Презентация по географии на тему "География черной металлургии России

Черная металлургия России

Основные технологические процессы в чёрной металлургии
К чёрным металлам относятся сплавы железа с углеродом — чугун, сталь и полуфабрикатные изделия из них — прокат, а также марганец и хром, используемые как легирующие элементы. Основные запасы железных руд России сосредоточены в пределах Центрально-Чернозёмного района в крупнейших месторождениях Курской магнитной аномалии (более 60 млрд тонн) и Карелии, на Урале (около 15 млрд тонн) и в бассейнах Западной и Восточной Сибири. География железорудных месторождений в основном совпадает с географией производства чёрных металлов.

Производством чёрных металлов занимаются крупные предприятия с комбинированным циклом производств — так называемые комбинаты полного цикла (КПЦ). В России они дают примерно 90% чугуна, стали и проката. Есть заводы, выпускающие только чугун и изделия из него (доменные заводы); только сталь и прокат (передельные заводы); трубный прокат (трубопрокатные заводы) или металлические изделия из него (метизные заводы). Добычей железной руды занимаются горно-обогатительные комбинаты (ГОКи). Производство стали и проката на машиностроительных заводах относится к категории малой металлургии.

Сырьё для производства чёрных металлов 
Исходное сырьё для производства черных металлов — железные руды. Они различаются по происхождению, содержанию железа, количеству полезных и вредных примесей. Содержание железа может изменяться в широких пределах — от 16 до 60%. Различают богатые (> 50% Fe), рядовые (25–50%) и бедные (< 25%) железные руды. 
Основные промышленные виды железной руды:
бурые железняки (лимониты) — содержание Fe 55–30% и менее. Требуется обогащение. Они относятся к числу легкоплавких руд;
красные железняки (гематиты) — содержание Fe 50–60%, иногда наблюдается значительное количество марганца (до 18%). Относятся к легкоплавким рудам;
магнитные железняки (магнетиты) — содержание железа от богатых до бедных руд. 
шпатовые железняки (сидериты) — содержание Fe 30–35%. Руда легкоплавкая.

Россия хорошо обеспечена сырьём для чёрной металлургии. Общие запасы оцениваются в 256 млрд тонн (26% мировых), в том числе подтверждённые только 57 млрд тонн (27%). Это первые места в мире. Среднее содержание железа в рудах — 36%. Это скромные показатели.

Основное топливо для доменной плавки — каменноугольный кокс. В процессе доменного производства используются флюсы (известняки). Они необходимы для удаления пустых пород. Вспомогательное сырьё — кислород и природный газ применяются для ускорения плавки. Доменные газы используют в работе котельных и ТЭЦ.
Перед использованием руды подвергают дроблению, обжигу, обогащению — разделению минералов по физическим и химическим свойствам и агломерации — превращению в куски заданных размеров. Эти операции необходимы для улучшения качества будущего металла, удаления части вредных примесей.
Обогащение позволяет повысить в руде содержание железа. Этому процессу подвергается около 80% руд.

Доменное производство — процесс получения чугуна в доменных печах. Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%). Он обладает высокими литейными свойствами, твёрдостью при застывании, но хрупок при механической обработке. Сущность процесса доменной плавки состоит в восстановлении железа из окислов.

Производство чугуна — один из наиболее энергоёмких процессов в чёрной металлургии: расходуется 50–55% всей энергии металлургического предприятия, а с учётом подготовки кокса и руды — до 80% энергии, расходуемой на металлургическом заводе с полным циклом. Доменный процесс очень материалоёмок. Для производства тонны чугуна расходуется до 1,5–3 тонны железной руды, 0,5–0,7 тонны кокса, 0,25–4 тонны флюсов, 2500-3000 м³ воздуха и 200 литров воды. В связи с этим основные районы размещения доменных заводов — крупные металлургические и топливные базы.

Всё большую популярность в мире получает бездоменная металлургия (электросталеплавильный способ). Но полностью избавиться от доменного процесса пока невозможно, так как железные руды имеют разное содержание полезного вещества. Чаще всего это руды со средним содержанием железа. В России по данной технологии работает Оскольский электрометаллургический комбинат в городе Старый Оскол Белгородской области

Выплавка стали
Сталь — сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2%. Исходным сырьём в производстве стали является литейный чугун и металлический лом. Важные характеристики стали: ковкость, способность менять механические свойства в результате быстрого охлаждения. На этом основано широкое применение металла в различных отраслях экономики.

Использование стали в России
Сталеплавильное производство — второе звено в общем производственном цикле чёрной металлургии. Сталеплавильное производство включает в себя два основных технологических процесса — выплавку и разливку стали. В настоящее время важнейшие способы выплавки стали — кислородно-конвертерный иэлектросталеплавильный процессы.
Кислородно-конвертерный способ впервые был применён в СССР в 1933 г. инженером Н. И. Мозговым на машиностроительном заводе «Большевик» в Киеве, но распространение получил после 1950 г. Конвертер представляет собой грушевидный сосуд ёмкостью от 20 до 350 тонн из стали. Суть способа — продув через жидкий чугун воздуха (кислорода) в печи-конвертере. Сталь выплавляется в несколько этапов. Кислородно-конвертерный способ более производительный: выход металла из 250-тонного конвертера составляет 400 тыс. тонн в год. Он позволяет снизить себестоимость металла.

Электросталеплавильное производство изобретено ещё в начале XIX в., но первая электродуговая печь была построена только в 1899 г. французским технологом и химиком Полем-Луи-Туссеном Эру. Электроплавка позволяет получать сталь самого высокого качества. Для получения тонны электростали требуется от 600 до 1000 кВт/ч электроэнергии, поэтому данные производства приближены к местам производства дешёвой электрической энергии.

Разлив стали и прокатное производство
Готовую сталь из печи сливают в разливочный ковш или миксер, а затем разливают по изложницам — чугунным и стальным формам конической формы — для получения слитков. Более совершенным способом считаетсянепрерывная разливка, для которой используют специальные машины. Каждая из установок непрерывной разливки стали содержит несколько кристаллизаторов, куда заливается из ковша сталь и охлаждается с помощью воды.

Стальной прокат на современных металлургических предприятиях производится двумя способами. При первом исходным материалом служат слитки. При втором способе проката исходная заготовка заменяется непрерывным литьём (разливкой) на специальных машинах. Основные технологические операции осуществляются на прокатных станах. Уникальными и самыми большими в РФ являются прокатные станы-5000 на ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ПАО «Ижорские заводы» (Санкт-Петербург) и АО «Выксунский металлургический завод» (Нижегородская область). Их продукция используется для производства труб для нефте- и газопроводов, в судостроении.

Порошковая металлургия — способ производства металлических порошков и спечённых изделий из них, а также композиций из металлов и неметаллов. Позволяет получать такие материалы и изделия, которые невозможно получить путём плавки. Порошковая металлургия также используется для изготовления уникальных материалов, которые невозможно получить путем плавления или формования другими способами. Очень важным продуктом такого типа является карбид вольфрама. Он используется для резки и формования других металлов и изготавливается из частиц WC, связанных кобальтом. Он очень широко используется в промышленности для изготовления инструментов многих типов, и во всем мире ~ 50 000 тоннв год (т / год) производится PM. Другие продукты включают спеченные фильтры, пористые подшипники, пропитанные маслом, электрические контакты и алмазные инструменты.

География предприятий чёрной металлургии
Размещены железные руды и топливо по территории страны неравномерно. Более половины запасов сосредоточено в Европейской части страны. Крупнейший железорудный бассейн — Курская магнитная аномалия (КМА). Основные запасы железных руд КМА признаны лучшими в мире по качеству. Они сосредоточены в Лебединском, Стойленском, Яковлевском и Михайловском месторождениях. На Кольском полуострове и в Карелии эксплуатируются Ковдорское, Оленегорское и Костомукшское месторождения. Значительные ресурсы железных руд на Урале: Качканарская, Тагило-Кушвинская, Бакальская и Орско-Халиловская группы месторождений тянутся с севера на юг параллельно Уральскому хребту. Выявлены месторождения железных руд в Западной — Горная Шория, Рудный Алтай и Восточной Сибири — Хакасия,Ангаро-Питский, Ангаро-Илимский бассейны. На Дальнем Востоке перспективна Алданская железорудная провинция в Республике Саха (Якутия).

Крупнейшим производителем чугуна и стали в России с ХVIII в. остаётся Уральская металлургическая база. Она производит половину чёрных металлов в стране, но работает на привозном топливе (уголь Кузбасса и Караганды (Казахстан) и местных рудах, а также на рудах КМА и Казахстана. Действуют комбинаты полного цикла в Магнитогорске, Нижнем Тагиле, Челябинске и Новотроицке; трубопрокатные заводы в Первоуральске, Каменске-Уральском, Челябинске и Полевском. На восточных склонах Уральских гор расположены предприятия полного цикла, на западных — предприятия передельной металлургии.
Центральная металлургическая база охватывает Центрально-Чернозёмный, Центральный, Волго-Вятский, Северный, Северо-Западный экономические районы, Верхнее и Среднее Поволжье. Это вторая по значению база. Она полностью работает на привозном топливе (донецкие, печорские угли), ядром её является КМА. Действуют Череповецкий и Новолипецкий комбинаты полного цикла, единственный в России электрометаллургический комбинат в Старом Осколе.

Сибирская металлургическая база работает на рудах Горной Шории, Хакасии и Ангаро-Илимского бассейна, коксующихся углях Кузбасса. Производство полного цикла представлено объединёнными Кузнецким и Западно-Сибирским металлургическими комбинатами в Новокузнецке. 
На Дальнем Востоке формируется самая молодая металлургическая база. Новый металлургический кластер создаётся в Амурской области. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится примерно пятая часть общероссийских запасов железных руд, примерно 20%, производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали.

Ведущие компании отрасли
которых приходится около 90% объёмов промышленного производства отрасли: «Магнитогорский металлургический комбинат», «Северсталь», «ЕвразХолдинг» (Западно-Сибирский, Кузнецкий и Нижнетагильский комбинаты), УК «Металлоинвест» (Оскольский электрометаллургический комбинат), «Новолипецкий металлургический комбинат», «Мечел».
Три трубные компании: «Трубная металлургическая компания» (ОАО «Волжский ТЗ», ОАО «Синарский ТЗ», ОАО «Северский ТЗ», ОАО «ТАГМЕТ»), «Объединённая металлургическая компания» (Выксунский металлургический завод, Альметьевский трубный завод), ЗАО «Группа ЧТПЗ».
Российские компании приобретают добывающие и перерабатывающие предприятия за рубежом для укрепления своих позиций на внешних рынках.

ИТОГИ
К группе чёрных металлов относятся чугун, сталь (сплавы железа с углеродом), полуфабрикатные изделия из них (прокат), а также марганец и хром, используемые как легирующие элементы. Исходное сырьё для производства чёрных металлов — железные руды. Россия хорошо обеспечена сырьём для чёрной металлургии.
Чугун — сплав железа с углеродом (более 2%). Процесс его получения осуществляется в доменных печах. В последнее время популярность приобретает бездоменная металлургия.
Сталь — сплав железа с углеродом, содержание которого не превышает 2%. В настоящее время важнейшими способами её выплавки являются кислородно-конвертерный и электросталеплавильный.
География предприятий чёрной металлургии связана с источниками сырья — месторождениями железной руды и топливных ресурсов.