Дата 9класс

Тема урока металлургический комплекс, черный метал.

Цели : Изучить структуру и значение металлургии. Познакомить с особенностя­ми черной металлургии и проблемами металлургии. Дать определения понятиям «комбинат», «металлургическая база». Дать характеристику металлургических баз.

Оборудование: Карта «Металлургия», коллекция «Черная металлургия» (камен­ный уголь, кокс, железняк-магнитный, красный, бурый, чугун, сталь).

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

1) Работа в группах по 4 человека. Учащиеся по очереди отвечают на вопросы домашнего задания (см. предыдущий урок). Один ученик отвечает, трое в группе его слушают. Учащиеся могут оценить ответ товарища и поставить оценку ему в тет­радь. Учитель в это время может заслушать ответы 4-х учеников и проставить им оценку в журнал. На ответ 2-3 минуты.

2) Выяснить, кто выполнил задание индивидуально по выбору (после работы в группе заслушать ответы на вопросы рубрик «Моя точка зрения», «Проблема ждет вашего решения», «Мой край в судьбе России»).

Устный опрос:

В чем преимущества и недостатки ГЭС?

Каково влияние на окружающую среду электроэнергетики?

Назовите наиболее «грязные» и «чистые» электростанции. Как можно уменьшить отрицательное влияние на окружающую среду ТЭС, ГЭС, АЭС?

По рис. 44, уч. Д., с. 129 определите районы страны, где производство эколо­гически чистой энергии наиболее перспективно? (Для использования ветра наиболее перспективны побережья морей Северного Ледовитого океана, где среднегодовая скорость ветра превышает 6 м/с; для использования при­ливов на ТЭС подходят заливы Баренцева и Белого морей (Мезенская губа), а также заливы Охотского моря - Пенженская губа и заливы на западном берегу моря; производство энергии на солнечных электростанциях возмож­но на Северном Кавказе, Нижнем Поволжье, на Алтае, где величина сум­марной солнечной радиации более 100 ккал/м2; термальные воды (на ГеоЭС) имеются в Западной Сибири, в Прибайкалье, на Камчатке.)

По рис. 43, уч. Д., с. 126 определите районы наибольших запасов гидро­энергоресурсов. В каких районах затраты на производство электроэнергии минимальны, а в каких - строительство ГЭС наиболее перспективно.

III. Изучение нового материала

Металлургический комплекс производит конструкционный материал - металл, который используется для изготовления машин, станков, оборудования многих за­водов, для строительства железных дорог и т. п. Основной потребитель металла ма­шиностроение. Металлургический комплекс состоит из черной и цветной металлур­гии. 90% производимого металла составляет черный металл - сталь.

Сегодня мы познакомимся с черной металлургией, придерживаясь общего плана изучения отрасли.

План на доске:

1. Значение отрасли в народном хозяйстве.

2. Состав, структура отрасли (типы предприятий, технологические особенности предприятий).

3. Особенности металлургии (концентрация производства, комбинирование, ма­териалоемкость).

4. Факторы и принципы размещения предприятий.

5. Металлургические базы России и крупнейшие предприятия, их связи по сы­рью и топливу.

6. Проблемы и перспективы развития отрасли.

Без металла сегодня не может развиваться экономика России. Такие отрасли, как автомобилестроение, военное производство, транспорт (железные дороги), судо­строение, строительство и др. не могут обходиться без стали.

Технологическая цепочка производства черной металлургии выглядит следую­щим образом:

[доменный цех| - [сталеплавильный цех] - |прокатный цех]

Работа с картой:

Найдите на карте атласа «Металлургия», или уч. А. с. 132, рис. 36, заводы пол­ного цикла. Где они расположены? (Нижний Тагил, Магнитогорск, Липецк, Череповец, Новокузнецку - большей частью у месторождений руды на Урале и в районе КМА.)

Основная часть металла производится на металлургических комбинатах.

Запись в тетрадь

Комбинат - это предприятия, на которых кроме металлургического производст­ва имеются производства других отраслей, связанных с основным технологически и экономически.

Какие заводы не относятся к металлургии? (Производство цемента и строй­материалов, азотно-туковый комбинат.)

Почему эти производства находятся в составе металлургического комбината? (Они работают на отходах основного производства: азотно-туковый комби­нат на побочной продукции цеха разделения воздуха, завод стройматериалов использует шлак-отходы доменного и сталеплавильного производства.)

Какова экономическая выгода комбинирования? (Уменьшаются перевозки и используются отходы для получения полезной продукции.)

Где же строят металлургические заводы? На размещение металлургических предприятий влияют сырьевой, топливный, потребительский, водный, транспортный и экологический факторы.

1. Металлургические заводы полного цикла размещают у сырья или у топлива или на потоках руды (сырья) и топлива.

2. Предельные заводы и заводы малой металлургии ориентируются на метал­лолом (отходы машиностроительных заводов), поэтому размещаются в крупных городах, ориентируясь на потребителя.

3. Металлургический завод - это еще и водоемкое предприятие, поэтому стро­ится у крупной реки, озера или пруда.

4. Металлургия - «грязная» отрасль, поэтому нельзя строить несколько метал­лургических заводов в одном городе. Нельзя превышать «экологический по­толок», это пагубно отразится на здоровье населения.

5. Металлургический завод не может работать без железной дороги, так как потоки сырья, топлива очень огромные.

Скопления металлургических заводов, использующих общую рудную или топ­ливную базу, и производящие основной металл страны, называют металлургической базой. В России 3 основные металлургические базы:

1. Уральская;

2. Центральная;

3. Сибирская.

Самостоятельно изучите металлургические базы России (уч. Д., с. 138-139; уч. А., с. 132-134; карта атласа «Металлургия»)1. Какое сырье используют заводы базы (свое или привозное)?

2. Качество добываемой руды.

3. Вид топлива (уголь).

4. Крупные заводы базы.

5. Проблемы базы.

Учащиеся в группах по столам могут проработать варианты одну базу и затем обсудить результаты работы в классе.

I. Закрепление

На контурной карте отметьте 3 базы, укажите месторождения руды, угля и крупные металлургические заводы.

Используя карты атласа «Металлургия», «Электроэнергетика», «Топливная промышленность», «Транспорт» определите перспективный район для строи­тельства металлургического завода полного цикла. (Это может быть район Нерюнгри, Чульман.)

Домашнее задание

По уч. Д.: §25-26, с. 139 вопросы 1-2, с. 135 вопросы 1-2.

По уч. А.: §30, с. 131-135 вопросы, с. 138 вопросы 2-6 и 10.

Индивидуальное задание (по уч. А., с. 139) «Моя точка зрения».

Опережающее задание

Подготовить сообщение о новых технологиях добычи руды (индивидуально).

Введение………………………………………………………………………...3

1. Понятие металлургического комплекса РФ, особенности размещения и развития …………….……………………………………………………..........4

2. Значение металлургического комплекса для всей промышленно- хозяйственной сферы России……………………………………………….....6

3. Проблемы металлургического комплекса России и перспективы развития…………………………………………………………………….......8

4.Отраслевой состав металлургического комплекса ……………………… ..9

4.1.Черная металлургия……………………………………………………....... 9

4.2. Цветная металлургия…………………………………………………….....14

5. Основные металлургические базы России…………………………………19

6. Перспективы развития цветной и ерной металлургии…………………. 29

Список использованной литературы…………………………………………..36

Введение

В металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия охватывающие все стадии технологических процессов: от добычи и обогащения сырья до получения готовой продукции в виде черных и цветных металлов и их сплавов. Металлургический комплекс – это взаимообусловленное сочетание следующих технологических процессов:

Добыча и подготовка сырья к переработке (добыча, обогащение, агломерирование, получение необходимых концентратов и др.);

Металлургический передел – основной технологический процесс с получением чугуна, стали, проката черных и цветных металлов, труб и др.;

Производство сплавов;

Утилизация отходов основного производства и получение из них различных видов продукции.

Спецификой металлургического комплекса являются несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла. Для производства многих видов продукции необходимо 15-18 переделов, начиная с добычи руды и других видов сырья. При этом передельные предприятия имеют тесные связи между собой не только в пределах России, но и в масштабах стран Содружества.

1. Понятие металлургического комплекса РФ, особенности размещения и развития.

Металлургическому комплексу России присущ целый ряд особенностей, влияющих на его географию:

1. Металлургия охватывает весь процесс производства металлов: добычу и подготовку руд, топлива, выпуск металла, производство вспомогательных материалов. Поэтому в металлургическом производстве широко развито комбинирование. В черной металлургии преобладает комбинирование на основе последовательной переработки исходного сырья (руда – чугун – сталь – прокат), в цветной – на основе его комплексного использования: например, из полиметаллических руд получают несколько металлов. Комбинаты дают весь чугун, основную часть стали и цветных металлов.

2. В металлургии высокий уровень концентрации и монополизации производства. 200 крупнейших предприятий (5% от общего их числа) производят 52% продукции черной металлургии и 49% цветной.

3. Металлургия – трудоемкая отрасль.

4. Для металлургии характерна большая материалоемкость. Современный металлургический комбинат получает столько же грузов, сколько и Москва.

5. Высокие затраты на создание и обслуживание комбината, при его медленной окупаемости.

6. Металлургия – крупнейший загрязнитель окружающей среды.

Все вышеперечисленные особенности оказывают большое влияние на развитие и размещение предприятий металлургического комплекса.

В современных условиях все большее влияние на размещение отраслей металлургического комплекса оказывает научно-технический прогресс . Наиболее полно воздействие его как фактора размещения производства проявляется при выборе районов нового строительства металлургических предприятий. С развитием научно-технического прогресса расширяется сырьевая база металлургии в результате совершенствования методов поиска и разработки рудных месторождений, применения новых, наиболее эффективных технологических схем производства по комплексной переработке сырья. В конечном счете, увеличивается число вариантов размещения предприятий, по-новому определяются места их строительства. Научно-технический прогресс выступает важным фактором не только рационального размещения производства, но и интенсификации отраслей металлургического комплекса.

Значительную роль в размещении металлургических предприятий играет транспортный фактор . Это связано прежде всего с экономией затрат в процессе транспортировки сырья, топлива, полуфабрикатов и готовой продукции. Транспортный фактор в большей степени обуславливает размещение предприятий по производству концентратов, по обслуживанию основного производства топливом. На их размещение влияет обеспеченность территории (региона) прежде всего автомобильным, трубопроводным (подача топлива) и электронным транспортом (обеспечение электроэнергией). Не менее важно и наличие железных дорог в регионе, так как продукция отраслей металлургического комплекса является весьма многотоннажной.

На размещение металлургической промышленности влияет развитие инфраструктуры , а именно обеспеченность района объектами производственной и социальной инфраструктуры, уровень их развития. Как правило, регионы с более высоким уровнем развития инфраструктуры являются наиболее притягательными при размещении металлургических предприятий, так как нет необходимости строительства новых, дополнительных объектов электроснабжения, водоснабжения, транспортных коммуникация, учреждений социальной сферы.

На нынешнем этапе развития народного хозяйства резко обострилась экологическая обстановка во многих районах России, что не может не учитываться в процессе размещения металлургических предприятий, которые оказывают сильное воздействие на окружающую среду и природопользование, являясь крупными загрязнителями атмосферы, водоемов, лесных массивов, земель. При современных объемах производства это воздействие весьма ощутимо. Известно, что чем выше уровень загрязнений окружающей среды, тем больше затрат на предотвращение загрязнения. Дальнейший рост этих затрат в конце концов может привести к убыточности любого производства.

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, хрома и др. (более 60 ингредиентов). Предприятия черной металлургии, кроме того, забирают до 20-25% воды общего ее потребления в промышленности и сильно загрязняют поверхностные воды.

Учет экологического фактора при размещении металлургического производства – объективная необходимость в развитии общества.

В процессе обоснования размещения металлургических предприятий необходимо учитывать весь комплекс факторов, способствующих организации более эффективного производства на той или иной территории, т.е. их совокупное взаимодействие на процессы производства и жизнь населения в регионах.

2. Значение металлургического комплекса для всей промышленно- хозяйственной сферы России

Развитию металлургического комплекса в России еще с давних времен придавалось первостепенное значение. Не случайно Петр I дал большие льготы семейству купца Демидова для строительства металлургических заводов на Урале. Петр I понимал, что без металлургии невозможно обеспечить могущество России и ее обороноспособность. В царской России для его развития широко привлекался иностранный капитал - английский, германский, французский, бельгийский.

В СССР также первоочередными задачами развития народного хозяйства были развитие и строительство новых металлургических предприятий, так как без этого практически невозможно нормальное функционирование всей промышленно-хозяйственной сферы. Продукция этого комплекса необходима всем: и машиностроителям для производства станков, оборудования различного назначения, автомобилей, самолетов военных и гражданских, кораблей военных и гражданских судов, и строителям жилых домов, производственных зданий, и газовикам для обустройства газовых месторождений и прокладки газопроводов, и нефтяному комплексу для аналогичных работ. В общем, от швейной иголки до космического корабля - таков диапазон использования продукции всего металлургического комплекса России.

В нормальной и стабильной работе этих предприятий заинтересованы все отрасли хозяйства России, поэтому в 2001 г. между металлургическим комплексом и естественными монополиями - Министерством путей сообщения, Газпромом и РАО ЕС (энергетиками) – было заключено специальное соглашение о сдерживании роста тарифов на услуги, одновременно была согласована стоимость газа, электроэнергии, потребляемых металлургами. В 2002 г. правительством России также рассматривались конкретные меры по поддержке металлургического комплекса. В результате принято решение о частичном снижении транспортного тарифа для производителей труб. Этим вопросом занималась специальная правительственная комиссия.

Металлургическое производство по выпуску труб в настоящее время имеет очень важное значение в связи с намечаемым строительством нового газопровода, который пройдет по дну Балтийского моря и соединит территории Ленинградской области и Германии в ближайшем будущем. Это связано с тем, что при нынешней транспортировке газа по старым газопроводам через Украину и Белоруссию Газпром России имеет большие убытки из-за несанкционированного потребления газа на территории упомянутых стран. Спрос на трубы постоянно растет - они сейчас очень необходимы, например, на Сахалине, где постоянно наращивается добыча нефти на шельфе, то есть в прибрежной зоне.

В продукции металлургического комплекса России остро нуждаются предприятия Министерства путей сообщения ввиду большой изношенности вагонов грузовых и пассажирских, а также локомотивов и электровозов. Железнодорожникам очень нужны рельсы и колеса, в 2002 г. было заключено соглашение между МПС и объединенной металлургической компанией России о долгосрочных поставках железнодорожных колес. Это соглашение заключено сроком на восемь лет, при этом объемы поставок увеличатся с 30 тысяч штук до 40 тысяч штук в месяц. Общая стоимость колес по данному соглашению в ценах на 2002 г. составит 800 млн долларов. Железнодорожные колеса выпускает Выксунский металлургический завод. В первом полугодии 2002 г. этот завод отгрузил железным дорогам России 241 тыс. колес.

1. Как бы вы определили значение металлургии в хозяйстве нашей страны? В мире в целом?

Металлургический комплекс - это основа индустрии. Он является фундаментом машиностроения, обеспечивающего вместе с электроэнергетикой и химической промышленностью развитие научно-технического прогресса во всех звеньях народного хозяйства страны.

Металлургия одна из главных и старейших отраслей России. Исторически сложившиеся три металлургических центра: Уральский, Центральный и Сибирский обеспечивает производственную базу нашей страны черными и цветными металлами в первую очередь для отечественного машиностроения и оборонной промышленности.

2. Каковы особенности черной металлургии?

Металлургическое производство имеет ряд специфических особенностей.

1. Технологический процесс требует крупных объемов не только рудного сырья, но и воды, топлива (коксующегося угля, природного газа), энергии.

2. Взаимозависимость сырьевой и топливно-энергетической базы, а также большой объем готовой продукции связаны с массовыми транспортными перевозками.

3. Отходы производства, выбросы вредных веществ создают серьезные экологические проблемы.

4. Особое значение приобретает вторичная металлургия (использование металлолома) с целью снижения затрат и экологического риска.

3. В чем особенности размещения черной металлургии в России?

В России крупные районы металлургического производства на Урале, в Центре и Сибири сложились в соответствии наличием сырьевой и топливной базы.

4. Выберите верный ответ. Самое северное предприятие чёрной металлургии полного цикла в России находится на территории: а) Ленинградской области; б) Архангельской области; в) Вологодской области; г) Чукотского автономного округа.

Верный ответ: в) Вологодской области.

5. Выберите верный ответ. Для какого центра черной металлургии характерно наименьшее загрязнение воздуха: а) Магнитогорск; б) Старый Оскол; в) Череповец; г) Нижний Тагил?

Верный ответ: б) Старый Оскол.

6. Чем можно объяснить размещение в Липецке металлургического комбината полного цикла? Укажите не менее двух причин.

1. Наличием поблизости месторождения КМА (в Курской и Белгородской областях), добывающего более половины всей железной руды в России.

2. Наличие неподалёку крупного каменноугольного бассейна – Донбасса, источника коксующегося угля для комбината.

7. Сопоставьте карты на с. 250-251 и 252-253 Приложения, карту на рисунке 89 и объясните, какие факторы влияют на размещение металлургических баз в России. Используя рисунок 89, выпишите наиболее крупные центры металлургии полного цикла; укажите объемы выплавки стали (в млн т).

Для предприятий чёрной металлургии главными факторами размещения являются:

1. Сырьевой фактор является определяющим для большинства металлургических комбинатов полного цикла, потребляющих огромное количество сырья и технологического топлива - кокса, поэтому большинство металлургических комбинатов строилось либо у месторождений железных руд (Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Новотроицк, Старый Оскол), либо у месторождений коксующихся углей (Новокузнецк).

2. Энергетический фактор. Крупные металлургические комбинаты являются крупными потребителями электроэнергии, генерируемой на близ лежащих электростанциях, как правило, ТЭС и ГЭС, располагающихся каскадом на крупных реках России.

3. Потребительский фактор характерен для передельной металлургии, использующей в качестве сырья металлолом (Москва, Электросталь, Выкса, Кулебаки, Колпино, Волгоград, Таганрог, Красноярск, Комсомольск-на-Амуре), а также для производства труб (Москва, Волжский, Альметьевск).

4. Транспортный фактор размещения имеет только Череповецкий металлургический комбинат, использующий железные руды Кольско-Карельского района и КМА, коксующиеся угли Печорского и Донецкого бассейнов, и отправляющий готовую продукцию – сталь и прокат – в Санкт-Петербург, Москву, в другие машиностроительные центры и на экспорт.

5. Экологический фактор в нашей стране при сооружении предприятий чёрной металлургии ранее практически не учитывался, что пагубно влияет на окружающую среду и здоровье человека.

Наиболее крупные центры металлургии полного цикла:

Новокузнецкий металлургический комбинат (объем выплавки стали 2,6 млн т в год)

Магнитогорский металлургический комбинат (объем выплавки стали 12,2 млн т в год)

Челябинский металлургический комбинат (объем выплавки стали 4,6 млн т в год)

Нижнетагильский металлургический комбинат (объем выплавки стали 4,2 млн т в год)

«Уральская Сталь» (до 1992 г. Орско-Халиловский металлургический комбинат) (объем выплавки стали 2,8 млн т в год)

Череповецкий металлургический комбинат (объем выплавки стали 11,6 млн т в год)

Новолипецкий металлургический комбинат (объем выплавки стали 15,4 млн т в год)

Постарайтесь выяснить: а) какие из заводов зависят от импорта железной руды; б) у каких заводов экономико-географическое положение наиболее благоприятно для экспорта металла, а у каких – менее благоприятно.

9. Объясните, почему черную металлургию называют «хребтом» российской экономики. Приведите не менее 3-4 аргументов, подтверждающих это.

1. Чёрная металлургия служит основой развития промышленности РФ, в т.ч. машиностроения (1/3 отлитого металла из доменной печи идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство). Основным исходным сырьем для получения черных металлов являются железная руда, марганец, коксующиеся угли и руды легирующих металлов (добывающая промышленность), а также энергия (электроэнергетика).

2. Россия занимает 1-е место в мире по запасам железной руды и входит в пятерку стран-лидеров по её добыче, а также по выплавке стали.

3. Россия занимает 2-е место в мире по запасам угля и входит в шестерку стран-лидеров по его добыче.

Машиностроение, строительство, электротехника - все эти и многие другие сферы невозможно представить без металлургии. Что представляет собой эта отрасль? Как добывают металлы? Какими они бывают? Ответы на эти вопросы можно найти в статье.

Определение

Металлургия - это направление в промышленности, которое занимается добычей сырья, производством сплавов, утилизацией отходов и производством продукции из полученных сплавов.

Металлургия, в зависимости от сырья, делится на чёрную и цветную. К первой группе относятся металлы, содержащие железо, хром и марганец. Ко второй - все остальные.

Процесс производства продукции из металлов включает такие этапы, как:

добыча и подготовка руды;

• утилизация.

Металлургическая промышленность включает процессы получения многих элементов периодической таблицы, кроме газов и галоидов.

Черная

Черная металлургия - это отрасль металлургии, которая занимается производством сплавов из железа, марганца и хрома.

В природе железо встречается в руде в форме карбонатов, гидроксида и оксида. Поэтому первый этап производства в чёрной металлургии - это освобождение железа из руды при помощи доменной печи при температуре более +1000 С. При необходимости на данном этапе производится изменение свойств металла.

Черная металлургия включает такие направления, как:

• добычу и обогащение нерудного сырья;
• производство чёрных металлов;
• производство труб из стали и чугуна;
• коксохимическую промышленность;
• вторичную обработку сырья.

Производимая на металлургических комбинатах продукция бывает:

основной, то есть конечным продуктом, готовым для эксплуатации;

побочной, то есть продуктом, который получается при производстве основной продукции;

попутной, то есть продукцией, оставшейся после производства основной и побочной, которая используется либо как вторсырье, либо как есть.

Добыча

Металлы получают путем извлечения из руд или вторсырья. Вся руда, содержащая ценные элементы, делится на богатую (более 55% ценных элементов), бедную (менее 50 %) и убогую (менее 25 %).

При добыче руды используются три основных метода:

открытый;

подземный;

комбинированный.

Открытый метод - самый распространенный и экономичный. При таком методе предприятием организуется необходимая инфраструктура и разрабатывается месторождение карьерами.

Подземный метод используется в том случае, если породы лежат глубоко под землей. По сравнению с открытым, этот метод дороже из-за необходимости специального технического оснащения. Кроме этого, он актуальнее, чем другие методы, так как запасы железной руды, залегающей близко к поверхности, практически истощены. Таким способом добывается более 70% железной руды.

Комбинированный способ, как понятно из названия, сочетает в себе два вышеуказанных метода.

Производство

В металлургии под производством черных металлов понимают сложный технологический процесс, который можно разделить на два этапа:

производство чугуна;

переработка чугуна в сталь.

Необходимыми материалами для производства чугуна являются железная руда, топливо (кокс) и флюс. Именно в таком порядке их загружают в доменные печи, где под тяжестью собственной массы они опускаются в низ печи. В нижней части печи находятся отверстия - фирмы, через которые подается нагретый воздух для поддержания процесса горения. В результате плавления из руды восстанавливается железо и другие элементы, а полученные в процессе шлак и чугун выливаются через специальные отверстия - шлаковую и чугунную летки.

Процесс передела чугуна в сталь подразумевает снижение уровня углерода и примесей способом избирательного окисления и перевода их в шлак при выплавке. Для этого в расплавленный чугун вводят ферросплавы с содержанием Al, Mn и Si. Они образуют в стали труднорастворимые оксиды, которые частично всплывают в шлак.

Продукция

Продукция черной металлургии широко используется в машиностроении, строительстве, коммунальном хозяйстве, военно-промышленном комплексе и сельском хозяйстве.

К основной продукции черной металлургии можно отнести:

металлопрокат (листовой, фасонный, сортовой) ;

готовый прокат;

• чугун передельный и литейный;

  огнеупоры;

  химическую продукцию.

Цветная

К цветной металлургии относятся все виды металлов, кроме железосодержащих. Сама отрасль делится на металлургию легких и тяжелых металлов, которые основываются на таких свойствах металла, как плотность и вес. Все виды металлов, используемых в цветной металлургии, можно разделить на:

легкие, к которым относятся магний, алюминий, титан;

тяжелые, к которым относятся олово, цинк, свинец, никель, медь;

редкоземельные, к которым относятся эрбий, тербий, самарий, празеодим, неодим, лантан, диспрозий, церий, иттрий;

искусственные, к которым принадлежат америций, технеций;

малые, к которым относятся ртуть, кобальт, мышьяк, сурьма, кадмий, висмут;

рассеянные, к которым принадлежат селен, германий, таллий, индий, галлий, цирконий;

легирующие, к которым относятся ванадий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам;

благородные, к которым относятся платина, золото, серебро.

По сравнению с черной, цветная металлургия более энергозатратная. Это объясняется низким содержанием полезных веществ в цветных металлах и, как следствие, большим количеством отходов, требующих особенной утилизации и переработки химическими способами.

Добыча сырья и его обогащение

Цветные металлы получают из рудного концентрата, то есть из обогащенной руды. Под обогащением понимают разделение руды на металлы и минералы, что позволяет искусственно увеличить содержание металлов в сырье. При разделении используются такие технологии, как дробление, измельчение, сортировка и переработка путём обезвоживания. После получения металла из руды он проходит обработку и шлифовку.

После всех этих процессов металл отправляют в цеха или предприятия, где будет изготовлена необходимая продукция - станки, трубы, машины и т.д.

Рафинирование

Черновые металлы содержат различные примеси, которые влияют на физико-химические свойства металлов, а также содержат важные дорогостоящие элементы, например золото или серебро. Поэтому одним из важнейших этапов обработки металла является рафинирование, то есть очистка. Рафинирование проводится тремя способами:

электролитическим - используется для глубокой очистки цветных металлов;

химическим, который который также называется аффинажем, применяется при глубокой очистке золота;

пирометаллургическим - используется при производстве металлов высокой чистоты и делится на фракционное, ликвационное, окислительное рафинирование.

Получение сплавов

Сплав - это вещество, состоящее из двух и более металлов и неметаллов, например, углерод, фосфор, мышьяк.

Сплавы не получаются из двух похожих металлов. Например, цинка и свинца.

Самыми ценными сплавами являются:

бронза - соединение меди и олова;

латунь - соединение меди и цинка;

дуралюмин - соединение алюминия, меди, железа,кремния, магния и марганца;

карбид вольфрама - соединение вольфрама с углеродом и кобальтом;

нихром - соединение из никеля, хрома и железа;

ални - соединение немагнитного алюминия, никеля и кобальта.

Продукция отрасли

Человеку, незнакомому близко с металлургией, при упоминании о цветных металлах первыми на ум приходят золото и серебро. Выше было рассмотрено все многообразие цветной металлургии. Здесь же рассмотрим продукцию, которая производится в данной сфере. Это:

• сортовой прокат - шестигранник, пруток, проволока;
• листовой прокат - полоса, лента, лист.

Кроме профильной, на металлургических заводах и комбинатах производится химическая продукция - хлор, поташ, серная кислота, элементарная сера, цинковый и медный купорос.



Типы баз и факторы их размещения

Прежде чем рассмотреть основные металлургические базы в мире и в России, стоит кратко описать типы баз и факторы их размещения.

В металлургической промышленности выделяют 3 типа баз.

База, работающая с собственными рудой и углем.

База, работающая либо с собственной рудой и привозным углем, либо с привозной рудой и собственным углем.

Работающая недалеко от угольных бассейнов или недалеко от потребителя.

Факторам, влияющими на расположение металлургических центров, можно назвать:

потребительский , к которому относится близость крупных машиностроительных комплексов - основных потребителей стали;

экологический , к которому относятся устаревшие предприятия, использующие один из самых “грязных” способов производства - доменный процесс;

транспортный , к которому относятся предприятия, использующие привозные руду и уголь, так как находятся вдали от их источников;

топливный , к которому относятся предприятия, находящиеся недалеко от угольных бассейнов;

сырьевой , к которому относятся предприятия, расположенные поблизости к местонахождениям руды.

Металлургия в мире

Мировая металлургия сосредоточена в 98 странах мира, из которых руда добывается только в 50. Лидерами являются пять стран - это Китай, Бразилия, Россия, Австралия и Индия, который поставляют на мировой рынок пости 80 % сырья. Большая часть мировых запасов руд - это материал среднего и низкого качества, требующий обогащения в процессе производства. Руд высокого качества в мире очень мало. Например, запасы России как одного из лидеров металлургической промышленности составляют всего 12 % от мировых запасов.

Больше всего руды добывается в Китае, а полезного железа - в России.

Лидирующими компаниями, которые регулируют мировой процесс добычи и производства руды и металлов, являются компании Arcelor Mittal, Hebei Iron & Steel, Nippon Steel.

Arcelor Mittal - это компания, образованная благодаря слиянию предприятий Индии и Люксембурга. Ей принадлежат предприятия в 60 странах мира, в том числе российское "Северсталь-Ресурс" и украинское "Криворожсталь".

Hebei Iron & Steel Group - еще одна компания, образованная в результате слияния нескольких компаний. Но вляется не частным, а государственным предприятием, зарегистрированным в Китае. Здесь производится уникальный продукт - ультратонкий холоднокатанный лист и стальные плиты. Кроме добычи и производства, компания занимается исследовательской деятельность и инвестициями.

Nippon Steel и Sumitomo Metal Industries - японский лидер по производству стали. Доменные печи этой компании были установлены еще в 1857 году.

Металлургия России

В российской экономике металлургия занимает второе место после нефтегазовой промышленности. В данной сфере трудятся более 2 % работающих граждан в стране на 1,5 тыс. предприятий.

В РФ три есть основные базы черной металлургии, размещение которых объясняется близостью источников руды и бассейнов угля:

Уральская;

Сибирская;

Центральная.

Самое старое и крупное предприятие металлургии - Уральское, где производится половина всей продукции черной металлургии в России. Центрами Уральской металлургии являются Екатеринбург, Нижний Тагил, Челябинск и Магнитогорск. Крупнейшие предприятия - Чусовский металлургический завод и Челябинский металлургический комбинат.

Сибирская металлургическая база - самая молодая из трех и строится на смену Уральской, где исчерпаны запасы металлов практически исчерпаны. Здесь расположены всего два крупных металлургический комбината - Кузнецкий и Западно-Сибирский.

Центральная металлургическая база находится в Белгородской и Курской областях. Крупнейшим металлургическим комбинатом и заводами является Новолипецкий металлургический комбинат и заводы в Старом Осколе и Туле.

93% процента выпускаемой продукции приходится на долю шести крупных центров металлургии. Это:

ПАО “Северсталь”;

ОАО “Мечел”;

“Евраз”;

ОАО “Металлоинвест”;

ОАО “Новолипецкий металлургический комбинат”;

ОАО “Магнитогорский металлургический комбинат”.

Металлургия - промышленность, которая играет важную роль в жизни каждого человека.

В металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия . Металлургия России, обеспечивая производство и научно-техническое развитие практически всех отраслей промышленности, базируется на отечественных сырьевых ресурсах, ориентируясь на зарубежного и российского потребителя. На долю России приходится 14% производства товарной железной руды и 10-15% цветных и редких металлов, добываемых в мире.

По объему производства, потребления и внешнеторговому обороту черные, цветные и редкие металлы, а также первичная продукция из них занимают второе место после топливно-энергетических ресурсов. Железные руды и первичная продукция черной металлургии, алюминий, никель, медь остаются важной статьей экспорта страны. Крупные металлургические предприятия имеют районообразующее значение. При их возникновении формируется ряд взаимосвязанных отраслей — электроэнергетика, химическая промышленность, производство строительных материалов, металлоемкое машиностроение, разнообразные сопутствующие отрасли и, конечно же, транспорт.

Черная металлургия

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.

Россия наряду с США, Японией, Китаем и Германией, входит в ведущую пятерку мировых производителей черных металлов. В 2004 г. в России было произведено 105 млн. т железной руды, 51,5 млн. т чугуна, 72,4 млн. т стали и 59,6 млн. т готового проката.

На территориальную организацию черной металлургии оказывает влияние:

• 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;
• производственное комбинирование, означающее объединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных производств различных отраслей;
• 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);
• высокая энергоемкость, которая выше, чем в развитых странах мира;
• высокая трудоемкость на отечественных металлургических предприятиях.

Производственную базу черной металлургии составляют предприятия полного цикла: чугун — сталь — прокат, а также заводы, выпускающие чугун — сталь, сталь — прокат и раздельно чугун, сталь, прокат, относящиеся к передельной металлургии. Выделяется малая металлургия, или производство стали и проката на машиностроительных заводах в основном из металлолома.

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).

Предприятия передельной металлургии, использующие в качестве сырья в основном металлический лом, ориентируются на районы развитого машиностроения и места потребления готовой продукции. Еще теснее связана с машиностроительными заводами малая металлургия.

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).

Основные факторы размещения предприятий черной металлургии*

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.

В последние годы происходит процесс интенсивной реконструкции и технического переоснащения отрасли. Однако пока черная металлургия России в техническом и технологическом отношении существенно уступает аналогичным производствам в развитых странах. У нас до сих пор существует устаревшая технология мартеновского производства стали, беден ассортимент проката, низка доля высококачественных марок металла.

Цветная металлургия

Цветная металлургия специализируется на добыче, обогащении, металлургическом переделе руд цветных, благородных и редких металлов, а также на добыче алмазов. В ее состав входят отрасли: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титано-магниевая, вольфрамо-молиб-деновая, благородных металлов, твердых сплавов, редких металлов и др.

Цветная металлургия России развивается на основе использования собственных больших и разнообразных ресурсов и по выпуску продукции занимает второе место в мире после США. В России производится свыше 70 разнообразных металлов и элементов. Цветная металлургия России — это 47 горнодобывающих предприятий, из которых 22 относятся к алюминиевой промышленности. К числу регионов с наиболее благополучным положением цветной металлургии относятся Красноярский край, Челябинская и Мурманская области, где на цветную металлургию приходится 2/5 промышленой продукции.

Отрасль отличается высокой концентрацией производства: АО “Норильский никель” выпускает свыше 40% металлов платиновой группы, перерабатывает более 70% российской меди и контролирует почти 35% мировых запасов никеля. Кроме того, это экологически вредное производство — по степени загрязнения атмосферы, водных источников и почвы цветная металлургия превосходит все другие отрасли горнодобывающей промышленности. Отрасль отличают также самые большие расходы, связанные с потреблением топлива и транспортными перевозками.

В связи с разнообразием используемого сырья и широким применением продукции отрасли в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой. Технологический процесс получения металла из руды делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов. Своеобразие ресурсной базы заключается в крайне низком содержании извлекаемого металла в руде: медь в рудах составляет 1-5%, свинцово-цинковые руды содержат 1,6-5,5% свинца, 4-6% цинка, до 1% меди. Поэтому в металлургический передел поступают только обогащенные концентраты, содержащие 35-70% металла. Получение концентратов руд цветных металлов дает возможность транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлургический передел, который отличается повышенной энергоемкостью и размещается в районах дешевого сырья и топлива.

Руды цветных металлов отличаются многокомпонентным составом, а многие “спутники” по ценности значительно превосходят основные компоненты. Поэтому в цветной металлургии велико значение комплексного использования сырья и производственного внутриотраслевого комбинирования. Многообразное использование сырья и утилизация промышленных отходов приводят к возникновению вокруг предприятий цветной металлургии целых комплексов: при производстве свинца и цинка выделяется сернистый газ, используемый для выпуска азотных удобрений (цветная металлургия и основная химия), при переработке нефелинов получают также соду, поташ, цемент (цветная металлургия, основная химия и промышленность строительных материалов).

Основные факторы размещения цветной металлургии по-разному воздействуют на территориальную организацию отраслей и даже внутри одного технологического процесса. Тем не менее при чрезвычайно разнообразном наборе факторов размещения основных отраслей цветной металлургии общим является их ярко выраженная сырьевая ориентация.

Алюминиевая промышленность в качестве сырья использует бокситы, месторождения которых находятся на Северо-Западе (Бокситогорск), Севере (Иксинское, Тимшерское), Урале (Северо-Уральское, Каменск-Уральское), в Восточной Сибири (Нижне-Ангарское), а также нефелины Севера (Хибинское) и Западной Сибири (Кия-Шалтырское). Из-за дефицита высококачественного алюминиевого сырья ежегодно в Россию ввозят до 3 млн. т глинозема из бокситов.

Процесс получения алюминия включает: добычу сырья, производство полупродукта глинозема, которые связаны с источниками сырья (Бокситогорск, Волхов, Пикалево, Краснотурьинск, Каменск-Уральский, Ачинск), и выпуск металлического алюминия, тяготеющего к источникам массовой и дешевой энергии, главным образом мощным ГЭС — Братск, Красноярск, Шелехов, Волгоград, Волхов, Надвоицы, Кандалакша.

Медная промышленность — одна из старейших отраслей цветной металлургии России, развитие которой началось еще в ХVI в. на Урале. Производство меди включает три стадии: добыча и обогащение руд, выплавка черновой меди и выплавка рафинированной меди. Из-за низкого содержания металла в руде медная промышленность сохранилась в основном в районах добычи. На Урале разрабатываются многочисленные месторождения (Гайское, Блявинское, Красноуральское, Ревда, Сибай, Юбилейное), но металлургический передел значительно превосходит добычу и обогащение, и в силу нехватки собственного сырья используются привозные концентраты из Казахстана и Кольского полуострова. Здесь действует 10 медеплавильных (Красноуральск, Кировград, Среднеуральск, Медногорск и др.) и рафинирующих (Верхняя Пышма, Кыштым) заводов.

Основные факторы размещения производств цветной металлургии*

Из других районов выделяются Север (Мончегорск) и Восточная Сибирь (Норильск). В Забайкальском крае ведется подготовка к началу промышленного освоения Удоканского месторождения (третье в мире по разведанным запасам). Рафинирование и прокат меди в Москве возникли на основе использования медного лома.

Свинцово-цинковая промышленность базируется на использовании полиметаллических руд, а ее размещение характеризуется территориальным разрывом отдельных стадий технологического процесса. Получение концентратов руд с содержанием металла 60-70% делает выгодным их транспортировку на большие расстояния. Для получения металлического свинца требуется относительно небольшое количество топлива по сравнению с цинковым переделом. В целом свинцово-цинковая промышленность тяготеет к месторождениям полиметаллических руд, которые находятся на Северном Кавказе (Садон), в Западной (Салаир) и Восточной Сибири (Нерчинский завод, Хапчеранга), на Дальнем Востоке (Дальнегорск). На Урале цинк содержится в медных рудах. В Среднеуральске выпускают цинковые концентраты, а в Челябинске производят металлический цинк из привозных концентратов. Полный металлургический передел представлен во Владикавказе (Северный Кавказ). В Белово (Западная Сибирь) получают свинцовые концентраты и выплавляют цинк, в Нерченске (Восточная Сибирь) производят свинцовые и цинковые концентраты. Часть свинца поступает из Казахстана.

Никель-кобальтовая промышленность тесно связана с источниками сырья из-за низкого содержания металлов в рудах (0,2-0,3%), сложности их переработки, большого расхода топлива, многостадийности процесса и необходимости комплексного использования сырья. На территории России разрабатываются месторождения Кольского полуострова (Мончегорск, Печенга-Никель), Норильска (Талнахское) и Урала (Режское, Уфалейское, Орское).

Крупнейшие предприятия отрасли — Норильский комбинат полного цикла, выпускающий никель, кобальт, медь, редкие металлы; заводы в Никеле и Заполярном; добывающие и обогащающие руду; комбинат “Североникель” (Мончегорск), выпускающий никель, кобальт, платину, медь.

Оловянная промышленность отличается территориальной разобщенностью стадий технологического процесса. Добыча и производство концентратов осуществляется на Дальнем Востоке (Эсэ-Хайя, Певек, Кавалерово, Солнечное, Депутатское, Ягодное, особенно крупные — Правоурминское, Соболиное, Одинокое) и в Забайкальском крае (Шерловая гора). Металлургический передел ориентируется на районы потребления или размещается по пути следования концентратов (Новосибирск, Урал).

Дальнейшее развитие металлургического комплекса России должно идти в направлении улучшения качества конечных видов металлопродукции, уменьшения издержек производства и проведения ресурсосберегающей политики, повышающей ее конкурентоспособность.