Черная металлургия мира

Основные этапы развития отрасли

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.