География черной металлургии
Доменный процесс — самый материалоемкий в основном металлургическом цикле. На выплавку 1 т чугуна расходуется не менее 3 т железорудного сырья, топлива, известняков, до 30 м3 воды, природный газ, кислород. Для повышения эффективности производства чугуна, уменьшения расходов материалов и топлива первоочередной проблемой было и остается применение высококачественной железной руды. Экономический
эффект достигается также за счет увеличения объема доменных печей. Это позволяет значительно уменьшить инвестиции на сооружение домны, снизить себестоимость чугуна, улучшить технологический процесс, сократить расходы топлива. За послевоенные годы максимальные объемы домен в мире возросли с 1500 до 5000 м3. Современная домна способна за один год дать 4-4,5 млн. т чугуна, что сопоставимо с выплавкой чугуна в одной из таких стран, как Австрия, Турция или Мексика.
Сложные экономические, и особенно экологические проблемы обусловили большие изменения в географии доменного производства. Наряду с локальными сдвигами в размещении заводов с доменными Цехами (перемещение их из старых районов черной металлургии на пути поступления импортного сырья в прибрежных пунктах приморских стран) произошли и крупные межрегиональные изменения. Главный результат таких миграционных процессов в отдельных частях света — уменьшение роли старых промышленно развитых стран в получении чугуна. За 1950—1995 гг. суммарная доля Западной Европы и Северной Америки уменьшилась (несмотря на организацию этого производства в новых странах данных регионов) с 75 до 31 % в мире .
Выплавка чугуна в 60—70-е гг. все в большей степени росла в процессе индустриализации стран Восточной Европы, а в 80-90-е гг. в Азии. Суммарная доля этих регионов в мире за те же годы увеличилась с 20 до 60%. Это обусловило глобальные изменения в географии черной металлургии. Коренные изменения произошли в выплавке чугуна по отдельным странам: в 1970-1990 гг. лидером был СССР, а в 90-е гг. им стала КНР. На фоне этих кардинальных сдвигов мало менялась роль остальных регионов мира — Африки, Южной Америки и Австралии. За 45 лет их доля в производстве чугуна в мире возросла всего лишь с 3,6 до 9%, хотя они дают 31% добываемой в мире железной руды и более 10% коксующихся каменных углей.
Производство стали — промежуточная стадия металлургического цикла. Сталь всего лишь полупродукт, предназначенный для дальнейшего передела в прокат, 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 печи 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 Франции — 64, Японии — 68. Великобритании — 74, ФРГ — 76, а в Люксембурге — 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. Тайвань, 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% (Италия — 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 (унрс) 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 природного газа). Это стимулировало размещение их в избыточных по топливу странах и регионах. На Азию приходится 40% полученного по этой технологии металла, Южную Америку -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 развитых стран мира. Очень сильное влияние они оказала 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 количестве стали (до 2,5 млн. т в 1995 г.) дает Саудовская Аравия.
Скачать реферат