохимическое производства). Поэтому принципиальное изменение технологии на этом участке производственного цикла может дать ощутимый эффект.
В агломерационном, доменном и сталеплавильном производствах железосодержащие шламы и пыли составляют 2-5% или 20-50 кг/т продукции. С переходом на взимание экологических налогов пропорционально объемам фактических выбросов производства, в том числе вывоза отходов на технологические свалки, наиболее прогрессивные кампании начали понимать, что значительно дешевле исключить или сократить количество отходов на местах их образования, чем выплачивать экологические налоги.