Металлургиялық кешен өндірісі
Металлургия: ауыр өнеркәсіптің базалық саласы
Металлургия — ауыр өнеркәсіпке жататын индустрияның базалық әрі тарихи тұрғыдан қалыптасқан көне салаларының бірі. Қара және түсті металдарды өндіру әртүрлі кен орындарына сүйенетін қуатты шикізат базасымен тығыз байланысты.
Кешенді базалық салалар ретінде қара және түсті металлургияны көбіне біртұтас металлургиялық цикл аясында қарастырады. Дегенмен шаруашылықта пайдаланылатын металдың басым бөлігі — қара металдар, ең алдымен болат (шамамен 90%).
Қара және түсті металлургияға ортақ негізгі белгілер
- Көпсатылы технологиялық цикл: кен өндіру → бастапқы металл алу → қайта өңдеу → прокат (немесе дайын өнім) шығару.
- Экологиялық салдар: өндіру, байыту және әсіресе балқыту кезеңдерінде қоршаған ортаға түсетін жүктеме жоғары.
- Екінші реттік металлургияның маңызы: қара және түсті металдар ломын (сынығын) қайта пайдалану бастапқы металлға қарағанда шығынды азайтып, ластануды төмендетеді.
Қара металлургияның құрамы және рөлі
Қара металлургия — ауыр өнеркәсіптің базалық саласы. Оның құрамына темір рудасын өндіру, шойын мен болат балқыту, әртүрлі профильдегі прокат, сондай-ақ темірдің өзге металдармен қорытпаларын (ферроқорытпалар) өндіру кіреді.
Қара металлургия ең алдымен машина жасау үшін жаппай қолданылатын конструкциялық материал өндіреді; өнеркәсіп үшін шикізат, халық тұтынатын өнімдерге арналған материал береді. Сондықтан ол ғылыми-техникалық прогресс деңгейімен тікелей байланыста.
Саладағы негізгі «өзек» және қосымша өндірістер
Негізгі металлургиялық қайта өңдеу
Шойын → болат → прокат (циклдің өзегі).
Қосымша және жанама өндірістер
Руда өндіру және байыту (темір, марганец, хром), көмірді кокстеу, флюстік әктас пен отқа төзімді материалдар, ферроқорытпа, метиз, қайта өңдеу, т.б.
Ресейдің шикізат базасы: темір рудасы және көмір
Ресей қара металлургияға қажетті шикізатпен жалпы алғанда жақсы қамтамасыз етілген. Ерекше тәуелділік марганец рудалары бойынша байқалады: тарихи тұрғыдан негізгі қорлар Украина, Қазақстан және Грузияда шоғырланған.
Темір рудасы өндірісі бірқатар ірі аудандарда жүргізіледі: Курск магнит аномалиясы (КМА), Орал, Кола–Карелия, Сібір және Қиыр Шығыс. Өндірістің шамамен 80%-ы ашық әдіспен жүзеге асады. Өндірілген темір рудасының бір бөлігі экспортқа шығарылады (деректер бойынша 20%-ға дейін).
Темір рудасы өндірісінің ірі тораптары
КМА (Курск магнит аномалиясы)
ТМД елдері темір рудасының шамамен 40%-ы осы ауданға келеді деп көрсетіледі. Негізгі кен орындары: Лебединское, Михайловское, Стойленское, Яковлевское. Кеннің тереңдігі көбіне 60–100 м, ашық әдіспен өндіріледі; жекелеген учаскелерде шахталық өндіру қолданылады.
Орал
Бұрын аса бай кендерімен белгілі аудандардың (Магнитогорск, Гороблагодатское) бірқатары сарқылуға жақын. Қазіргі игерілетін кендерде темір мөлшері жиі төмен (17–30%): Качканар тобы, сондай-ақ Бакальск және Орск–Халиловск топтары.
Сібір
Батыс Сібір: Таулы Шория (Теміртау, Таштагол), Таулы Алтай (Инск–Белорецкое). Шығыс Сібір: Ангаро–Илимск және Ангаро–Питс алаптары (Коршуновск, Рудногорск және т.б.).
Қиыр Шығыс және Кола–Карелия
Қиыр Шығыс: Гаринское, Кимканское, Таежное. Кола–Карелия: Костомукшское, Ковдорское, Оленегорское. Бірқатар кендерде темірмен қатар марганец, хром, алюминий кездеседі.
Марганец пен хром: маңызы және шоғырлануы
Марганец пен хром қара металдарға жатады және болаттың сапасын арттыру үшін маңызды қоспалар ретінде қолданылады. Тарихи тұрғыдан ірі игерілген кен орындары Украинадағы Никополь және Большое Токмак, Грузиядағы Чиатура ауданымен байланысты. Ресей аумағында да бірқатар кендер бар: Орал, Батыс Сібір, Қиыр Шығыс. Хромиттің белгілі өндіру аудандарының бірі — Орал (Сараны).
Марганец бойынша Ресей қазіргі кезде өз ресурстарын белсендірек игеруге мәжбүр: қорлардың едәуір бөлігі Кузбасс маңында шоғырланған, сонымен қатар Салаир жоталарына жақын аудандарда жаңа өндірістерді іске қосу жоспарлары аталады.
Өндірістік цикл: шойын, болат, прокат
Металлургиялық кешен өндірісінің классикалық тізбегі: шойын балқыту → болат өндіру → прокат даярлау. Бұл кезеңдердің әрқайсысы технологиялық күрделілігімен және ресурстарды көп қажет етуімен ерекшеленеді.
Шойын
Шойын — темір мен көміртегінің (шамамен 2–4%) қорытпасы; құрамында Si, Mn, S, P және басқа қоспалар болуы мүмкін. Ол темір рудасынан домна пештерінде алынады және негізінен болат өндіруге жұмсалады.
Болат
Болат — көміртегі мөлшері 2%-дан төмен темір қорытпасы. Болат шойыннан және металл сынығынан (ломнан) мартен, оттекті-конвертер және электр пештерінде өндіріледі. Болат кәдімгі, сапалы және жоғары сапалы болып бөлінеді.
Прокат
Прокат — металды қысыммен өңдеу арқылы алынатын өнім; бұл циклдің соңғы стадиясы. Көбіне листовой металл, сұрыптық металл, трубалар мен трубалық прокат, темір жол прокаты (рельстер және т.б.) түрінде шығарылады.
Домналық процестің ресурстық сыйымдылығы
Домналық процесс — металлургиялық циклдегі ең материалды көп қажет ететін кезеңдердің бірі. Деректер бойынша 1 тонна шойын балқыту үшін 3 тоннадан астам темір кенді шикізат, отын, әктас, 30 м³ дейін су, сондай-ақ табиғи газ және оттегі қажет болуы мүмкін.
Кокс
Көмірден алынатын кокс домнада әрі отын, әрі қалпына келтіруші (редуктор) рөлін атқарады және шығын құрылымындағы ең ірі компоненттердің бірі саналады. Технологиялық жаңартулар кокс шығынын айтарлықтай қысқартуға мүмкіндік берді.
Болат балқытудағы заманауи әдістер
Ғылыми-техникалық прогресс оттекті-конвертерлік әдіс пен электроболат балқытуды кең таратты. Конвертерде болатты ондаған минут ішінде алу мүмкіндігі мартен процесімен салыстырғанда өндірістің тиімділігін арттырды.
Кәсіпорын түрлері және орналасу факторлары
Қара металлургия кәсіпорындарының орналасуына саланың техникалық-экономикалық ерекшеліктері шешуші әсер етеді. Шикізат, отын, су, энергия және тұтынушыға жақындық — негізгі факторлар.
Толық циклді комбинаттар
Барлық кезең бір циклге біріктіріледі: шойын → болат → прокат. Мұндай кәсіпорындар көбіне кен және кокстелетін көмір базаларына немесе олардың аралығындағы тораптарға бейімделеді.
Қайта өңдеу (передельный) металлургиясы
Шойын балқытуы жоқ, негізінен болат пен прокат шығаратын зауыттар. Орналасуда тұтынушы нарыққа және машина жасау орталықтарына жақындық маңызды.
Кіші металлургия
Ірі машина жасау кәсіпорындарының құрамындағы құю цехтары. Өндіріс көлемі мен өнім номенклатурасы негізгі зауыттың сұранысына тікелей тәуелді.
Экологиялық әсері: негізгі тәуекелдер
Темір рудасын өндіру, байыту, шойын мен болат балқыту және прокат даярлау экологиялық қауіпті өндірістер қатарына жатады. Қоршаған ортаға әсер кен орнын игеруден басталады: шаңдану, жер бедерінің бұзылуы, қалдықтардың жиналуы байқалады.
Металлургия суды көп мөлшерде пайдаланады. Өндірістік процестен кейін судың температурасы мен химиялық құрамы өзгеріп, табиғи су жүйелерінің режиміне әсер етеді. Ластанудың елеулі бөлігі атмосфера арқылы көрінеді: шаң, газдар және ауыр металдар қосылыстары таралады.
Атмосфералық ластанудың ықтимал салдары
- Шаң және C, N, S қосылыстарының әсерінен тыныс алу жүйесі ауруларының өсуі.
- Ғимараттар мен инженерлік құрылымдардағы конструкциялық материалдардың бұзылуы.
- Ауыл шаруашылығына қысым: өнімділіктің төмендеуі, мал өнімділігінің кемуі.
- Жабайы флора мен фаунаға ұзақ мерзімді ықпал.
Ресейдегі негізгі металлургиялық базалар
Ресейдегі қара металлургия өндірісі негізінен үш ірі базаға шоғырланған: Орал, Орталық және Сібір. Әр базаның шикізат, отын және көлік байланыстары бойынша өзіндік ерекшелігі бар.
Орал базасы
Елдегі ең көне база. Кузбасс көмірін, Орал кен орындарын, КМА және Қазақстан рудаларын пайдаланады. Негізгі орталықтар: Төменгі Тагил, Магнитогорск, Челябинск, Новотроицк.
Сібір базасы
Таулы Шория, Хакасия және Ангаро–Илимск рудалары, сондай-ақ Кузбасс көмірі негізінде дамыған. Толық циклді кәсіпорындар: Кузнецк және Батыс Сібір комбинаттары (Новокузнецк). Қайта өңдеу кәсіпорындары: Новосибирск, Красноярск, Петровск-Забайкальск.
Орталық база
Тула мен Липецктегі толық циклді кәсіпорындар, сондай-ақ Мәскеу, Электросталь, Нижний Новгород сияқты қалалардағы қайта өңдеу зауыттары бар. КМА негізінде Оскольск электрометаллургиялық комбинаты жұмыс істейді. Солтүстік экономикалық ауданда Череповецк толық циклді зауыты орналасқан.
Саланың қазіргі ахуалы және даму міндеттері
Экономикадағы құлдырау кезеңдерінде қара металдар өндірісі айтарлықтай төмендеді, кейін шаруашылық байланыстар біртіндеп қалпына келіп, өндіріс пен тұтыну көлемі тұрақтана бастады. Сонымен бірге өндірістік базаның тозуы өзекті мәселе болып қалуда: металл мен прокаттың едәуір бөлігі ескірген жабдықта өндіріледі.
Алдағы дамудың негізгі міндеттері — өндірістік қуаттарды жаңарту, болат балқыту үшін жаңа технологиялық процестерді және тиімді құрал-жабдықтарды игеру, екінші реттік металлургияны кеңейту, сондай-ақ экологиялық жүктемені жүйелі түрде төмендету.
Экономикадағы үлесі туралы деректер (мәтіндегі көрсеткіштер)
- Өнеркәсіп құрылымындағы үлес
- 2001 жылы металлургия өнеркәсіптік өнімнің жалпы көлемінде шамамен 16,5% болған; өнеркәсіпте жұмыспен қамтылғандардың 11,8%-ы осы салаға тиесілі деп көрсетіледі.
- Қаржылық үлес
- Кәсіпорындар валюта түсімінің 14,4%-ын және бюджетке салық түсімдерінің 7,8%-ын қамтамасыз еткені келтіріледі.
- Кәсіпорындар саны
- 2002 жылы салада шамамен 3,5 мың кәсіпорын болғаны, олардың ішінде 800-і ірі және орта санатқа жатқаны айтылады.
- Меншік құрылымы
- Қазіргі кезде металлургиялық кәсіпорындардың басым бөлігі жеке секторға жатады; мемлекеттік қатысу үлесі көбіне аз мөлшердегі акция пакетімен шектеледі.