Развитие и размещение черной металлургии

Введение

Актуальность темы. Значение этой отрасли в современной экономике определяется, прежде всего тем, что она является главным поставщиком конструкционных материалов для машиностроения и одним из главных поставщиков этих материалов для строительства. В этом качестве черная металлургия испытывает в последнее время нарастающую конкуренцию со стороны цветной металлургии, поставляющей материалы на основе сплавов легких металлов, со стороны химической промышленности, выпускающей конструкционные пластмассы, а также со стороны ряда новых производств, создающих материалы на основе керамики и разного рода композиционные материалы.

Черная металлургия – это одна из важнейших базовых отраслей тяжелой индустрии. Её продукция служит основой развития машиностроения и металлообработки, строительства, а также находит широкое применение во многих других отраслях народного хозяйства. Система производств черных металлов охватывает весь процесс от добычи и подготовки сырья, топлива, вспомогательных материалов до выпуска проката с изделиями дальнейшего передела. В её состав входят: добыча, обогащение и агломерация железных, марганцевых и хромитовых руд; производство чугуна, доменных ферросплавов, стали и проката; производство электроферросплавов; вторичный передел черных металлов; коксование угля; производство огнеупоров; добыча вспомогательных материалов (флюсовых известняков, магнезита и др.); выпуск металлургических изделий производственного назначения.

Черная металлургия России отличается массовостью и высокой концентрацией производства, огромными масштабами использования сырья, топлива и вспомогательных материалов, тесным взаимодействием всех звеньев металлургического передела и его смежников, широкой утилизацией промышленных отходов.

Цель данной работы заключается в том, чтобы рассмотреть развитие и размещение черной металлургии.

Поставленная цель достигается путем решения следующих задач:

- дать характеристику  основных типов предприятий черной  металлургии и особенностей их  размещения;

- дать характеристику  основных металлургических баз;

- рассмотреть  производство черных металлов;

- раскрыть  проблемы экологического воздействия

1. Типы металлургических предприятий и факторы размещения отдельных видов производств.

Положительный фактор в отношении эффективности размещения предприятий - территориальные сочетания коксующихся углей и железных руд: Донбасс - КМА, Южно-Якутский бассейн - Алданский бассейн и др. Взаимное расположение ресурсов железной руды и коксующегося угля, их количество, качество, условия эксплуатации, близость к промышленным центрам и транспортным магистралям определяют значение каждой сырьевой и топливной базы металлургического производства в территориальном разделении труда. Европейская часть стоит далеко впереди восточных районов по разведанным запасам железных руд, а по разведанным запасам коксующегося угля заметно им уступает. В восточных районах, наоборот, топливных ресурсов значительно больше по сравнению с сырьевыми.

По добыче железной руды и коксующегося угля соотношения между европейской и восточными районами иные. Первая дает сырья в 5 с лишним раз, а топлива в 1,5 раза больше, чем восточные районы. При этом около 1/2 коксующегося угля - в Донбассе. Этот уголь (в натуральном виде и как кокс) поступает во многие районы европейской части, а также идет на экспорт. Основной источник топлива Кузбасс (около 1/3 общего объема добычи коксующегося угля).

Характерной тенденцией развития черной металлургии является сосредоточение добычи металлургического сырья на самых крупных и выгодных по условиям эксплуатации месторождениях при широком развертывании открытого способа с последующим обогащении железных руд, а также производством металлизированных окатышей. Основными сырьевыми базами черной металлургии будут в перспективе КМА в европейской зоне, Ангаро-Илимский и Алданский бассейны - в восточных районах.

В настоящее время соотношение затрат на сырье и топливо показывает, что предприятия, расположенные вблизи источников железных руд и пользующиеся привозным топливом, при прочих равных условиях способны давать более дешевый металл по сравнению с теми предприятиями, которые находятся у источников коксующегося угля и работают на привозном сырье. Однако практически размещение металлургического производства в одинаковой мере зависит как от сырьевого, так и от топливно-энергетического фактора, что подтверждается опытом нашей страны. В России черная металлургия, являясь основой формирования многих промышленных комплексов, притягивает к себе различные топливоемкие производства (химия, электроэнергетика, промышленность строительных материалов и др.). Поэтому наряду с районами распространения железных руд она находит благоприятные предпосылки и в пределах угольных районов.

Черная металлургия полного цикла тяготеет в зависимости от экономической целесообразности к источникам сырья (Урал, центральные районы европейской части), топливным базам (Донбасс, Кузбасс).

В отдельных случаях целесообразно территориальное расчленение едимого металлургического цикла путем размещения производства чугуна и стали вблизи источников сырья, а производство проката с изделиями четвертого передела (гнутые профили, листовая сталь с различными покрытиями, ленты и др.) - в районах концентрированного потребления готовой продукции. Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от проката, амортизационный лом) и на места потребления готовой продукции, поскольку наибольшее количество металлического лом накапливается в районах развитого машиностроения. Ещё теснее взаимодействует с машиностроением "малая" металлургия.

Особыми чертами размещения отличается производство ферросплавов и электросталей. Ферросплавы - сплавы железа с легирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний и др.) - получают в доменных печах и электротермическим способом. В первом случае - на металлургических предприятиях полного цикла, а также с двумя (чугун - сталь) или одним (чугун) переделом, во втором - на специализированных заводах. Электротермическое производство ферросплавов из-за высоких расходов электроэнергии (до 9 тыс.кВт*ч на 1т продукции) оптимально в районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов. Производство электросталей развито близ источников энергии и металлического лома.

Исторически отечественная черная металлургия впервые возникла в центральных районах европейской части страны. Начиная с XVIII века производство черных металлов переместилось на Урал, который в течение длительного времени являлся основным металлургическим районом.

Из общего количества выплавляемого в стране чугуна свыше 9/10 составляет передельный, остальное приходится на литейный чугун, а также в небольших размерах - на доменные ферросплавы. Производство чугуна сосредоточено в РСФСР (свыше 1/2 всей выплавки), где локализуется на Урале, в Центральном, Центрально-черноземном и Северном районах, в Западной Сибири.

Сложившееся размещение предприятий черной металлургии показывает, что при значительной территориальной сосредоточенности производства большинство районов страны использует металл, выплавляемый на Урале.

На территории России выделяются три металлургические базы - Центральная, Уральская, Сибирская. Эти металлургические базы различаются масштабами; специализацией и структурой производства; транспортно-географическим положением, обеспеченностью сырьевыми и топливно-энергетическими ресурсами, характером размещения предприятий, уровнем развития концентрации и комбинирования, технико-экономическими показателями выплавки металла и др. признаками.

Особенности расположения металлургических баз России представлены в приложении 1.

Уральская металлургическая база является самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, поэтому значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Укрепление сырьевой базы связано с освоением титаномагнетитов (Качканарское месторождение) и сидеритов (Байкальское месторождение), на которые приходится 3/4 запасов железных руд. Первые уже вовлечены в разработку (Качканарский ГОК). На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Новотроицк, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др.). При значительном развитии передельной металлургии главную роль играют предприятия с полным циклом. Они расположены в основном вдоль восточных склонов Уральских гор. На западных склонах в большей мере представлена передельная металлургия.

Концентрация производства на Урале высокая. Преобладающую часть черных металлов дают предприятия -гиганты (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил), которые возникли в годы индустриализации в составе Урало-Кузнецкого комбината (УКК). Вместе с тем на Урале сохранилось много мелких заводов (хотя и реконструированных), выпускающих свыше 1/10 чугуна и стали, и более 1/5 всего проката. Видное место занимает производство ферросплавов доменным (Чусовой) и электротермическим (Серов, Челябинский) способами, трубопрокат (Первоуральск, Челябинск). Кроме того, Урал - единственный район, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк).

Черная металлургия Урала в настоящее время частично реконструируется (первая очередь сталеплавильного производства на Магнитогорским комбинате и металлургические заводы небольшой мощности).

Центральная металлургическая база - район раннего развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Центр, будучи старым районом черной металлургии развивался сравнительно недавно в двух, не связанных между собой, направлениях: первое - выплавка литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула, Липецк), второе - производство стали и проката главным образом из металлического лома (Москва, Электросталь, Нижний Новгород и др.).

Черная металлургия Центра полностью зависит от привозного топлива (донецкий уголь или кокс). Большое значение имеет металлический лом. Почти вся железная руда разрабатывается открытым способом. Наряду с богатыми рудами в массовом количестве добывают железистые кварциты (Лебединский, Михайловский и Стойленский ГОКи). Осваивается Яковлевское месторождение богатых руд.

Металлургическая база Сибири как металлургическая база России находится в процессе формирования. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится примерно пятая часть производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали. Современное производство представлено двумя мощными предприятиями с полным циклом - Кузнецким металлургическим комбинатом и Западно-Сибирским заводом (Новокузнецк), и несколькими передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский, Комсомольск-на-Амуре), а также заводом ферросплавов (Новокузнецк). Сырьевой базой служат железные руды Горной Гиории, Хакасии и Ангаро-Илимского бассейна (Кормуновский ГОК). Топливная база - Кузбасс.

Черная металлургия Сибири и Дальнего Востока ещё не завершила своего формирования. Поэтому на основе эффективных сырьевых и топливных ресурсов в перспективе возможно возникновение новых центров черной металлургии, в частности Тайшетского завода на кузнецких углях и ангаро-илимских рудах, а также Барнаульского завода для передела лисаковских бурых железняков с получением насыщенных фосфором шлаков, что важно для удовлетворения потребностей Сибири в минеральных удобрениях.

На Дальнем Востоке перспективы развития черной металлургии связаны с созданием предприятия полного цикла с использованием коксующихся углей Южно-Якутского бассейна.

Производство черных металлов по группам районов России представлено в приложении 2.

Межрайонные связи по черным металлам в значительной мере обусловлены:

2. разнообразием выпускаемых профилей проката и региональными различиями в структуре их потребления;
3. высокой территориальной концентрацией производства проката;
4. территориальная рассредоточенность потребления проката;
5. несогласованностью в масштабах различных переделов (чугун, сталь, прокат) по металлургическим базам;
6. отсутствием трубопроката в восточных районах.

Черная металлургия имеет следующие особенности сырьевой базы:

- сырье характеризуется относительно большим содержанием полезного компонента - от 17% в сидериновых до 53-55% в магнетитовых железняках. На долю богатых руд приходится почти пятая часть промышленных запасов, которые используются для обогащения;

- разнообразие сырья в видовом отношении (магнетитовые, сульфидное, окисленное и др.), что дает возможность использовать разнообразную технологию и получать металл с самыми различными свойствами;

различные условия добычи (как шахтная, так и открытая, на долю которой приходится до 80% всего добываемого в черной металлургии сырья);

- использование руд, сложных по своему составу (фосфористые, ванадиевые, титаномагнетитовые, хромистые и др.). При этом более 3/5 составляют магнетитовые, что облегчает возможность обогащения.

Исключительно важно освоение в промышленных масштабах технологии получения железа из руд методом прямого восстановления, которое к тому же является значительно менее энергоемким, чем доменное производство. На территории Курской магнитной аномалии (КМА) в настоящее время действует Оскольский электрометаллургический комбинат, проектная мощность которого 5 млн.т металлизированных окатышей и 2,7 млн.т проката в год.

Комбинаты - основной тип предприятий черной металлургии большинства индустриально развитых стран. Предприятия с полным циклом дают свыше 9/10 чугуна, около 9/10 стали и проката. Кроме того, есть заводы, выпускающие чугун и сталь, сталь и прокат (включая трубные и метизные заводы), а также раздельно чугун, сталь и прокат. Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии.

Особую группу по технико-экономическим параметрам составляют предприятия с электротермическим производством стали, и ферросплавов.

Существует "малая металлургия" - производство стали и проката на машиностроительных заводах.

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 и 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, передельная и "малая" отличаются друг от друга по условиям размещения. Для размещения первой особенно большое значение имеют сырье и топливо, на них приходится 85-90% всех затрат по выплавке чугуна, в том числе примерно 50% на кокс и 35-40% на железную руду. На 1т чугуна требуется 1,2-1,5т угля (с учетом потерь при обогащении и коксовании), 1,5т железной руды, свыше 0,5т флюсовых известняков и до 30 м3 оборотной воды. Это подчеркивает важность взаимного транспортно-географического положения сырьевых и топливных баз, источников водоснабжения и вспомогательных материалов. Балансовые запасы железных руд составляют 107,1 млрд.т, в том числе разведанные - 63,7 млрд.т, или свыше 2/5 мировых ресурсов (1975г). Из них примерно 15% - богатые руды (с содержанием железа свыше 55%), используемые без обогащения. В пределах КМА (16,7 млрд.т) и Криворожского бассейна (15,5 млрд.т) сосредоточено более 1/2 общих разведанных запасов. Выделяются также Качканарская группа месторождений (6,1 млрд.т) на Урале.

2. Проблемы окружающей среды в районах черной металлургии.

На нынешнем этапе развития народного хозяйства резко обострилась экологическая обстановка во многих районах России, что не может не учитываться в процессе размещения металлургических предприятий.

Большое влияние на состояние окружающей среды оказывает металлургический комплекс. Металлургические предприятия являются крупными загрязнителями атмосферы, водоемов, лесных массивов, земель.

На долю предприятий черной металлургии приходится 20-25% выбросов пыли, 25-30% окиси углерода, более половины окислов серы от их общего объема в стране. Эти выбросы содержат сероводород, фториды, углеводороды, соединения марганца, ванадия, хром и др.. Предприятия черной металлургии забирают до 20% воды общего ее потребления в промышленности и сильно загрязняют поверхностные воды. Добыча железной руды карьерным способом превращает плодородные ландшафты в техногенные: карьеры, отвалы пустой породы, терриконы. Происходит деструкция-физическое разрушение производственной деятельности человека. Над агломерационными фабриками тянутся из труб «Лисьи хвосты»- клубы рыжего едкого дыма(это продукты выгорания серы).При выплавке 1т чугуна, в атмосферу выбрасывается 4,5кг пыли,2,7 кг сернистого газа(источника образования кислотных осадков),0,5 кг марганца, а так же мышьяк, фосфор, сурьма, свинец, пары ртути смолистые вещества.

Например, объём выброса вредных веществ в атмосферу Магнитогорским металлургическим комбинатом в год составляет, в среднем, 527 тыс.т, Череповецким-494, Новолипецким-459. Чем выше уровень загрязнения окружающей среды, тем больше затрат на предотвращение загрязнения. Рост этих затрат может привести к убыточности любого производства. Исходя из этого нужно рационально подходить к вопросу о добыче природных ресурсов. Добыча невозобновляемых ресурсов , согласно «Концепции устойчивого экономического развития», должна стать нормативной, а использование минерального сырья - комплексным.

Эксплуатация возобновляемых природных ресурсов, согласно международным требованиям, должна осуществляться хотя бы в рамках простого воспроизводства.

Дефицит пресной воды требует ее жесткой экономии и недопущение загрязнения.

Заключение

Главное направление развития черной металлургии в перспективе – улучшение качества и увеличение выпуска более эффективных видов продукции. Это будет достигнуто благодаря:

- опережающему росту сырьевой базы, повышению содержания железа, марганца и хрома в концентратах, освоению технологии обогащения окисленных железных кварцитов; изменению пропорций между способами выплавки стали в пользу кислородно-конвертерного и электросталеплавильного переделов при абсолютном сокращении мартеновского способа;

- совершенствованию структуры прокатного производства путем опережающего роста выпуска холоднопрокатного листа, проката с упрочняющей термической обработкой, фасонных и высокоточных профилей проката, экономичных и специальных видов стальных труб, в том числе многослойных труб для газопроводов;

- применению прогрессивных технологий, особенно в связи с прямым восстановлением железа из руд, развитием порошковой металлургии, специальных переплавов и внепечной обработки стали, непрерывной разливки стали;

- более полному использованию лома черных металлов и металлосодержащих отходов.

Список литературы

1. Абазов, Р. Политика России в АТР: смена парадигм / Р. Абазов. // «Мировая экономика и международные отношения». 1997. – №2.
2. Андро, Ю.Л. Мировая экономическая глобальные тенденции за 100 лет / Под ред. И.С. Коралева, М.; 2012.
3. Базылева Н.И., Гурко С.П. Экономическая теория. – Минск Изд-во БГЭУ, 2011 г.
4. Заставенко В.В., Райзберг Б.А. Государственные программы и рынок. Экономист №3, 2011 г.
5. Ишаев, В.И. Международное сотрудничество региональный аспект / В.И. Ишаев М.; 2010.
6. Камаев В.Д. Учебник по основам экономической теории (экономика). Изд-во Лист-Нью, 2010 г.-с. 170.
7. Лившиц В.П. Государство в рыночной экономике. Российский экономический журнал. №11–12, 2011.
8. Лобко А.Г., Тенов Р.А. Управление рынком. – М.: Изд-во МГАП Мир книги, 2011 г.-с. 305.
9. Маневич Б.А. О закономерном становлении рынка. Вопросы экономики. 2012 г., №9
10. Размещение производственных сил / Под ред. Л.М. Масовского. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2012.

Приложение 1.

Особенности расположения металлургических баз России.

Приложение 2.

                Производство черных металлов по группам районов России.