Черная металлургия служит базой для развития машиностроения и металлообработки, и ее продукция находит применение практически во всех сферах экономики. Она охватывает такие стадии технологического процесса, как добыча, обогащение и агломерация руд черных металлов, производство огнеупоров, добыча нерудного сырья, коксование угля, производство чугуна, стали и проката, ферросплавов, вторичный передел черных металлов и др. Но основу черной металлургии составляет производство чугуна, стали и проката.
На территориальную организацию черной металлургии оказывает влияние:
1. концентрация производства, по уровню которой Россия занимает ведущее место в мире — металлургические заводы полного цикла Липецка, Череповца, Магнитогорска, Нижнего Тагила, Новотроицка, Челябинска и Новокузнецка производят более 90% чугуна и около 89% российской стали;
2. производственное комбинирование, означающее объединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных производств различных отраслей;
3. материалоемкость производства, обеспечивающая 85–90% всех затрат по выплавке чугуна (на производство 1 т чугуна идет 1,5 т железной и 200 кг марганцевой руды, 1,5 т угля, свыше 0,5 т флюсов и до 30 м3 оборотной воды);
4. высокая энергоемкость, которая выше, чем в развитых странах мира;
5. высокая трудоемкость на отечественных металлургических предприятиях.
Факторы размещения предприятий черной металлургии чрезвычайно разнообразны. Черная металлургия полного цикла располагается либо вблизи источников сырья (Уральская металлургическая база, металлургическая база центральных районов европейской части), либо вблизи топливных ресурсов (Западно-Сибирская металлургическая база), либо между источниками сырья и топливными ресурсами (Череповецкий металлургический завод).
Особыми факторами размещения отличается производство электросталей и ферросплавов. Электростали производят вблизи источников электроэнергии и металлического лома (г. Электросталь Московской обл.). Ферросплавы — сплавы железа с легирующими металлами — получают в доменных печах или электротермическим способом на металлургических предприятиях и специализированных заводах (Челябинск).
Природной основой черной металлургии служат источники металлического сырья и топлива. Россия хорошо обеспечена сырьем для черной металлургии, но размещены железные руды и топливо на территории страны неравномерно.
По запасам железной руды Россия занимает первое место в мире, из которых более половины сосредоточены в европейской части страны. Крупнейшим железорудным бассейном является Курская магнитная аномалия, расположенная в Центрально-Черноземном районе. Основные запасы железных руд КМА, признанных лучшими в мире по качеству, сосредоточены в Лебединском, Стойленском, Чернянском, Погромецком, Яковлевском, Гостищевском и Михайловском месторождениях. На Кольском полуострове и в Карелии эксплуатируются Ковдорское, Оленегорское и Костомукшское месторождения. Значительные ресурсы железных руд на Урале, где месторождения (Качканарская, Тагило-Кушвинская, Бакальская и Орско-Халиловская группы) тянутся с севера на юг параллельно Уральскому хребту. Выявлены месторождения железных руд в Западной (Горная Шория, Рудный Алтай) и Восточной Сибири (Ангаро-Питский, Ангаро-Илимский бассейны). На Дальнем Востоке перспективна Алданская железорудная провинция и Олекмо-Амгуньский район в Якутии.
Запасы марганца и хрома в России ограничены. Разрабатываются месторождения марганца, представленные в Кемеровской (Усинское) и Свердловской (Полуночное) областях, хрома — в Пермском крае (Сараны).
Крупнейшим производителем чугуна и стали в России с ХVIII в. остается Уральская металлургическая база, которая является наиболее полифункциональной и дает 47% черных металлов в стране. Она работает на привозном топливе — уголь Кузбасса и Караганды (Казахстан) — и рудах КМА, Казахстана (Соколовско-Сорбайские), местном Качканарском месторождении. Здесь действуют предприятия полного цикла (Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новотроицк), передельные (Екатеринбург, Ижевск, Златоуст, Лысьва, Серов, Чусовой), по производству доменных ферросплавов (Серов, Челябинск), по выпуску трубопроката (Первоуральск, Каменск-Уральский, Челябинск, Северск). Это единственный регион в стране, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк, Верхний Уфалей) и чугун на древесном угле. На восточных склонах Уральских гор расположены предприятия полного цикла, на западных — предприятия передельной металлургии.
Второй по значению является Центральная металлургическая база, охватывающая Центрально-Черноземный, Центральный, Волго-Вятский, Северный, Северо-Западный экономические районы, а также Верхнее и Среднее Поволжье. Она полностью работает на привозном топливе (донецкие, печорские угли), ядром ее является ТПК КМА.
На территории Центральной металлургической базы расположен ряд основных предприятий и производств. В Центральном Черноземье осуществляется выплавка чугуна и доменных ферросплавов (Липецк), находится Новолипецкий завод полного цикла, в Старом Осколе — единственный в России электрометаллургический комбинат. В Центральном районе действует Новотульский комбинат полного цикла, завод по выплавке литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула), Орловский сталепрокатный завод, Московский передельный завод “Серп и молот”, комбинат “Электросталь”. Череповецкий завод, расположенный в Северном районе, использует железные руды Кольского полуострова и каменный уголь Печоры. В Волго-Вятском районе находятся металлургические заводы Выксы и Кулебак. В Верхнем и Среднем Поволжье передельная металлургия развивается во всех машиностроительных центрах — Набережных Челнах, Тольятти, Ульяновске. Энгельсе и др.
Новая Сибирская металлургическая база формируется на территории Сибири и Дальнего Востока. Сырьем являются руды Горной Шории, Хакасии и Ангаро-Илимского бассейна, топливом служат угли Кузбасса. Производство полного цикла представлено в Новокузнецке (Кузнецкий и Западно-Сибирский металлургические комбинаты). Здесь же работает завод по производству ферросплавов, передельные заводы — в Новосибирске, Петровске-Забайкальском, Гурьевске, Красноярске, Комсомольске-на-Амуре.
На Дальнем Востоке черная металлургия будет развиваться в направлении создания заводов полного цикла на основе месторождений якутских углей и железорудных месторождений Алданской провинции, которая обеспечила бы потребности региона в металле и устранила бы дорогостоящие перевозки миллионов тонн металла
Черная металлургия
Металлургия – одна из старейших отраслей материального производства, которая относится к комплексу по производству конструкционных материалов. Основными потребителями производимой продукции являются машиностроение и строительство. Велико значение отрасли как комплексообразующего и районообразующего производства. Развитие отрасли позволяет обеспечивать промышленные предприятия сырьевой базой и характеризуется следующей динамикой:
| Продукция | ||
| Сталь | 59,2 | 72,4 |
| Прокат черных металлов | 46,7 | 59,6 |
| Трубы стальные | 5,0 | 8,7 |
Кроме основного производства в составе металлургических предприятий создаются производства на основе утилизации разного рода вторичных ресурсов сырья и материалов (азотнотуковое, производство фосфорных удобрений, строительная индустрия).
Большинство крупных металлургических предприятий –комбинаты. Комбинаты – это сочетание совместно размещенных предприятий, объединенных общностью технологических процессов и единым управлением. Они объединяют все стадии производства –производство чугуна, стали, проката.
Под влиянием научно-технического прогресса совершенствуется технология всех видов производства:
а) большая часть чугуна производится в доменных печах на основе использования кокса или природного газа,
б) для получения стали широко применяются кислородно-конверторный способ, мартеновский и электрометаллургический,
в) метод прямого восстановления железа.
Соотношение способов производства показано в таблице
| Способ производства | Объемы производства, тыс.т. (2000 г.) | Объемы производства, тыс.т. (2007г.) |
| Кислородно-конверторный | ||
| Электрометаллургический |
Размещение предприятий металлургии зависит от ряда факторов. Предприятия малой металлургии размещаются там, где имеются машиностроительные заводы. Выплавка металла производится из привозного сырья, металлического лома, отходов самого машиностроительного производства. В силу высокой материалоемкости ( на получение 1т. стали расходуется более 6 т. сырья) и чтобы избежать огромных затрат на транспортировку , комбинаты полного цикла как правило размещаются у крупных железорудных ,угольных месторождений или между ними.
На территории страны сформировались три металлургические базы – группа металлургических заводов, использующих общие сырье и топливо.
Уральская.Металлургия Урала насчитывает почти 300-летнюю историю. В периоды формирования отрасли производство было ориентировано на использование собственного сырья и на использование древесного угля. В настоящее время ситуация в развитии черной металлургии изменилась, хотя данный район продолжает удерживать лидерство в производстве металла- 52% чугуна, 56 % стали и более 50% проката черных металлов. Собственная железорудная база истощена и значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Кустанайская область), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Собственная железорудная база представлена освоением Качканарского месторождения. Топливо поступает главным образом с территории Кузнецкого каменноугольного месторождения. Часть угля поступает из Кизеловского месторождения (Пермский край). Крупнейшие заводы полного цикла находятся в городах –Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новотроицк. Заводы передельной металлургии расположены в городах – Екатеринбург, Ижевск,Златоуст, Первоуральск. Урал является ведущим районом производства стальных труб для нефтяной и газовой промышленности.
Центральная.Развитие черной металлургии обусловлено наличием и разработкой крупнейшего в стране железорудного месторождения Курской магнитной аномалии ( запасы составляют около 32 млрд.т. руды с содержанием железа 32-37%.). Разработка осуществляется открытым (карьерным ) способом. В качестве сырья также используется металлический лом. Топливная база представлена привозным коксующимся углем из Печорского, Кузнецкого бассейнов.
Центральная металлургическая база включает крупные предприятия полного цикла: Новолипецкий комбинат, Новотульский завод, завод «Свободный сокол» В составе базы действует Оскольский электрометаллургический комбинат. В зону влияния связей Центра входит и металлургия Европейского севера (г.Череповец).
Сибирская.Металлургия Сибири находится в стадии формирования. На долю района приходится около 20% производства чугуна и проката, 15% стали. Эта металлургическая база характеризуется сравнительно крупными запасами топлива – Кузнецкий каменноугольный бассейн и железной руды – Горная Шория, Хакасия и Ангаро-Илимский бассейн.
Современное производство представлено двумя крупными предприятиями -Кузнецкий металлургический комбинат полного цикла, Западно-Сибирский завод. Получили развитие феррасплавное производство (г.Новокузнецк), предельная металлургия (гг. Новосибирск, Красноярск, Гурьевск, Комсомольск-на-Амуре).
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.
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 30м 3 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.
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.
Особыми чертами размещения отличается производство ферросплавов и электросталей. 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.
2. Воздействие на окружающую среду предприятий чёрной металлургии. Пути решения экологических проблем
2.1 Требования руководящих документов в области экологии предприятий металлургической промышленности
В основе существующей на сегодняшний день законодательной базы, в области экологической безопасности металлургического производства лежит Закон РФ «Об охране окружающей среды». В нем сформулированы общие требования, обязывающие предприятия принимать необходимые меры по соблюдению технологических режимов и проведению мероприятий по охране окружающей среды.
Кроме того, действующими санитарными правилами и нормами Минздрава (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200 — 03) предписано создание вокруг предприятий санитарно-защитных зон (СЗЗ). Размер которых зависит от класса предприятия, который определяется исходя из оценки потенциальной опасности его производственной деятельности для здоровья человека, результатом которой может стать загрязнение атмосферного воздуха.
Таблица 1. Санитарная классификация предприятий по размеру санитарно-защитных зон
