Черная металлургия Значение черной металлургии Технологические стадии при производстве черных металлов Добыча и запасы железной руды Страны-лидеры по производству. Роль черной металлургии в мировой промышленности
Черная металлургия - одна из старейших отраслей мировой промышленности, составляющая основу развития машиностроения и строительной индустрии.
В последние десятилетия произошли существенные изменения в технологии производства черных металлов: используются новые методы плавки, сокращаются производственные потери, в том числе за счет использования метода непрерывной разливки стали, повышается качество металла, сокращается его потребление в расчете на единицу конечной продукции. Сортов и марок чугуна ныне насчитывается несколько десятков, а разных сортов стали и изделий проката - до нескольких тысяч.
В то же время черная металлургия испытывает нарастающую конкуренцию со стороны химической промышленности (пластмассы, армированные стекловолокном), а также ряда производств, создающих материалы на базе керамики и углеволокна, и со стороны цветной металлургии, поставляющей все большее количество конструкционных материалов с использованием сплавов легких металлов. Однако сталь сохраняет свои позиции главного конструкционного материала, и объемы ее производства в мире растут (табл. 7.13).
Таблица 7.13
Производство основных видов продукции черной металлургии, млн т
Современная картина размещения предприятий черной металлургии формировалась под влиянием многих причин, обусловленных во многом научно-техническим прогрессом. Причем развитие и размещение предприятий черной металлургии в разных странах и регионах мира имеет специфические особенности. С внедрением новых технологий (ресурсосберегающих) в самой металлургии, а также с изменением сферы потребления черных металлов и снижением спроса на них меняется и организационная структура отрасли.
Основное исходное сырье для выплавки черных металлов - это железная руда. Используются также марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов. В прошлом, учитывая большую материалоемкость и энергоемкость производственного процесса, наибольшее значение при размещении предприятий черной металлургии придавалось фактору наличия источников сырья и топлива. Формировались гигантские промышленные (металлургические) районы в разных странах. Так, при выборе местоположения для заводов с доменным производством (металлургия полного цикла) соседство месторождений железных руд и каменного угля благоприятствовало возникновению в прежние времена предприятий черной металлургии во многих районах Великобритании (Йоркшир, Средняя Шотландия, Мидленд, Северо-Восточная и Северо-Западная Англия), во Франции (восточная часть Центрального массива, Лотарингия), в ФРГ (Рур, Саар), на севере Испании (Астурия), в США (Западная Пенсильвания), в России (Урал) и др.
Ведущие страны наращивали мощности предприятий черной металлургии. Чугун и стань мощным потоком устремились в промышленное производство (табл. 7.14).
Таблица 7.14
Выплавка чугуна и стали в отдельных странах мира, 1913 г.
Рассчитано по: Mineral Industry, 1930. Statistics (Technology and Trade during 1930). - N.-Y.-L., 1931.
В начале XX в. (1913) чугуна выплавлялось в мире больше, чем стали (соответственно 78 и 72 млн т). Но уже к 1950 г. ситуация изменилась и выплавка стали превысила производство чугуна в 1,5 раза. Это соотношение практически сохранилось и к началу XXI в.
Технологический процесс при производстве черных металлов. Включает добычу рудного сырья, обогащение руды, плавку (выплавка чугуна и стали), изготовление готового проката (разного профиля) и ферросплавов. Основное исходное сырье для выплавки черных металлов - это железная руда. Используются также марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов.
С развитием всех видов мирового транспорта уменьшилась значимость непосредственной близости металлургических заводов к месторождениям сырья и топлива. Это повлекло за собой увеличение значения других факторов, таких как емкость рынка сбыта продукции отрасли (потребительский фактор), удобство транспортно-географического положения, наличие соответствующей инфраструктуры, квалификация рабочей силы и др.
Чугун - сплав железа с углеродом (2-4%), содержащий постоянные примеси Si, Mn, S, Р, а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, V и др.). Как правило, чугун хрупок. Его выплавляют из железной руды в доменных печах. Основная масса чугуна перерабатывается в сталь, остальное - это литейный чугун (фасонное литье). Сталь - ковкий сплав железа с углеродом (до 2%) и другими элементами. Получают главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских, кислородно-конверторных и электрических печах (выплавка). По составу отличают углеродистую, легированную сталь и др. Легированная сталь - сплав. Для придания сплавам железа определенных физических, химических или механических свойств вводят в состав обычных сортов стали легирующие элементы - Cr, Ni, Mo, W, V, Т и др. (от 2,5 до 10% добавок).
В целях более полного использования всех ценных компонентов сырья, а также отходов производства черных металлов в состав металлургических предприятий входят цеха и заводы других отраслей хозяйства, изготавливающие химические продукты и стройматериалы. Таким образом, большинство предприятий черной металлургии - это комбинаты (металлургия полного цикла)
В целом на размещение предприятий черной металлургии оказывают влияние следующие факторы: сырьевой, транспортный, территориальной концентрации производства, экологический и др. Черную металлургию в целом отличает большая материалоемкость и энергоемкость производственного процесса (для выплавки 1 т чугуна необходимо в среднем 6 т сырья, включая руду, кокс, флюсы, огнеупоры, а также большое количество воды и электроэнергии). Именно поэтому в прошлом наибольшее значение придавалось фактору близости источников сырья и топлива. Ныне с развитием транспорта многие предприятия данной отрасли перемещаются в приморские районы и портовые центры, что обеспечивает дешевизну подвоза сырья и вывоза продукции морским путем.
Железо во всех его разновидностях (чугун, сталь и прокат из нее) было и остается главным массовым конструкционным материалом в современном . Вытеснив древесину в ряде строительных производств, соперничая с цементом и взаимодействуя с ним (железобетон), испытывая новых видов конструкционных материалов (полимерных, керамики), оно пока сохраняет роль лидера. Главная область применения черных металлов по-прежнему машиностроение, где возможности их эффективного использования продолжают расширяться, в частности благодаря покрытию стальных изделий полимерными пленками и металлами (цинк, олово), повышающими их коррозионную стойкость.
Черная металлургия сильно зависит от многих других отраслей народного хозяйства. Ее сырьевая база — продукция горнодобывающей промышленности ( , известняки, огнеупоры), топливной (коксующийся , природный газ) и электроэнергетика. обеспечивает поставку легируюших компонентов для разнообразных сплавов. Народное — важнейший источник получения лома и других отходов для их вторичного использования в металлургических переделах. Технологически черная металлургия тесно связана с некоторыми химическими производствами (коксование угля, использование кислорода и ряда инертных газов в процессах плавки металлов и т.д.). Большие объемы используемого сырья, получения готовой продукции и полупродуктов обусловливают их массовые перевозки разными видами .
Производство черных металлов, добыча и переработка сырья относятся к экологически опасным. Помимо в и загрязнения образуется много неутилизуемых отходов. Наиболее вредные — канцерогены коксохимического процесса, доменные выбросы, газы и пыль при агломерировании руды, конвертерного и других плавильных агрегатов, шлаки всех металлургических переделов. Использование больших количеств воды, изменение температуры после участия ее в металлургических процессах и попадание в нее их отходов приводит к химическому и температурному нарушению режима естественных источников водоснабжения.
С экономических позиций черная металлургия стала одной из самых малодоходных отраслей современной обрабатывающей промышленности. Развитие всех ее производств требует очень больших капитальных вложений, что обусловлено технологией выпускаемой продукции — ее большими объемами, оснащением предприятий дорогостоящим оборудованием, созданием развитой заводской инфраструктуры. На современных предприятиях отрасли до 15-20% общих капиталовложений приходится направлять на обеспечение экологической чистоты работы металлургического предприятия. В развитых странах мира требования к экологической безопасности все более ужесточаются.
Вложенные капиталы возвращаются более медленно, чем в других отраслях. Такой инвестиционный в отрасли далеко не соответствует ее роли в индустрии любой страны: удельный вес черной металлургии обычно не превышает 4-7%. Основная продукция черной металлургии имеет сравнительно невысокую цену — от 20 до 400 долл. за одну тонну. Это гораздо меньше, чем в любой другой отрасли обрабатывающей промышленности. Поэтому идут постоянные поиски путей повышения эффективности за счет внедрения новых видов оборудования, разработок более совершенных технологий во всех металлургических процессах, компьютеризации последних, особенно в сложных переделах (доменном, прокатном).
Путь повышения рентабельности черной металлургии, как показывает мировая практика, — существенные изменения ее отраслевой и территориальной структуры, отказ от традиционного комбинирования отдельных производств, повышение их специализации, сокращение за этот счет величины предприятий и объемов выпускаемой ими продукции. Все это приводит к большим межрегиональным, межстрановым и внутристрановым сдвигам в размещении отрасли и ее производств. Они стали особенно заметны в эпоху , способствуя формированию новой географии черной металлургии.
Воздействие НТП в отрасли избирательно в зависимости от решения конкретных задач и проблем в тех или иных производствах. В процессах облагораживания железной руды доминирующим стало получение металлизированных окатышей. Это улучшило качество руды для выплавки чугуна, а метод прямого восстановления из них железа вообще позволяет отказаться от доменного производства. В сталеплавильной промышленности широко внедрилась высокоэффективная кислородно-конвертерная выплавка металла, непрерывная разливка стали. В прокатном переделе особое значение приобрел «четвертый передел», существенно повышающий качество конечной для черной металлургии продукции.
Инновационные процессы заметно отразились на организации отрасли на всех уровнях, и прежде всего предприятий, оказав влияние и на другие отрасли народного хозяйства. Производство окатышей упростило перевозку этого железорудного сырья и обусловило большой территориальный разрыв между базами добычи сырья и предприятиями-потребителями. Получение проката высокого качества, с высокой точностью размеров неизмеримо увеличило круг потребителей такой продукции, особенно в .
Непрерывный спрос всех отраслей мирового хозяйства на черные металлы определил стремительное увеличение номенклатуры продукции отрасли. Так, если сортов и марок чугуна насчитывается всего несколько десятков, то стали — уже несколько тысяч. Количество же изделий прокатного производства в развитых странах достигает нескольких десятков тысяч видов, типов, размеров. Это обусловило необходимость их выпуска зачастую в сравнительно небольших объемах на узкоспециализированных предприятиях «четвертого передела», интенсивный внешнеторговый обмен такими видами продукции между многими странами.
Изменившаяся технология производства, типы используемого оборудования, характер спроса на продукцию отрасли сопровождался широкомасштабной реконструкцией и модернизацией предприятий: в доменном производстве сооружение гораздо более мощных домен; в сталелитейном — отказ от бессемеровского и мартеновского процессов выплавки стали, старого оборудования по ее разливу. Это способствовало формированию нового состава предприятий. Традиционное комбинирование всех металлургических переделов стало испытывать все большее воздействие процессов специализации металлургических заводов.
Особенно сильное воздействие на состав предприятий оказало создание мини- и мидизаводов мощностью в 0,1-1,0 млн т металлопродукции в год. Эти предприятия малой и средней мощности менее капиталоемки, сроки их строительства короче, инфраструктура проще, занятых на них меньше, у них лучше экологические условия производства. Такие узкоспециализированные заводы неполного металлургического цикла обычно вырабатывают качественные стали и разнообразный сложный прокат. Они для своих электродуговых печей обычно используют ресурсы местного металлолома, а выпускаемый ими прокат высокой стоимости расходится в стране и за ее пределами.
В черной металлургии всегда господствовали крупные компании, обладающие необходимыми средствами для инвестиций в строительство новых предприятий и техническое перевооружение старых. Они легче преодолевают неустойчивость мирового рынка черных металлов, его затоваривание, быстрее внедряют инновационные виды продукции. Предприятия отрасли в разных странах имеют неодинаковую форму собственности. В одних они полностью принадлежат частным владельцам, акционерным компаниям, в других — государству. Имеются и смешанные государственно-частные. Нередко ими владеют совместно национальный и иностранный капиталы.
Черная металлургия исторически складывалась как отрасль индустрии с очень большой мощностью оборудования. Особенно велика концентрация в выплавке чугуна и стали, где сам характер производства определяет очень крупные агрегаты, мощность которых продолжает расти. В прокатном производстве, особенно на заключительных стадиях четвертого передела, она значительно меньше. Именно в нем быстро растет количество малых и средних предприятий, которые создают фирмы, мало связанные организационно с крупнейшими металлургическими монополиями.
В эпоху НТР снижение металлоемкости народного хозяйства за счет существенного повышения качества металла, конкуренции пластмасс и синтетических смол, ряда цветных металлов оказало сильное воздействие на все развитие черной металлургии и изменение всех ее отраслевых структур.
Структуру черной металлургии определяет ряд разнородных производств, сильно отличающихся характером вырабатываемой в них продукции, техникой и технологией ее получения, направлением использования как в самой стране, так и за ее пределами. В структуре отрасли выделяются сырьевые производства (добыча и обогащение железной руды, ее агломерирование, сбор металлического лома и подготовка его к переплаву); полупродуктовые переделы (выплавка чугуна и доменных ферросплавов, стали и ее сплавов). Особое, определяющее значение имеют конечные переделы — получение проката и отливок из чугуна и стали. Добычу руд легирующих металлов, коксующегося угля, огнеупоров и других вспомогательных материалов в большинстве стран мира относят к другим отраслям индустрии.
Прогрессивные сдвиги в развитии черной металлургии отражает соотношение выплавки стали и чугуна. Растущее преобладание выплавки стали — результат увеличивавшегося спроса на прокат в машиностроении и строительстве. В начале века — в 1913 г. — чугуна производили в мире в 1,04 раза больше, чем стали. В 1950 г. стали получали уже в 1,67 раза больше, чем чугуна, так как выплавка была сосредоточена в немногих промышленных государствах мира. Создание крупного производства черных металлов во многих новых индустриальных странах в 1950-1995 гг. привело к снижению этого коэффициента до 1,43 (по развитым государствам он остается высоким: в Италии — 2,37, в — 1,87 и т. д.). В России в 1995 г. коэффициент упал до 1,28 (в СССР в 1990 г. он был 1,4). В КНР острый дефицит черных металлов, особенно стали и проката из нее, стимулировал выплавку литейного чугуна, что привело к уменьшению коэффициента в 1995 г. до 0,91.
Сырьевая база черной металлургии мира. Железная руда — основной исходный вид сырья в отрасли. В последние десятилетия освоены процессы использования руды для непосредственной выплавки стали, минуя стадию получения чугуна, что еще более увеличило роль железной руды во всем металлургическом производстве. Железная руда остается одним из самых массовых видов продукции мировой горнодобывающей промышленности: по объемам добычи она уступает только углю, и природному газу. Вместе с тем проблемы ее добычи, обогащения и транспортировки являются более трудными, чем этих энергоносителей.
Запасы разведанных железных руд в мире постоянно увеличиваются по мере развертывания геологоразведочных работ. Так, мировые запасы разведанных и разрабатывавшихся железных руд в 1922 г. оценивались в 35,5 млрд т, а вероятных в 98,2 млрд т. В начале 90-х гг. общегеологические запасы по разным оценкам составляли от 400 до 800 млрд т, из которых на разведанные приходилось 150-185 млрд т. Таким образом, несмотря на интенсивное извлечение железных руд, достигающее в последние годы 1 млрд т, их разведанные ресурсы в мире не только не уменьшились, но в целом существенно возросли.
Значение отдельных стран и регионов мира в общегеологических запасах железных руд неодинаково. Более 28% их находится в государствах Восточной Европы, преимущественно в ( , Украина), до 17% — в Азии (КНР, ), по 16% — в () и , 13% — в Северной Америке (США, ) и по 5-6% в Западной Европе . География запасов железной руды по регионам и странам мира далеко не совпадает с потребностью в ней у целого ряда государств, зачастую полностью лишенных разрабатываемых месторождений этого сырья, но имеющих крупную ( , Республика Корея и др.).
Содержание железа в рудах разных месторождений колеблется в широких пределах: к богатым относятся руды с содержанием железа более 50%, к рядовым — от 25 до 50% и к бедным — до 25%. В развитых странах мира месторождений богатых руд мало: в Западной Европе такие ограниченные по запасам руды практически имеются только в (60-65% железа). Подавляющая часть рудных ресурсов региона бедные. Поэтому многие страны ( , ФРГ, и др.) в 80-е гг. вообще прекратили их разработку. Даже Франция с крупнейшими в регионе запасами в 1993 г. свернула добычу железной руды. Ухудшилось качество добываемого железорудного сырья и в Северной Америке. В США лучшие по качеству месторождения уже почти выработаны и теперь используются в основном рядовые руды (до 50% железа). Лишь Канада и еще располагают богатыми рудами (61-63% железа).
Та же ситуация сложилась и в странах Восточной Европы, где среднее содержание железа в извлекаемых рудах в России и Украине составляет около 40%. В Азии богатая руда добывается в Индии (до 63% железа), а КНР вынуждена разрабатывать преимущественно свои бедные руды. Такие страны с развитой черной металлургией, как Япония и Республика Корея, не имеют своих ресурсов железных руд.
Все это предопределило быстрое перемещение железорудного производства в другие страны разных регионов мира. Качество руды там значительно лучше (в Бразилии до 68% железа, в Австралии и — 64, Индии — 63, — 60-65%). Они имеют крупные запасы для развертывания мошной железорудной промышленности. В 1938 г. на долю этих стран приходилось только 16% всей мировой добычи железной руды, в 1970 г. — уже 35%, в 1995 г. — более 55%.
Внедренные в странах Западной Европы и США новые научно-технические методы обогащения бедных и рядовых руд позволили повысить качество продукта. Так, процессы агломерации вовлекли в оборот мелкозернистые руды и сделали их пригодными для домен высокой мощности. Но рудный агломерат малотранспортабелен и изготовлялся только в районах металлургии. Гораздо большее значение для обогащения всех типов руд имело освоение производства железорудных окатышей с содержанием металла до 65-70%. Они отличаются высокой транспортабельностью и помимо доменного процесса нашли новую сферу применения — в прямом восстановлении железа. Это обусловило переход к широкому их получению, особенно на экспорт.
В географии железорудной промышленности мира в XX в. произошли кардинальные сдвиги. Вплоть до Второй мировой войны Западная оставалась ведущим регионом в добыче железной руды: в 1913 г. — 55%, в 1938 г. — 40% ( соответственно 35 и 20%). После Второй мировой войны в 1950 г. Северная Америка дала 43% железной руды в мире (Западная Европа 30%). В 70-80-е гг. вперед вышли три региона: Южная Америка, и Восточная Европа с долей в мировой добыче каждого из них от 20 до 30%, а также . Их лидерство сохранилось вплоть до 1995 г. Западная Европа и Северная Америка суммарно добывают железной руды меньше, чем одна Австралия. Еще большие изменения произошли в добыче руды по странам.
Все более важным видом сырья становится лом черных металлов. Каждая тонна лома экономит примерно такое же количество чугуна и соответственно необходимые для его получения железную руду и кокс. Металлофонд народного хозяйства огромен и исчисляется сотнями миллионов и даже миллиардами тонн. Его источники — амортизационный лом (идущие на слом машины, оборудование, здания и т.д.); производственный лом (отходы металлообработки) и оборотный лом (отходы разливки стали). Проблема формирования ресурсов лома (сбор, подготовка к переплаву) — одна из главных задач металлургии мира.
Мировой рынок лома определяется внутри каждой из стран имеющимися ресурсами в зависимости от уровня развития хозяйства. Эти ресурсы лома очень неодинаковы в отдельных странах, но в целом они весьма велики. Потребности в ломе черных металлов в мире в 1995 г. достигали 385 млн т. Из этого вторичного сырья было выплавлено во всех странах 40% стали. Выгоды от переработки лома в электродуговых печах и в кислородных конвертерах увеличивают спрос на него. Поэтому во внешней торговле участвует сравнительно ограниченное количество лома: около 5-7% образующихся его ресурсов.
Производство металлургического кокса . Получаемый из коксующихся углей кокс является топливом и восстановителем железной руды при выплавке чугуна. Кокс — первый по затратам компонент в доменном процессе. Его поставляют коксохимические цехи в металлургической или в топливной промышленности. Несмотря на возникновение нового направления получения стали в бескоксовой (или бездоменной) металлургии, абсолютная роль кокса в мире не уменьшается. Его производство вынуждены создавать для своей металлургической промышленности даже лишенные ресурсов коксующихся углей страны, импортируя их в большом количестве.
Достижения НТП способствовали резкому уменьшению расходных норм кокса на выплавку чугуна. Так, в 1938 г. в мире средний расход кокса на 1 т чугуна составлял более 1,68 т, к I960 г. он сократился до 1,09 т, а в 1990 г. был всего 0,66 т. Повышение качества железной руды, совершенствование технологии и техники выплавки чугуна позволили уменьшить удельные расходы кокса более чем в два раза. Поэтому выжиг кокса с 70-х гг. в мире стабилизировался на уровне 350-360 млн т, несмотря на рост выплавки чугуна. В США и ряде стран Западной Европы производство кокса даже снизили в 2-3 раза.
Размещение производства кокса за 1938-1995 гг. претерпело большие изменения. В довоенном 1938 г. располагавшая ресурсами коксующегося угля Западная Европа была ведущей в мире по получению кокса, давая более половины (55%). После Второй мировой войны первенство перешло к богатой углем Северной Америке: в 1950 г. 40% кокса в мире. В 1990 г. лидером коксового производства стала Азия — 43%, а в 1995 г. ее доля увеличилась до 55%. Значительные сдвиги в роли продуцентов кокса произошли по отдельным странам: до Второй мировой войны выделялась Германия, после войны до 1961 г. — США, затем до 1991 г — СССР, а после 1991 г. — КНР.
Производство стали — промежуточная стадия металлургического цикла. Сталь всего лишь полупродукт, предназначенный для дальнейшего передела в прбкат, идущий непосредственно в другие отрасли хозяйства. Каждый из потребителей предъявляет свои технические требования к качеству прокатных изделий из разных сортов стали. Различают обыкновенную (рядовую), качественную и высококачественную сталь. Технические свойства стали определяются содержанием в ней легирующих добавок и углерода: низкоуглеродистая, высокоуглеродистая (инструментальная). Объемы их получения разные, но непрерывно растет выпуск качественных сталей. Так, мировое производство нержавеющей стали за 1960-1995 гг. увеличилось с 2 до 15 млн т, т.е. росло в 3,5 раза быстрее выплавки всей стали.
Технический прогресс постоянно менял методы получения стали. В XIX в. и первой половине XX в. последовательно сменили друг друга бессемеровский, томасовский и мартеновский процессы. Внедрение двух первых определялось составом руд и получаемого из них чугуна для передела в сталь. Возникший во второй половине XIX в. мартеновский метод был универсальным, независимым от качества чугуна и позволял выплавлять сталь разного качества (в СССР в годы индустриализации он был основным и все еще остается таковым на ряде предприятий России).
С развертыванием НТР наиболее эффективными в сталеплавильном переделе оказались два процесса. При кислородно-конвертерном способе из расплавленного чугуна и лома сталь получают за 30-35 мин вместо 6-8 ч плавки в мартеновской печи. В дуговых электропечах из лома и чугуна процесс плавки требует 50-70 мин. Поэтому в середине XX в. началось быстрое и широкое внедрение кислородно-конвертерного способа. К 1997 г. его доля в производстве стали в мире достигла 60%. Мартеновские лечи теперь дают в мире всего 7% стали, и их быстро выводят из эксплуатации.
Сооружение кислородно-конвертерных цехов с одновременным демонтажем мартеновских требует больших капитальных затрат. Поэтому даже промышленно развитые страны с мощной металлургией вели реконструкцию на протяжении четверти века: Япония завершила переход на конвертерный способ получения стали в начале 70-х гг., ФРГ, Великобритания и Франция — к началу 80-х, а США только к 90-м гг. В России и КНР он все еще продолжается. Конвертерный способ коренным образом изменил всю структуру сталелитейной промышленности мира в целом и отдельных стран. В США на него приходится 61% выплавляемой стали, во — 64, Японии — 68. Великобритании — 74, ФРГ — 76, а в — 100%.
Электросталеплавильный — второй по значению процесс в производстве стали. Его развитию способствовали сравнительно небольшие затраты даже на крупные электродуговые печи, быстрый их ввод в строй, широкое использование лома. Росту получения электростали благоприятствовало сооружение многих миди- и минизаводов. Это обусловило экономические выгоды от внедрения данного процесса (доля электростали в мире — 33%). Значительное влияние оказывает и величина стоимости электроэнергии, особенно на ГЭС. В странах молодой черной металлургии (о. , Республика Корея, Бразилия и др.) на электросталь приходится от 50 до 100% выплавки металла, а в основных странах — продуцентах стали (Япония, США, государства Западной Европы) от 24 до 40% ( — 58%).
В сталеплавильном производстве особое значение приобрел экономически эффективный метод непрерывной разливки стали. Его установки впервые были разработаны и внедрены в СССР и получили широкое распространение в мире. Они сокращают отходы производства («обрези») на 20-30%, уменьшая затраты на их переплавку. В 1995 г. этим методом в мире разливалось 76% всей стали. В Японии, Франции, ФРГ, Италии на установках непрерывной разливки стали (УН PC) разливали всю выплавленную сталь.
Новой технологией революционного значения для черной металлургии является получение стали непосредственно из металлизированных окатышей, минуя выплавку чугуна. Экономические и экологические преимущества этого процесса (прямого восстановления железа — ПВЖ) очевидны. Темпы роста производства способом ПВЖ значительно выше, чем доменного: в 1995 г. в мире было получено 31 млн т металла. Установки ПВЖ требуют значительного количества энергии (преимущественно ). Это стимулировало размещение их в избыточных по топливу странах и регионах. На Азию приходится 40% полученного по этой технологии металла, — 35%. В крупных продуцентах стали в Северной Америке, Западной Европе, а также в России возникли лишь отдельные опытные заводы.
Как и в производстве чугуна, в мировой географии получения стали произошли большие изменения. Новые технологии выплавки стали, особенно на малых предприятиях, позволили размещать их вне старых традиционных центров и районов металлургической промышленности . Очень сильное влияние они оказали на создание сталеплавильных предприятий в новых индустриальных странах, где их сооружали в малоосвоенных в промышленном отношении местностях, зачастую не располагавших первичным сырьем для металлургического производства. Так, значительное количество стали (до 2,5 млн т в 1995 г.) дает .
За 1950-1995 гг. главным результатом сдвигов в географии мировой сталеплавильной промышленности был ее мощный рост в странах Восточной Европы и Азии. Их суммарная доля в выплавке стали увеличилась с 22 до 55%. Однако темпы роста были меньше, чем в получении чугуна в этих регионах, что объясняется более узким рыночным спросом на сталь в условиях недостаточно развитого машиностроения. Одновременно более чем вдвое снизился удельный вес западных регионов — с 77 до 37%. В Южной Америке, Африке и в Австралии выплавка стали росла быстрее, чем чугуна: там появились также крупные продуценты металла. Существенные сдвиги произошли в получении стали среди стран мира. Длительное лидерство США завершилось в середине 70-х гг., когда первенство перешло к СССР и удерживалось им до 1991 г. С распадом СССР вперед вышла Япония, а с 1997 г. — КНР.
Прокат — конечный (выходной) продукт заключительной стадии всего цикла черной металлургии. Его стоимость в 2-5 и более раз превышает стоимость стали, он идет непосредственно потребителям во все отрасли народного хозяйства. Прокат — главный товар внешней торговли продукцией черной металлургии. Мировая статистика не приводит стоимостных показателей выпущенного проката, ограничиваясь только его весом. Изделия из проката очень разнообразны, их состав — сортамент — в странах развитого машиностроения достигает 20-30 тыс. наименований и продолжает расти и обновляться в зависимости от требований рынка. Главные виды прокатного производства следующие:
- листовой металл (особенно ценен тонкий лист до 3 мм — до 30-45% всего проката в разных странах);
- сортовой металл — круглый, фасонный и т.д. (10-30% прокатной продукции);
- заготовки для сварных труб и сами трубы — цельнокатаные и др. (5-10%);
- катанка — горячекатаная проволока (3-8%);
- железнодорожный прокат — рельсы и др. (4-5%).
В настоящее время исключительное значение для ряда , прежде всего электронной, приборостроительной и других, приобрел прецизионный прокат, отличающийся очень высокой точностью размеров.
Трубопрокатное производство в связи с развитием трубопроводного транспорта очень крупное: в 90-е гг. изготовляли ежегодно 66-70 млн т, из которых 1/2 приходилась на сварные (15% большого диаметра), а 1/3 — цельнотянутые. Главные продуценты труб в 1990 г. — СССР (более 1/4 в мире), Япония (1/6), КНР, ФРГ и США. Создание мощного трубного производства в СССР было вызвано большой потребностью в них для перекачки нефти и газа в 60-70-е гг. и отказом западных стран в условиях холодной войны поставлять их нашей стране.
Научно-технический прогресс улучшил качество проката (нанесение защитных покрытий и других металлов, пластмасс, лаков), позволил создать производство гнутых профилей проката и т.д. Это существенно повышает качество изделий из проката.
Регионы черной металлургии
Особенности важнейших регионов черной металлургии четко выявляются при анализе структурно- сдвигов в отрасли. Произошли глубокие изменения в структуре ее отдельных производств. Главные тенденции — повышение качества продукции (и соответственно цены) всех металлургических переделов, уменьшение энергетических и других затрат на ее получение. Одновременно непрерывно растет спрос на все более широкий ассортимент финальных стадий металлургического цикла. Произошел отказ от разработок месторождений сырья низкого качества, переход к созданию предприятий небольшой мощности вместо традиционных крупных комбинатов.
В развитых странах рыночного хозяйства за восстановлением и подъемом отрасли в первые послевоенные десятилетия последовали глубокие спады в 70-80-е гг. Они явились следствием нефтяных кризисов тех лет, резко сокративших спрос на металл. В этих странах выплавка стали в отдельные годы уменьшалась на 60-70 млн т, что соответствует уровню ее получения в государстве с крупнейшей металлургической промышленностью.
Западная Европа — старейший регион металлургической промышленности мира — остается одним из ведущих по уровню развития отрасли. Исчерпав свои ограниченные ресурсы сырья или отказавшись от добычи низкокачественной руды, он был вынужден в послевоенные годы начать широкую структурную перестройку своей черной металлургии. Главные районы и центры отрасли в , Франции, Великобритании, кроме того, испытывали тяжелую экологическую нагрузку металлургических предприятий. В результате за 1938-1995 гг. доля Западной Европы в мире по выплавке чугуна уменьшилась более чем вдвое (с 48 до 19%), а стали с 42 до 21%. Особенно сильно сократилась доля кокса — с 55 до 11% в мире, а добычи железной руды в десять раз (с 40 до 4%).
В итоге структурных изменений в настоящее время сложилась новая специализация большей части стран региона — на получении качественных сталей (например, Западная Европа дает почти 1/2 нержавеющей) и изготовлении разнообразного, в том числе прецизионного, проката для мощного машиностроения (около 20% проката по весу в мире и до 25-27% по его стоимости). Все это привело к формированию новой географии черной металлургии региона, которая наиболее четко проявилась на территории его крупных стран. Среди них сменились лидеры: наряду с ФРГ ведущей в отрасли стала Италия, не располагающая вообще никакими видами сырья и топлива для получения металла. Суммарно на обе страны приходится более 2/5 выплавки чугуна и стали в регионе.
Роль Северной Америки в мировой черной металлургии определяют США. Располагая значительными ресурсами железной руды, некоторыми видами легирующих металлов и богатыми запасами коксующихся углей, страна на протяжении многих десятилетий не испытывала трудностей в развитии отрасли. Ряд легирующих металлов ей поставляет Канада. Постоянный спрос на черные металлы предъявляли металлоемкие отрасли машиностроения, особенно транспортного, широкий размах строительства, прокладка дорог и т.д. Он сильно возрос в годы Второй мировой войны и после нее в связи с развертыванием производства вооружений.
Заняв в те годы ведущие позиции по уровню развития отрасли в мире, регион сохранял свое лидерство в течение ряда послевоенных десятилетий. Так, США удерживали мировое первенство в добыче железной руды до 50-х гг., в получении кокса и чугуна до 60-х, а по выплавке стали до 70-х гг. Изменение роли США и в целом региона в мире было обусловлено структурной перестройкой отрасли, поднявшей ее на новый высокий технологический, технический и организационный уровень. Использование достижений НТП позволило преодолеть уменьшение и ухудшение качества собственных ресурсов сырья, добиться эффективного использования импортной дальнепривозной железной руды. Резко возрос и импорт дешевых чугуна и проката из Мексики, других стран разных регионов.
В США впервые началось создание передельных мини- и мидизаводов в отрасли — в 1996 г. на них было выплавлено 42% стали в стране. Техническая и технологическая политика привела к ликвидации мартеновского производства, учитывая размеры отрасли, позже, чем в других странах, но доля получения электростали выше (39%), чем в ФРГ или Японии. Структурные сдвиги сопровождались уменьшением получения металла, но это компенсировалось повышением его качества. В связи с этим изменилась и роль региона в мировой металлургии: за 1950-1995 гг. доля его упала по железной руде с 43 до 16%, по коксу с 41 до 8%, по чугуну с 47 до 12% и стали с 48 до 16%. США стали сокращать производство рядовых сортов проката, импортируя его как из стран-соседей, так и из КНР, Европы.
Современный этап развития мировой черной металлургии характеризуется бурным ростом отрасли в целом ряде стран Азии и Южной Америки, ставших на путь быстрого индустриального развития. Они становятся мощными конкурентами стран Западной Европы, США.
Азия превратилась в ведущий регион черной металлургии мира по объемам получения всех главных видов продукции отрасли». Япония, а вслед за ней КНР, Республика Корея, Индия и о. Тайвань совершили мощный прорыв в ее развитии. В 1995 г. все государства региона суммарно давали 50% кокса в мире, почти 45% чугуна, до 40% стали и проката. КНР и Япония являются крупнейшими в мире производителями черных металлов. Однако уровень развития отрасли очень неодинаков в отдельных странах. Так, Япония по получению стали в расчете надушу населения (800 кг в 1995 г.) далеко опередила все крупные государства Западной Европы и США. КНР не достигла даже низкого среднемирового показателя 125 кг. Это остается важным стимулом роста отрасли в КНР и других новых индустриальных странах Азии.
В регионе имеются разнообразные виды сырья и топлива для черной металлургии. Однако степень обеспеченности ими неодинакова не только для отдельных стран, но и для Азии в целом. КНР располагает очень большими ресурсами коксующихся углей и рядом легирующих, а также рассеянных металлов. Однако ее железные руды в основном низкого качества. Индия имеет месторождения богатых железных руд, есть ресурсы коксующихся углей и ряда легирующих металлов. Япония практически лишена всех видов металлургического сырья и топлива для обеспечения своей металлургии. Страны региона в известной степени могут взаимно покрыть свои потребности в этих видах сырья и топлива. Однако уже достигнутые объемы получения черных металлов настолько велики, что требуют привлечения недостающих ресурсов извне.
Особенность макроструктуры металлургии региона — большая роль первичных стадий цикла (добыча железной и руд легирующих металлов, получение кокса). Это наиболее дешевая продукция в отрасли, которая преобладает в КНР и Индии. В Японии, Республике Корея, на о. Тайвань на основе привозного сырья и топлива сложились мощные финальные стадии металлургии — выплавка стали и изготовление проката. Сильны различия и в производстве чугуна и стали: в КНР до 1995 г. чугуна получали больше, чем стали (это свидетельствует о еще далеко не завершившемся структурном формировании отрасли); в Республике Корея, наоборот, стали выплавляли в 1,7 раза больше, чем чугуна.
Сильно различаются по странам региона технический и технологический уровни черной металлургии. Так, Япония уже в начале 70-х гг. полностью прекратила мартеновское производство, а КНР в 1996 г. все еще этим способом выплавляла до 15% стали. Хорошо обеспеченная топливом, занимающая второе место в мире по выработке электроэнергии КНР получает в электропечах только 22% стали, а лишенная энергоресурсов Япония — 32%. Эти показатели еще выше в Республике Корея — 38% и на о. Тайвань — 47%. Среди этих новых стран-продуцентов особое место занял , вырвавшийся в лидеры мира по выжигу кокса, выплавке чугуна в 1991-1993 гг. и по выплавке стали в 1996 г. Такая новая индустриальная страна, как Республика Корея по уровню развития отрасли превзошла любую из стран Западной Европы, кроме ФРГ. При этом Республика Корея заметно приблизилась к последней по получению чугуна и стали и обогнала по коксу.
В Восточной Европе страны — члены СЭВ в 60-е гг. совершили первый прорыв в мировой черной металлургии, заметно оттеснив западные регионы в этой отрасли индустрии. Уже в 1970 г. регион по добыче железной руды, получению кокса, чугуна и стали опередил и Северную Америку, и . В последующие годы рост черной металлургии Восточной Европы был еще значительнее. По производству стали на душу населения , СССР и в 1,5-2 раза превосходили Францию, Великобританию, Италию или США. СССР вышел на первое место в мире по выплавке черных металлов, достигнув самого высокого в истории отрасли показателя развития для отдельной страны: в 1988 г. было выплавлено 115 млн т чугуна, 163 млн т стали, изготовлено 21 млн т труб.
Превращению Восточной Европы в ведущий регион черной металлургии мира по объемам получения продукции отрасли способствовали:
- тесное экономическое сотрудничество стран — членов СЭВ на основе совместных плановых мероприятий в черной металлургии;
- большой спрос на продукцию отрасли в , строительстве;
- полная обеспеченность региона сырьем и топливом прежде всего за счет их поставок из СССР, а также использования ресурсов каждой из стран СЭВ.
Однако при стремительном росте объемов получения металлургической продукции запаздывали кардинальные структурные преобразования отрасли. Существенно отставало внедрение новой техники и инновационных технологий. Так, в крупнейшей стране региона — в СССР выплавка стали в кислородных конвертерах в 1988 г. составляла 34% (в США — 58%), в электрических печах 13% (в США — 37%), непрерывная разливка стали 17% (в США — 60%). В ряде государств Западной Европы эти показатели были еще выше, чем в США.
Распад СССР и СЭВ привели к дезинтеграции стран Восточной Европы. Это нанесло большой ущерб их металлургии: объемы производства упали в каждой из них в несколько раз. Так, выплавка стали в Российской Федерации (51 млн т, 1995 г.) снизилась до уровня ее получения в РСФСР в 1965 г., т. е. страна была отброшена на 30 лет назад. Украина по выплавке стали скатилась к уровню 1959 г. Общее состояние черной металлургии характеризуется низким использованием производственных мощностей (65-70%), высоким износом оборудования (50-60%) и низкой рентабельностью, которая составляет 4-5%. Это результат резкого снижения инвестиций в отрасль.
Развитые капиталистические государства восстановили былые ведущие позиции в мировой черной металлургии. Особенно заметно это проявилось в выплавке стали и получении проката, т.е. наиболее важных видов продукции отрасли.
товарами черной металлургии . Роль продукции отрасли в мировом экспорте невелика — около 3%. Это обусловлено невысоким уровнем цен на ее товары. Особенность отрасли: на экспорт идут и сырье (железная руда и легирующие металлы), и конечная продукция (прокат). Роль промежуточных продуктов металлургии невелика. В 1995 г. на экспорт шло 45% всей добываемой в мире железной руды (400 млн из 890 млн т), проката более 20%, а чугуна лишь 2%. На и Австралию приходилось 65% всего мирового экспорта железной руды. Из 640 млн т изготовленного в мире проката экспортировалось около 140 млн т. Сложился широкий (чаще всего внутрирегиональный) межстрановой торговый обмен разными видами проката. Избыточными по прокату были Восточная и Западная Европа, а дефицитны Азия (особенно КНР) и Северная Америка (США).
1. Металлургическая промышленность: состав, особенности размещения. Главные страны-производители и экспортеры. Металлургия и проблема охраны окружающей среды.
2. Общая экономико-географическая характеристика одной из стран Африки (по выбору учащегося).
3. Составление сравнительной характеристики двух сельскохозяйственных районов (по выбору учителя).
1. Металлургическая промышленность: состав, особенности размещения. Главные страны-производители и экспортёры. Металлургия и проблема охраны окружающей среды.
Металлургия обеспечивает человечество конструкционными материалами - чёрными и цветными металлами.
Чёрная металлургия:
Её география исторически сложилась под влиянием разных типов ориентации на различные природные ресурсы.
1) ориентация на каменноугольные и железорудные бассейны (на сырьё):
а) ведущие страны по добыче железной руды: Китай, Бразилия, Австралия, Россия, Украина, Индия, Канада, США; из которых основными экспортёрами являются: Бразилия, Индия, Либерия, Австралия, ЮАР.
б) таким образом возникли металлургические базы в США, Европе, России, Китае, на Украине.
Но в последнее время в эпоху НТР происходит общее ослабление прежней топливно-сырьевой ориентации отраслей.
2) ориентация на грузопотоки коксующегося каменного угля и железной руды.
В результате чёрная металлургия Японии, Западной Европы и отчасти США начала всё более тяготеть к морским портам.
3) ориентация на потребителя.
Переход от сооружения огромных комбинатов к строительству специализированных мини-заводов, размещающихся в густонаселённых районах.
Мировое производство стали составляет около 800 млн. тонн ежедневно. При этом на развитые страны приходится около 80 % её производства, а на развивающиеся - 20 %.
Главные производители стали: Япония (более 100 млн. тонн), Россия, США, Китай, Украина, Германия.
Быстро набирает темпы чёрная металлургия в развивающихся странах (Бразилия, обогнавшая Францию и Великобританию; Индия, Республика Корея и др.).
Главные импортёры стали: Западная Европа, США.
Цветная металлургия:
Она производит 40 млн. тонн различных металлов.
Это прежде всего алюминий (17 млн. т). Алюминиевая промышленность представлена двумя территориально разорванными производственными звеньями:
1-ое - получение глинозёма (окисла Al) тяготеет к странам, добывающим бокситы;
2-ое - производство алюминия приближено к источникам дешёвой электроэнергии, преимущественно в развитых странах.
Основные государства по добыче бокситов: Австралия, Гвинея, Ямайка, Россия, Бразилия; по получению глинозёма - Австралия, Россия, США, Ямайка; по производству алюминия - США, Япония, Россия, Канада, ФРГ. Во всех этих странах производство ведётся в районах крупных ГЭС или ТЭС.
Производство меди:
Медные руды, как правило, содержат мало этого металла в себе.
Большая часть запасов медной руды сосредоточена в Чили, США, Замбии.
Рафинирование меди требует большого количества электроэнергии, поэтому часть черновой меди вывозится в развитые страны.
Крупнейшие производители рафинированной меди: США, Россия, Япония и ФРГ.
Производство свинца:
По добыче свинцовой руды лидируют: Россия, Австралия, США, Канада, затем следуют - Перу и Мексика.
Крупные производители свинца: США, Россия, страны Западной Европы.
Металлургия и окружающая среда:
Развитие металлургии сопровождается повышением содержания в окружающей среде железа, свинца, олова, меди, ртути, мышьяка и других металлов, что создаёт реальную угрозу для здоровья людей.
По степени «вредности» металлургические предприятия - это одни из самых грязных производств.
2. Общая экономико-географическая характеристика одной из стран Африки (по выбору учащегося).
Возьмём, к примеру, ЮАР - Южно-Африканскую Республику.
Государство Южной Африки.
Площадь - 1221 тыс. кв. км.
Столица - г. Претория.
Экономико-географическая характеристика ЮАР:
1) экономико-географическое положение:
Страна находится на юге материка Африка.
ЮАР - единственное на континенте экономически развитое государство.
Граничит с развивающимися странами: Намибией, Ботсваной, Зимбабве, Мозамбиком, Лесото.
Омывается водами Атлантического и Индийского океанов, расположена на пересечении морских путей из Азии, Австралии в Европу и Америку, что чрезвычайно выгодно.
2) природные условия и ресурсы:
· рельеф: Канские и Драконовы горы, на севере - равнины;
· минеральные ресурсы: очень богаты и разнообразны - запасы каменного угля, медной руды, золота, алмазов, урановой, марганцевой, хромовых руд, платины.
· климат: тропический и субтропический климатические пояса; температуры лета +8, зимы +24 градуса; осадков 1000-100 мм;
· агроклиматические ресурсы: благоприятны для выращивания - хлопчатника, кукурузы, табака, винограда, сахарного тростника.
· воды: реки - Оранжевая, Лимпопо, Вааль;
· водные ресурсы: размещены неравномерно, обеспеченность ресурсами полного речного стока на душу населения невелика - 0.5-2.5 тыс. кубометров за год.
· почвы: коричневые, серо-коричневые, желтозёмы, краснозёмы, красновато-бурые;
· земельные ресурсы: большая часть земель занята под пастбища, лишь на юге и востоке страны - обрабатываемые земли.
· леса: на юге - жёстколистные вечнозелёные;
· лесные ресурсы: леса занимают очень малую площадь и сильно вырублены, т.е. страна плохо обеспечена.
3) население:
а) численность - 38 млн. человек;
б) плотность населения - от 1 до 10 (на юге - до 100) человек/кв.км;
в) тип воспроизводства - II; рождаемость - 30-35, смертность - 5-10, естественный прирост - 25 человек на 1000 жителей;
г) большое количество зрелых (средних) возрастов, но велика доля и детей;
д) женщин больше, чем мужчин;
е) национальный состав - африканцы (72 %), выходцы из Европы (16 %), выходцы из Азии (индийцы); до недавнего времени проводилась политика расового апартеида;
ё) религии - протестантизм, приверженцы местных верований;
ж) уровень урбанизации - до 60 %;
з) уровень квалификации трудовых ресурсов - высокий (среди белого населения) и низкий (среди коренных жителей).
4) экономика:
ЮАР можно назвать страной с двойственной экономикой. Ей присущи черты отчасти экономически развитого государства и в тоже время развивающейся страны (наследие колониального прошлого).
На долю ЮАР приходится только 4 % территории, около 6 % населения, но 2/5 промышленной продукции, 4/5 выплавки стали, 1/3 длины железных дорог, 1/2 автомобильного парка континента.
Хозяйственный облик страны определяют:
· горнодобывающая промышленность (см. природные ресурсы), которые интенсивно вывозятся на мировой рынок;
· чёрная металлургия, работающая на собственном сырье;
· машиностроение;
· химическая промышленность.
Сельское хозяйство:
Его основа - животноводство (овцеводство - шерстное и каракулевое, ангорские козы, крупный рогатый скот).
Растениеводство: выращивают - цитрусовые, выноград, сахарный тростник, кукурузу и др.
5) внутренние различия:
· экономически развитый район Витватерсранд («Африканский Рур»), его центр - Йоханнесбург;
· менее развитые районы - бандустаны, где проживает коренное население.
6) внешние экономические связи:
ЮАР входит в состав ОАЕ (Организации африканского единства).
Страна активно сотрудничает не только с развивающимися странами Африки, но и имеет крепкие контакты с государствами Европы, Азии и Америки.
На мировой рынок ЮАР поставляет: золото, алмазы, платину, сельскохозяйственную и пищевую продукцию, руды цветных металлов, продукцию чёрной металлургии.
3. Составление сравнительной характеристики двух сельскохозяйственных районов (по выбору учителя).
На этот вопрос можно ответить по нижеприведённому плану.
Сравним южные районы Канады и Индии.
Источники информации: карты - «Сельское хозяйство мира», «Экономика» (Канада; Индия), «Агроклиматические ресурсы».
Во-первых: определяем экономико-географическое положение сельскохозяйственного района:
· юг Канады: граничит с США, наличие густой транспортной сети (сухопутной, речной, озёрной);
· юг Индии: омывается Индийским океаном; транспортная сеть реже, чем в Канаде.
Во-вторых: находим природные факторы:
· для юга Канады:
Умеренный климатический пояс;
Сумма активных температур (выше +10 градусов) составляет 1000-2000 градусов;
Осадки за год превышают испаряемость, коэффициент увлажнения выше единицы;
· для юга Индии:
Тропический пояс;
Сумма активных температур более 8000 градусов;
Осадки местами меньше испаряемости, и тогда слабозасушливые условия с коэффициентом увлажнения ниже единицы, на юго-западе и крайнем юге - района осадки превышают испаряемость, здесь коэффициент увлажнения выше единицы.
В-третьих: определяем степень интенсивности ведения сельского хозяйства:
· на юге Канады: технически хорошо оснащённое, с высокой урожайностью и продуктивностью, с применением новых агротехнических способов ведения сельского хозяйства; широкое применение наёмного труда;
· на юге Индии: менее технически оснащённое, с низкой урожайностью, применяются устаревшие способы агротехники и т.д.
В-четвёртых: выявляем сельскохозяйственную специализацию районов:
· для юга Канады характерно:
Преобладание растениеводства, выращивают: пшеницу, рожь, овёс, ячмень, картофель, овощи, фрукты;
Из отраслей животноводства - свиноводство, крупный рогатый скот молочного направления;
· для юга Индии:
Резко преобладает растениеводство, выращивают: просяные культуры, кофе, хлопчатник, рис, арахис, кунжут, рапс, кокосовые пальмы.
Билет № 24
Черная металлургия
Введение
1. Технологические особенности производства основных видов продукции черной металлургии
· Использование вторичного сырья
· Международная торговля железной рудой
3. Производство кокса
4. Выплавка чугуна и стали
· Регионы и страны в мировом производстве чугуна и стали
· Тенденции в развитии и размещении черной металлургии
· Международная торговля черными металлами
Заключение
Список литературы
Введение
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..
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. Эти технико-экономические особенности оказывают сильное влияние на территориальную организацию черной металлургии: освоение соответствующих по размерам сырьевых и топливных баз, выбор наиболее эффективных с точки зрения использования природных, трудовых и материальных ресурсов, вариантов размещения предприятий, установление определенных пространственных сочетаний металлургического производства с другими отраслями промышленности.
1. Технологические особенности производства основных видов продукции черной металлургии.
Черная металлургия – одна из старейших отраслей мировой промышленности, являющаяся основой развития машиностроения и строительной индустрии.
В последние десятилетия произошло существенные изменения в технологии производства черных металлов: используются новые методы плавки, сокращаются производственные потери, в том числе за счет использования метода непрерывной разливки стали, повышается качество металла, сокращается его потребление в расчете на единицу конечной продукции. Сортов и марок чугуна ныне насчитывается несколько десятков, а разных сортов стали и изделий проката – до нескольких тысяч.
В то же время черная металлургия испытывает нарастающую конкуренцию со стороны химической промышленности (пластмассы, армированные стекловолокном), а также ряда производств, создающих материалы на основе керамики и углеволокна, и со стороны цветной металлургии, поставляющей все большее количество конструкционных материалов на основе сплавов легких металлов. Но несмотря на все это сталь сохраняет свои позиции основного конструкционного материала и объемы производства растут (табл. 1)
Таблица 1
Производство основных видов продукции черной металлургии
(1950-2003гг.), млн. т
Современная картина размещения предприятий черной металлургии формировалась под влиянием различных причин, обусловленных во многом научно-технических прогрессом. Причем развитие и размещение предприятий черной металлургии в разных странах и регионах мира имеет свои специфические особенности. С внедрением новых технологий (ресурсосберегающих) в самой металлургии, а также с изменением сферы потребления черных металлов и снижением спроса на них меняется и организационная структура отрасли.
Основное исходное сырье для выплавки черных металлов – это железная руда. Используется также марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов. В прошлом, учитывая большую материалоемкость и энергоемкость производственного процесса, наибольшее значение при размещение предприятий черной металлургии придавалось фактору наличия источника сырья и топлива. Формировались гигантские промышленные (металлургические) районы в разных странах мира. Так. При выборе местоположения для заводов с доменным производством (металлургия полного цикла) соседство месторождений железных руд и каменного угля благоприятствовало возникновению черной металлургии во многих районах Великобритании (в Йоркшире, Средней Шотландии, Мидленде, в Северо-Восточной и Северо-Западной Англии), во Франции (в Руре, Сааре), на севере Испании (в Астурии), в США (в Западной Пенсильвании), в России (на Урале) и т.д.
Ведущие страны мира наращивали мощности предприятий черной металлургии. Чугун и сталь мощным потоком устремились в промышленное производство (табл. 2).
Таблица 2
Выплавка чугуна и стали в отдельных странах мира, 1913г.
В самом начале ХХ в. (в 1913г.) чугуна выплавлялось в мире больше, чем стали (соответственно 78 и 72 млн. т). Но уже к 1950г. ситуация изменилась и выплавка стали превысила производство чугуна в 1,5 раза. Это соотношение практически сохранилось и к началу ХХI в.
С развитием всех видов мирового транспорта уменьшилась значимость непосредственной близости металлургических заводов к месторождениям сырья и топлива. Это повлекло за собой увеличение значения других факторов, таких как емкость рынков сбыта (потребительский фактор), удобство транспортно-географического положения, наличие соответствующей инфраструктуры, квалификация рабочей силы и др.
2. Железорудная промышленность
Железорудная промышленность является основной сырьевой подотраслью черной металлургии. Мировые запасы железной руды оцениваются примерно в 800 млрд. т. Сырье характеризуется относительно высоким содержанием полезного компонента (железа): в сидеритовых рудах – 17%, в магнетитовых железняках – до 55%. На долю «богатых» руд приходится почти пятая часть промышленных запасов, которые используются практически для обогащения простым и около 20 % - сложным методом обогащения.
Мировые запасы железных руд оцениваются в 800 млрд. т, что соответственно более чем 230 млрд. в пересчете по содержанию железа. Наиболее крупными запасами железной руды обладают Бразилия, Австралия, Китай, Канада, государства СНГ (Россия, Украина, Казахстан). Крупными запасами располагают также Индия, США, Швеция, Франция, Венесуэла, ЮАР.
Уже с конца 1980-х гг. мировая добыча железных руд ведется на уровне 1 млрд. т в год в товарной массе, что соответствует примерно 600 млн. т (в пересчете по содржанию железа в руде). Это в пять раз больше, чем добывалось еще в середине ХХ в., когда лидерами по добыче железной руды являлись США, СССР, Франция, Великобритания, Швеция и др. (табл. 3).
Таблица 3
Добыча железной руды (товарная масса) в странах-лидерах
(1950-2002гг.), млн. т
| Страна | 1950 | Страна | 1970 | Страна | 1990 | Страна | 2002 |
| США | 99,6 | СССР | 195,5 | СССР | 230,0 | Бразилия | 239,4 |
| СССР | 39,7 | США | 91,3 | Бразилия | 200,0 | Китай | 230,0 |
| Франция | 30,0 | Франция | 57,4 | Китай | 170,0 | Австралия | 187,2 |
| Швеция | 13,6 | Австралия | 57,1 | Австралия | 112,0 | Индия | 86,4 |
| Великобритания | 13,2 | Канада | 47,5 | США | 58,0 | Россия | 84,2 |
| ФРГ | 10,8 | Бразилия | 34,8 | Индия | 50,0 | США | 51,5 |
| Бельгия -Люксембург | 3,8 | Швеция | 31,5 | Канада | 42,0 | Украина | 58,9 |
| Канада | 3,3 | Индия | 31,4 | ЮАР | 33,0 | Канада | 30,8 |
| Индия | 3,0 | Китай | 24,0 | Швеция | 23,0 | ЮАР | 36,5 |
В настоящее время основными производителями являются: Бразилия, Китай, Австралия, Индия, Россия, Украина, США, ЮАР. Причем на долю. Двух крупнейших в мире продуцентов железной руды – Австралию и Бразилию – приходится ⅔ общих поставок ее на мировой рынок.
Вплоть до второй мировой войны ведущим регионом в добыче этого сырья была Западная Европа: 1913г. – 55%, 1938г. – 40%. Доля Северной Америки в добыче железной руды составляла соответственно 35 и 20%. В послевоенный период нехватка железорудного сырья во многих промышленно развитых странах при большом спросе на него и дороговизне транспортировки стимулировали разработку в них собственных месторождений. Но в то же время активизировались разведочные работы и освоение месторождений во многих развивающихся странах. Так, 1950г. уже в странах Северной Америки добывалось свыше 40% все железной руды, а в Западной Европе – 30% (табл. 4).
Таблица 4
Доля крупных регионов мира в добыче железной руды (товарная масса)
(1950-2002гг.), %
В конце 1650-х и начале 1960-х гг. цены на мировом рынке на импортное железорудное сырье существенно снизились, что привело к постепенному свертыванию железорудной промышленности в экономически развитых странах (в ФРГ, Великобритании, Франции, Японии) и даже к снижению добычи в США. В то же время росла добыча железной руды в Канаде, Австралии, Бразилии, Венесуэле, Либерии, Мавритании, Анголе (главным образом для экспорта в высокоразвитые страны Европы, в США и Японию). Так, доля стран Западной Европы, США и Японии в общей добыче железной руды в 1948г. составляла в сумме около ¾, к середине 1970-х гг. – уменьшилась до ⅓.
Люди обеспечены материалами, служащими для сооружения различных конструкций во многих технологических сферах. До 70-х годов прошлого столетия металлургическая промышленность развивалась с ускоренными темпами, но затем наступило некоторое снижение активности, связанное с уменьшением производственных металлоемкостей. На сегодняшний день металлургия взяла курс развития в следующих направлениях:
- нацеленность на потребительские запросы;
- повышенный интерес в развитии транспортных путей вместо экспорта сырья.
- предпочтение развитию предприятий с малыми и средними мощностями;
- уклон на развитие отрасли в развивающихся государствах.
Металлургическая отрасль подразделяется на производство черных и цветных металлов.
Развитие чёрной металлургии в мире
Черная металлургия подразумевает следующие этапы:
- разработка рудных месторождений;
- сырьевая подготовка;
- выплавка таких материалов, как чугун, сталь, прокат и ферросплавы.
Черная металлургия использует в качестве руду с содержанием таких металлов как железо, хром и марганец. Помимо этого, многие предприятия работают со вторсырьем, таким как амортизационный лом и отходы металлургии.
Использование лома позволяет значительно удешевить производство, поскольку пропускается этап литья чугуна, и сразу идет процесс получения стали. В качестве топлива для чугунного производства используется коксующийся уголь.
Черная металлургия полного цикла в каждой стадии выпускает свой продукт. В зависимости от этого существует несколько видов предприятий, таких как:
- заводы малых мощностей;
- предприятия передельной металлургии;
- полноцикличные комбинаты;
- предприятия по получению ферросплавов;
- электросталеплавильные заводы.
В соответствии с расположением каменноугольных или железорудных бассейнов черная металлургия зачастую была непостоянна в своей локализации. В нынешний период научно-технического прорыва ориентиры сместились в сторону топливно-сырьевых грузопотоков.
Благодаря этому размеры строящихся предприятий уменьшаются, а их географическое расположение не зависит от месторождений. Например, металлургические комбинаты западноевропейских стран и Японии теперь располагаются в районах с выходом в морской порт.
Главные страны в добыче железной руды
Месторождения разрабатывают разные страны, тем не менее, далеко не все. До 40-х годов прошлого столетия основные разработки железорудных месторождений проводились Германией, Францией, США, Великобританией и Швецией. В послевоенные годы эти страны уступили свое первенство ЮАР, Австралии, Канаде и СССР. Сегодня ситуация несколько поменялась, и в этой области лидируют следующие страны:
- Китай;
- Бразилия;
- Индия;
- Австралия.
Больше 40 государств в мире занимаются разработкой месторождений руды, а общее количество добытого полезного ископаемого составляет почти 1 млрд т. Примерно 70% от общей добытой руды приходится на такие государства, как Китай (23%), Бразилия (17%), Австралия (13%), Россия (9%), Индия (8%).
Несмотря на внушительные объемы, далеко не все из этих стран экспортируют данный вид сырья. Австралия и Бразилия - важнейшие экспортеры, которые обеспечивают больше половины мирового экспорта.
Некоторые государства, экспортирующие железорудные ресурсы, занимаются и ее импортом. К таким странам относятся Китай, США, Италия и Великобритания, поскольку на их территории находятся полноцикличные предприятия, отличающиеся повышенной производственной материалоемкостью.
В этом случае расход используемого сырья и топлива превосходит количество полученного чугуна в 4–5 раз по массе. Особенно значительны затраты на по сравнению с коксующимся углем.
По этой причине самым экономически выгодным местом расположения полноцикличных комбинатов являются территории, богатые сырьем и топливом одновременно. Представителями таких государств являются Украина, Индия, Китай, Австралия. В остальных случаях центры черной металлургии возникли рядом с железорудными или каменноугольными месторождениями.
Локализация металлургических центров в приморских зонах дает альтернативу в качестве морских поставок угля и железной руды. Порой эксплуатация импортного сырья и топлива является более прибыльной, чем разработка собственных месторождений.
В частности, Индия и Латинская Америка перевозят по морю железорудное сырье на прибрежные заводы Японии, а Австралия и КНР - энергетическое сырье. В государства ЕС уголь поставляется таким же образом из США, а руда поставляется Бразилией и ЮАР.
Производство чугуна
Основной промежуточный продукт в процессе производства черных металлов - чугун, посредством которого получают 50% общей стали в мире. В последнее время объемы чугунной промышленности медленно снижаются, поскольку это экономически невыгодно и загрязняет атмосферу. С начала 90-х годов прошлого столетия лидирующую позицию в чугунном производстве занимает Китай, до этого первенство было у СССР.
Лидирующие в производстве стали
Сталеплавильное производство считается важным процессом в черной металлургии.
Обычно чугун поставляется в роли первичного сырья для получения стали, но все чаще доменное производство заменяется на использование вторсырья в виде металлического лома. Благодаря научно-технической революции современные технологии практически вытеснили прежние способы получения стали.
Электротермический и способы затрачивают меньше ресурсов, сокращают энергозатраты и длительность выплавки. Новая методика получения стали путем переработки металлизированных окатышей позволила отказаться от классического чугунного производства и сооружать сталеплавильные заводы вне зависимости от расположения железорудных месторождений.
Главными странами-производителями черной металлургии являются:
- Япония;
- Российская Федерация;
- Германия;
- Южная Корея;
- Бразилия;
- Индия;
- Италия.
Прокатное производство
Самым востребованным товаром в производстве черных металлов является прокат, представляющий конечный продукт полного цикла. Сталь стоит в несколько раз меньше проката, из которого производится около 30 тыс. видов изделий в смежных промышленных областях.
Перечень государств, выпускающих качественный прокат:
- Япония;
- страны ЕС.
Лидирующие в производстве цветных металлов страны
Цветная металлургия подразделяется на две крупные отрасли: тяжелую (производство Pb, Cu, Zn, Sn, Ni) и легкую (производство Al, Mg, Co, Ti, Li, Be и других металлов). По своим производственным масштабам металлургия черных металлов превосходит цветные приблизительно в 20 раз.
Обычно комбинаты цветной металлургии сооружаются в зависимости от локализации месторождений, поскольку количество ценного металла в руде незначительное.
Другие факторы, влияющие на локализацию заводов цветной металлургии:
- энергетический;
- потребительский;
- транспортный.
Начальные производственные стадии , подразумевающие добычу и обогащение руды, локализованы в странах третьего мира. Государства, не обладающие большими медными запасами, ориентированы на окончательные продукты производственного цикла.
Лидирующие позиции в получении меди занимают следующие страны:
- Чили;
- Индонезия;
- Канада;
- Россия.
Перевозка алюминиевой руды более рентабельна, чем сырья для тяжелых металлов, поскольку содержание алюминия в бокситах составляет около 50%. Суммарное расстояние транспортировки бокситов по морю составляет больше 7 тыс. км, поскольку основные их месторождения расположены в регионах с тропическим и субтропическим климатом.
Государства, добывающие самые большие объемы алюминиевой руды:
- Австралия;
- Гвинея;
- Ямайка;
- Бразилия.
В алюминиевом производстве первенство занимают США, Германия, Япония, Норвегия, Россия, Канада.