Металургійний комплекс

Міністерство освіти та науки України

Вінницький національний технічний університет

РЕФЕРАТ

на тему:

“Металургійний комплекс"

Виконала:

Перевірила:

Вінниця 2004

Резюме

Світові розвідані запаси залізної руди оцінюються приблизно в 200 млрд т, яких вистачить приблизно на 200 років.

Рудна сировина добувається як методом відкритих розробок, так і підземним способом - з шахт. Відкрите добування більш дешеве, сполучене з меншими втратами сировини, однак екологічно більш шкідливе, що пов’язане з порушенням земельних площ і утворенням великого об’єму відходів пустої породи. При відкритому видобуванні добувається майже 100 відсотків, а підземним способом - 87 відсотків залізної руди. Однак велику проблему представляють відходи гірського виробництва. На першій стадії - при добуванні - це, як правило, розкривні породи, що не містять корисних (для виплавки сталі) елементів. Їх використання не перевищує 20 відсотків від щорічного утворення. Отже, ці відходи накопичуються.

В процесі збагачення відбувається відсікання домішок в руді, підвищується концентрація металу і відбувається його добування. Частка добутого металу складає близько 75 відсотків - інше є утратами в відходах збагачення. В цих же відходах втрачаються і кольорові метали, що утримуються в залізній руді. Нарешті, на цій стадії так само накопичується величезна кількість відходів переробленої породи, що називають “хвостами".

Головна проблема в теперішній час - перехід до прогресивних, економічних технологій виробництва сталі. Також велику проблему представляють відходи сталеплавильного та доменного виробництва. При загальному скороченні їх об’єму внаслідок загального падіння виплавки сталі і деякої структурної перебудови зменшується (іноді на порядок) утилізація відходів.

Основні проблеми переробки залізної руди в кінцевий продукт пов’язані з технічною та технологічною відсталістю металургійного комплексу. Звідси - перевитрата сировини та енергії, недостатня якість і різноманітність асортименту готової продукції. Ситуація в комплексі увійшла в протиріччя з екологічними вимогами. Робота металургійного комплексу сполучена з утворенням великих об’ємів відходів по всьому ланцюгу, які слабо використовуються, постійно накопичуючись. Чорна металургія входить в трійку промислових галузей, в найбільшій степені забруднюючих атмосферу, знаходиться на перших місцях по об’ємах забруднюючих стічних вод, що скидаються.

Вирішення вказаних проблем можливе тільки на основі структурних перетворень металургійного комплексу. По оцінкам спеціалістів, на це буде потрібно не менше 10-15 років.

Запаси металів

 

Мінерал - це тверда неметалічна або металічна речовина, що утворюється в земній корі під дією природних процесів. Металеві мінерали як правило представляють собою сполуки, що містять різні елементи - залізо, мідь, золото і т.п. Руда є мінеральною сировиною, що містить достатню кількість (концентрацію) металів для їх добування і переробки в корисний продукт.

Важливим з мінеральних ресурсів є залізна руда - найрозповсюдженіший елемент земної кори. Її світові розвідані запаси оцінюються приблизно в 200 млрд т, яких вистачить приблизно на 200 років. Запаси залізної руди в Росії достатньо великі. Однак і тут простежується тенденція до їх вичерпання, в особливості в традиційних центрах добування і переробки металів.

При аналізі сировинної бази металургійного комплексу вірніше говорити не про фізичне вичерпання в масштабах країни, а про економічне вичерпання, що ставить межі використання залізних руд в тому чи іншому регіоні. В цьому ж зв’язку слід розглядати і багато в чому змушений перехід до видобування металу з так званих бідних родовищ з низькою концентрацією корисних речовин, а іноді з відпрацьованих відвалів підприємств. Розрахунки показують, що цей варіант часто буває вигідніше, ніж перевезення руди на великі відстані.

На сировинному металургійному потенціалі Росії позначилося припинення доступу до родовищ залізної руди, що виявилася після розпаду Радянського Союзу за кордоном. В абсолютному вираженні ці втрати достатньо великі - доля Росії в загальносоюзному добуванні залізрорудної сировини склала біля 50 відсотків.

Добування та використання руди

Всього в світі щорічно добувається біля 1 млрд т залізної руди. За цим показником Росія займає 4 місце після Китаю (250 млн т), Бразилії (170 млн т) та Австралії (130 млн т).

Рудна сировина в Росії добувається як методом відкритих розробок, так і підземним способом - з шахт. Відкрите добування більш дешеве, сполучена з меншими втратами сировини, однак екологічно більш шкідливе, що пов’язане з порушенням земельних площ (що приблизно в десятикратному розмірі перевищує втрати землі при шахтному добуванні на одиницю ресурсу) і утворенням великого об’єму відходів пустої породи.

Резерви використання при добуванні. Показник добування руди достатньо великий. При відкритому видобуванні добувається майже 100 відсотків, а підземним способом - 87 відсотків залізної руди. Однак велику проблему представляють відходи гірського виробництва. Взагалі функціонування металургійного комплексу сполучено з утворенням величезного об’єму відходів на всіх стадіях руху від сировини до готової продукції. На першій стадії - при добуванні - це, як правило, розкривні породи, тобто поверхневі шари грунту та елементи породи, що не містять корисних (для виплавки сталі) елементів. Їх використання не перевищує 20 відсотків від щорічного утворення. Отже, ці відходи накопичуються.

Резерви збагачення. В процесі збагачення відбувається відсікання домішок в руді, підвищується концентрація металу і відбувається його добування. Частка добутого металу складає близько 75 відсотків - інше є утратами в відходах збагачення. В цих же відходах втрачаються і кольорові метали, що утримуються в залізній руді (якщо збагачується кольорова руда, то, як правило, втрачаються елементи заліза), тобто в наявності не комплексна переробка, пов’язана з міжгалузевими бар’єрами. Нарешті, на цій стадії так само накопичується величезна кількість відходів переробленої породи, що називають “хвостами”. Об’єм цих “хвостів” по мірі переходу до використання менш багатих руд має тенденцію до зростання, а їх слабка утилізація (щорічно використовується приблизно одна третина від знову утворених) ще більш підсилює цей процес.

Резерви переробки збагаченої руди є резерви сталеплавильного виробництва, які пов’язані з технологіями отримання металів, тобто з тими процесами, які називаються виплавкою сталі.

В усьому світі щорічно виплавляється близько 800 млн т сталі різної якості і призначення.

Сумарний об’єм виплавки сталі в Росії за останні роки доволі різко зменшився, набагато більше, ніж видобуток залізної руди. Це зайвий раз показує відсутність прямого зв’язку між проміжним і кінцевим (по відношенню до руди) продуктом.

Головна проблема в теперішній час - перехід до прогресивних, економічних технологій виробництва сталі. До цих пір велика частка сталі в Росії виплавляється в мартенах - 40 відсотків. Тоді як в США - близько 3%, а в Германії і Японії мартенівський спосіб практично не застосовується.

Приклад технологічного відставання в цій області з точки зору енергоспоживання, однак він показовий і з інших сторін - економічності, екологічності, якості кінцевої продукції. І хоча частка прогресивно виплавленої сталі росте, її масштаб поки не настільки великий, як в розвинутих країнах.

На цьому переході також велику проблему представляють відходи сталеплавильного та доменного виробництва.

При загальному скороченні їх об’єму внаслідок загального падіння виплавки сталі і деякої структурної перебудови (зокрема, по цій причині крім іншого відбувається зменшення утворення шлаків доменного виробництва) зменшується (іноді на порядок) утилізація відходів.

Резерви переробки сталі в готовий продукт, як правило, пов’язані з машинобудуванням і металообробкою, які є її основними споживачами. Перш за все, мова піде про високі норми витрати металу при випуску виробів, їх високій матеріалоємності. Вітчизняна техніка є більш тяжкою в самому прямому сенсі. Дуже часто досягнення однакової продуктивності станка, машини або обладнання - крім підвищеного енергоспоживання - сполучено з збільшенням ваги у російських аналогів. На одиницю корисної роботи, таким чином витрачається більше металу, ніж в розвинутих країнах. В результаті в останні роки відзначається ріст металоємності чистої продукції - приблизно на 3 відсотки щорічно.

В теперішній час відходи при металообробці складають п’яту частину від всіх споживаних чорних металів. Майже половина з них приходиться на частку металевої стружки. Причина такої ситуації - в структурі парку металообладнання, велику питому вагу в якому займають металоріжучі станки старого типу.

Резерви утилізації можна звести до рішення проблеми: що робити з щорічним утворенням великої кількості металобрухту, відносно дешевої вторинної сировини. Щорічне утворення металобрухту складає приблизно третину об’єму сталі, що виплавляється в країні. В виробництві сталі він займає 50%. Однак в останні роки заготовка металобрухту зменшується, в результаті чого знижується і його частка при рості питомої ваги чавуну. Це збільшує потреби виробництва в первинних сировинних ресурсах.

Зовнішньоторгові резерви аналогічні зовнішньоторговим резервам паливно-енергетичних ресурсів. Хоча асортимент товарів, що вивозяться, суттєво різноманітніше (продається за кордон чавун, злитки та напівфабрикати сталі, прокат, а також металобрухт), велику по фізичному об’єму, але не по виторгу, частину експорту складає залізна руда.

Висновки

Основні проблеми переробки залізної руди в кінцевий продукт пов’язані з технічною та технологічною відсталістю металургійного комплексу. Звідси - перевитрата сировини та енергії, недостатня якість і різноманітність асортименту готової продукції. Ситуація в комплексі увійшла в протиріччя з екологічними вимогами. Робота металургійного комплексу сполучена з утворенням великих об’ємів відходів по всьому ланцюгу, які слабо використовуються, постійно накопичуючись. Чорна металургія входить в трійку промислових галузей, в найбільшій степені забруднюючих атмосферу, знаходиться на перших місцях по об’ємах забруднюючих стічних вод, що скидаються.

Вирішення вказаних проблем можливе тільки на основі структурних перетворень металургійного комплексу. По оцінкам спеціалістів, на це буде потрібно не менше 10-15 років.