
- •Тема 1 Современные технологические схемы, состояние производства и ресурсная база металлургии железа.
- •Основные промышленные технологии металлургии железа.
- •1.2 Ресурсные ограничения развития черной металлургии и экологические требования.
- •Ресурсная база черной металлургии.
- •Тема 3. Подготовка железных руд и техногенного железосодержащего сырья к металлургическому переделу
- •3.1 Требования к шихтовым материалам процессов выплавки чугуна и производства железа прямого получения. Технологии окускования железорудного и техногенного сырья.
- •3.2 Производство брикетов и технологии брикетирования. Углерод-железооксидные брикеты - энергетический и экологический аспекты.
- •Тема 4. Основы теории доменного процесса
- •4.1 Феноменологическое описание доменного процесса.
- •4.2 Горение топлива. Частичная замена кокса вдуваемыми топливами. Расход кокса и суммарный расход топлива в доменной плавке.
- •4.3 Теплообмен в доменной печи. Термодинамические аспекты восстановления оксидов железа в доменной печи
- •Термодинамические аспекты восстановления оксидов железа в доменной печи
- •4.4 Операционная прямая доменного процесса а. Риста
- •4.5 Формирование чугуна и шлака. Влияние их состава на технико-экономические показатели процесса.
- •4.6 Основы управления доменной плавкой. Оптимальное распределение шихты и газа в печи, условия и технические средства для его достижения.
- •4.7 Показатели работы доменных печей
- •4.8 Компьютерное моделирование и оптимизация процесса производства чугуна.
- •Тема 5 Альтернативные процессы выплавки чугуна и технологии прямого получения железа
- •Литература
-
Ресурсная база черной металлургии.
Россия, начиная с петровских времен, благодаря наличию многочисленных месторождений железной руды, включая относительно богатую и легковосстановимую, а также благодаря огромным запасам леса, становится одной из ведущих металлургических держав в мире. Переход на использование в металлургии чугуна каменного угля вместо древесного не изменил ресурсной ситуации России. И в настоящее время ресурсный потенциал России полностью обеспечивает ее текущие и перспективные потребности в железорудном сырье, угольном и газовом топливе.
Железорудное сырье
По выявленным ресурсам железных руд Россия стоит на первом месте в мире (рис.6).
Рис. 6. Выявленные мировые запасы железных руд в объеме 452 млрд. т
Такая же ситуация сохраняется и по подтвержденным (в мире таковых 156,7 млр.т) запасам железной руды (рис.7). Более 70 % подтвержденных запасов железной руды находятся на территории 9 стран, в каждой их которых запасы составляют не менее 3 млрд. т. Железорудные ресурсы России представлены, однако, в основном бедными рудами (рис. 7)
Рис. 7. Подтвержденные мировые запасы железной руды
Основные запасы железных руд в России расположены в ее центральной части (Курская магнитная аномалия), а также на Кольском полуострове, на Урале и в Западной и Центральной Сибири (рис. 8).
Рис. 8. География железорудной базы России
Абсолютное большинство железорудных месторождений России представлено бедными магнетитовыми рудами. Несколько небольших месторождений бурых железняков (Туканское, Березовское, Николаевское - в Сибири, Орско-Халиловское на Урале), Нижне-Ангарское месторождение гематитовой руды и Бакальское месторождение сидеритов не изменяют картины.
Каменный уголь
В современных условиях черная металлургия является потребителем не только коксующихся каменных углей, из которых производится кокс, но и энергетических углей, которые используются для производства технологического пылеугольного топлива (ПУТ) для доменных печей. Из подтвержденных мировых запасов каменных углей (600 млр.т.) более 90 % приходится на 10 стран (рис. 9).
Рис.9 Подтвержденные мировые запасы каменных углей
По современному уровню добычи обеспеченность подтвержденными запасами каменного угля составит: Бразилии – на 1008 лет, Канады – на 555 лет, России – на 370 лет, США – на 216 лет, Китая – на 114 лет.
Основные запасы углей в России сосредоточены на востоке страны. Главным угольным регионом России является Центральная Сибирь (Таблица 6).
Таблица 6. Основные угольные бассейны России
Угольный бассейн |
Прогнозные ресурсы, % |
Неосвоенные районы |
81,4 |
Кузнецкий |
10,8 |
Печорский |
5,8 |
Южно-Якутский |
1,2 |
Восточный Донбасс |
0,4 |
Иркутский |
0,3 |
Канско-Ачинский |
0,1 |
Подмосковный |
0,1 |
Главные запасы коксующихся углей России (72,3 %) сосредоточены в Кузнецком бассейне (42,8 млр.т.). Угли этого бассейна отличаются низкой сернистостью и большим разнообразием марочного состава. Угли, добываемые в Печорском бассейне (разрабатываются месторождения Воргашорское и Воркутское) из-за сложных горно-геологических условий добычи имеют высокую себестоимость и не окупают затрат на добычу.
Технический и технологический уровень добычи углей в России остается существенно более низким, чем в США и в Австралии. В середине 90-х годов прошлого столетия более половины шахт В России имели срок службы более 40 лет и лишь 18 шахт – менее 15 лет. Половина шахт многие годы не реконструировалась. Экологическая обстановка на предприятиях угольной промышленности остается сложной. Накапливаются внешние отвалы, из которых многие продолжают гореть, загрязняя атмосферу. С вентиляционными отсосами из шахт в атмосферу ежегодно выбрасывается свыше 546 млн. м3 метана, который можно было бы использовать.
При остром дефиците в России некоторых марок коксующихся углей российский уголь экспортируется в ряд зарубежных стран. Наблюдается тенденция к росту поставок российского угля на внешний рынок. Крупнейшими Российскими экспортерами являются угольные предприятия Кузбасса (80 % поставок угля за рубеж).
Природный газ
Потенциальные ресурсы природного газа в России оцениваются в 216 трлн.м3, потенциальные ресурсы зарубежных стран - 336 трлн.м3. Мировые подтвержденные запасы природного газа составляют 173,772 трлн.м3. Россия по этим запасам также занимает первое, место в мире (рис.10).
Рис. 10. Подтвержденные мировые запасы природного газа