Экономико-географическая характеристика Уральской металлургической базы

      Вместе  с вовлечением в оборот бедных руд, особенно железистых кварцитов, расширился фронт открытой добычи металлургического  сырья. В настоящее время таким  способом разрабатывают более  ⁴/₅ всех железных руд.

      В структуре черной металлургии выделяется металлургия полного цикла, производящая чугун-сталь-прокат. Помимо основного  производства она включает подготовку железной руды к плавке (обогащение, которое преследует цель повысить содержание железа в руде за счет удаления пустой породы, и обжиг руды в специальных печах для удаления углекислоты, серы, фосфора). Для производства чугуна кроме подготовки железной руды требуется технологическое топливо, флюсы, огнеупорные материалы, вода и легирующие металлы (марганец, хром, молибден, титан, ванадий и т.д.), придающие металлу определенные высококачественные свойства. Технологическое топливо — чаще всего кокс, а также газ. Для производства кокса может быть использован только высококачественный коксующийся уголь, высококалорийный, малозольный, малосернистый и высокопрочный.

      В размещении предприятий металлургии  полного цикла особенно большую роль играют сырье и топливо, на которые приходится до 90% всех затрат по выплавке чугуна, из них примерно 50% — на кокс, 40% — на железную руду. На 1 т чугуна расходуется 1,2—1,5 т угля, не менее 1,5 т железной руды, свыше 0,5 т флюсовых известняков и до 30м³ оборотной воды. Все это свидетельствует о важности взаимного расположения сырьевых и топливных ресурсов, водоснабжения, вспомогательных материалов. Особенно велика роль железных руд и коксующихся углей. Черная металлургия с полным технологическим циклом тяготеет к источникам сырья (Урал, Центр), к топливным базам (Кузбасс) или к пунктам между ними (Череповец).

      Предприятия неполного цикла производят чугун или сталь либо прокат. Предприятия, производящие сталь без чугуна, называются передельными. К этой группе относятся и трубопрокатные заводы. Передельная металлургия ориентируется в основном на источники вторичного сырья (отходы металлургического производства, отходы от потребляемого проката, амортизационный лом) и на потребителя готовой продукции, т.е. на машиностроение. В данном случае и источник сырья, и потребитель представлены в едином лице, так как наибольшее количество металлического лома накапливается в районах развитого машиностроения.

      Особую  группу по технико-экономическим признакам  составляют предприятия, производящие ферросплавы и электростали. Ферросплавы — это сплавы железа с легирующими металлами (марганец, хром, вольфрам, кремний и т.д.). Их основные виды — ферросилиций, феррохром. Без ферросплавов немыслимо развитие качественной металлургии. Их получают в доменных печах или электрометаллургическим путем. В первом случае производство ферросплавов осуществляется на металлургических заводах полного цикла, а также с двумя (чугун — сталь) или одним (чугун) переделом (Чусовой), во втором — их производство представлено специализированными заводами. Электрометаллургия ферросплавов из-за высокого расхода электроэнергии (до 9 тыс. кВт-ч на 1 т продукции) оптимальные условия находит в тех районах, где дешевая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов (Челябинск). Производство электросталей развито в районах, располагающих необходимыми источниками энергии и металлического лома.

      Металлургические  заводы малой мощности — мини-заводы — приобретают все большую значимость в связи с имеющимися в стране огромными ресурсами металлолома и потребностями современного машиностроения в качественном металле определенных и разных марок, но небольшими партиями. Такие заводы могут обеспечить оперативную выплавку металла нужной марки и в достаточно ограниченном количестве для машиностроительных предприятий. Они способны быстро реагировать на изменение рыночной конъюнктуры, наиболее полно удовлетворять запросы потребителей. Высокое качество сталей, получаемых на мини-заводах, обеспечивается наиболее прогрессивным методом плавки — электродуговым.

      Традиционный  способ получения стали: сначала  в доменных печах получают из руды передельный полупродукт — чугун, а затем в сталеплавильных агрегатах — конвертерах, мартенах, электропечах получают сталь. Новым направлением научно-технического прогресса в отрасли является бездоменная, или бескоксовая, металлургия. В России такое предприятие построено в г. Старый Оскол (Белгородская область) — Оскольский электрометаллургический комбинат. Эта технология в принципе отличается от традиционного процесса, при котором руда сначала плавится при температуре 1600° С вместе с коксом, служащим химическим восстановителем. Здесь же доменная плавка заменяется значительно более простым в управлении и обслуживании процессом металлизации окатышей (окатыши — комочки, полученные из железорудного концентрата). Через окатыши при температуре почти 1000° С пропускается газ-восстановитель, например, получаемая из природного газа смесь водорода с оксидом углерода. Этот газ легко отбирает у железа кислород, а окатыши содержат довольно много кислорода. Образуются металлизированные окатыши, состоящие почти целиком из железа, т.е. происходит прямое восстановление железа. На следующем этапе металлизированные окатыши в мощных дуговых электропечах превращаются в высококачественную сталь.

      Данный  способ производства имеет огромные преимущества в виде экономии кокса, высокого качества металла, экологической чистоты. Коксующийся уголь становится с каждым годом все дефицитнее и дороже, процесс коксования — сложный и трудоемкий, сопровождается выделением вредных побочных продуктов, т.е. требует дополнительных затрат на строительство очистных сооружений. Высокое качество металла обусловлено чистотой от серы и фосфора и других нежелательных примесей, которые попадают в сталь из чугуна, который в свою очередь наследует их от кокса. Металлизационные установки практически безвредны для окружающей среды в отличие от доменных и коксовых печей. Такая сталь служит в среднем в пять раз дольше. К недостаткам бездоменной металлургии относятся большие затраты электроэнергии, использование только высококачественных руд с содержанием железа более 60%; более высокая стоимость металла.

      В странах, где высоки запасы коксующихся  углей, как в России, доменная металлургия будет еще долго иметь большое значение.

      Развивается порошковая металлургия (металлокерамика). Выплавка порошковой стали идет в индукционной печи, расплав распыляется азотом высокой чистоты и заполняет металлические капсулы порошком. Такая сталь имеет практически 100%-ю плотность, высокий уровень технологической пластичности. Она позволяет, как бы склеивать детали из мельчайших частиц и тем самым сводит отходы практически к нулю. Кроме того, данная технология позволяет утилизировать отходы других технологий, например, металлическую стружку, дает возможность изготавливать металлоизделия любой конфигурации, комбинировать металлы, не сплавляющиеся при обычной технологии, т.е. получать металлы с заданными свойствами. Недостатки: трудность получения чистых по химическому составу порошков и сравнительно высокая их стоимость.

      В России за последние 10 лет структура  производства сталей улучшилась. Хотя, безусловно, это связано не с внедрением НТП в отрасли, а с закрытием многих старых неконкурентоспособных и убыточных предприятий.

      У нас есть проекты увеличить производство электросталей до 51%, но это пока далеко от реальных возможностей. По мнению специалистов, конвертер — единственный пока агрегат, в котором можно производить стали любого назначения, в том числе и такие, которые в электропечах выплавить невозможно. Учитывая наличие мощного доменного производства, богатых природных ресурсов и квалифицированного персонала, комплекс «доменная печь — конвертер» в сочетании с внепечной обработкой чугуна, стали и непрерывной разливкой стали в России наиболее эффективен. Этот комплекс обладает недостижимыми в любом другом процессе массовой металлургии возможностями производства металла высокого качества любых назначений. Наличие в таком комплексе установки «печь — ковш» позволяет производить сталь с любой степенью легирования.

      Предпочтительным  направлением развития отрасли в  настоящий момент является развитие кислородно-конвертерного производства, хотя в последнее время появились некоторые сомнения в правильности избранного пути. Дело в том, что кислородно-конвертерное производство предпочтительно при больших объемах производства — более 3 млн. т. Но одна из важнейших тенденций развития экономики — снижение материалоемкости. С каждым годом металлоемкость машиностроительной продукции падает, что, несомненно, в ближайшем будущем вызовет значительное падение потребности в металле. Поэтому сверхмощное оборудование — не самый оптимальный вариант на перспективу. К тому же доменное производство существенно ухудшает экономические показатели сталей, полученных конвертерным способом.

      Мощные  конвертерные производства расположены  в Череповце, Липецке, Нижнем Тагиле, Челябинске, Магнитогорске, Новокузнецке.

      На  Новолипецком комбинате внедрена технология корректировки металла по составу и температуре вне конвертера; в Череповце — технология передела низкомарганцевого чугуна в высококачественную сталь.

      Уровень использования достижений научно-технического прогресса в отрасли также оценивается по доле непрерывной разливки стали в структуре продукции. Накануне кризиса 1998г. эта доля составляла лишь 28%, а в 2000 году достигла 50%.

      В XXI в. развитие идет по пути создания компактных мобильных экологически чистых и мало капитало- и материалоемких, но насыщенных современной компьютерной техникой предприятий средней производительностью 1—2 млн. т. Схемы могут быть различны: «доменная печь — конвертер, электропечь», мини-заводы с прямым восстановлением железа в твердом виде в шахтных печах. Возрастает значение внепечной обработки сталей. 

                    2. Уральская металлургическая база 

      Металлургическая  база - группа металлургических предприятий, использующих общие рудные и топливные ресурсы и обеспечивающих главные потребности хозяйства страны в металле.

     В России имеется одна старая металлургическая база — Уральская, и формирующиеся — Сибирская и Центральная. За пределами основных металлургических баз расположен крупный центр черной металлургии с полным циклом производства — Череповецкий металлургический комбинат, использующий железную руду кольско-карельских месторождений (Ковдорский, Оленегорский, Костомукшский ГОКи) и коксующиеся угли Печорского бассейна. Наряду с ними имеются предприятия черной металлургии передельного типа в Поволжье (Волгоград), на Северном Кавказе (Таганрог) и др.

     Урал  веками служил главной базой промышленности России. Почти три века (XV-XVII вв.) он был единственным в Русском государстве поставщиком соли. В XVIII в. за Уралом закрепилась слава «железного»: здесь выплавлялось чугуна больше, чем в Англии, в то время самой развитой стране мира. Свои потребности в металле Англия на 2/3 покрывала за счет ввоза его с Урала. Однако в середине XIX в. в уральской металлургии наступил застой: она не смогла конкурировать не только с другими странами, но и с новой металлургической базой России — Донбассом. Причины — подневольный труд; древесный, а не каменный, уголь; отдаленность от основных промышленных центров.

     В 1930-е гг. «железный пояс» вновь  выдвинулся на передний край. По плану  ГОЭЛРО здесь стали строить электростанции, новые металлургические заводы, сеть магистральных дорог. В годы первой и второй пятилеток введены в строй такие крупные предприятия, как Магнитогорский металлургический комбинат, Уралмаш, Уралвагонзавод, Челябинский тракторный завод и др.

      Уральская металлургическая база — старейший и крупнейший центр черной металлургии в стране. В 1631г. начал действовать первый металлургический завод. Древесно-угольная металлургия преобладала до 1932г., затем перешли на кемеровский кокс. В 1930г. создана вторая основная угольно-металлургическая база — Урало-Кузнецкий комбинат.

      В недрах Уральского горного хребта, протянувшегося на 1,5 тыс. км с севера на юг, и в Предуралье залегают руды цветных и черных металлов, калийные соли, асбест, нефть, газ, уголь и др. Из 70 важнейших полезных ископаемых, используемых в отечественной промышленности, 52 имеются на Урале. Те виды ресурсов, которые открыты давно и легкодоступны, в значительной мере выработаны. Но, по мнению геологов и геофизиков, на глубинах 1000-1500м имеются крупные залежи железа, меди, бокситов. Руды в основном комплексные, т.е. содержат ряд компонентов. Например, в железных рудах помимо основного компонента есть такой ценный легирующий элемент, как ванадий; при содержании в легированных сталях 0,2 % ванадия возрастает эффективность производства, а при использовании 1 тыс. т ванадия для легирования стали сберегается 250 тыс. т металла.

      Уральская металлургическая база имеет удачное  экономико-географическое положение: находится на границе обширных рынков сбыта Европы и Азии, на пересечении  разнообразных транспортных коридоров. Этот район отличается развитой сетью автодорог с твердым покрытием, железнодорожных и водных магистралей, связывающих его со всеми регионами России.

      Металлургия черных металлов Урала включает все стадии — от добычи и обогащения железных, марганцевых и хромитовых руд, а также коксования угля, добычи вспомогательных материалов и производства огнеупоров до выплавки чугуна и стали, производства готового проката и изделий четвертого передела. Развита утилизация коксового газа для химических производств и шлака для изготовления строительных материалов.

      В середине 90-х гг. на нее приходилась  большая часть отечественной  добычи марганцевых и хромитовых руд, около 1/5 — руд железных, около  половины — чугуна, стали, готового проката и стальных труб, производимых в стране, а также большая часть ферросплавов, выплавляемых в России.