Современное состояние и перспективы развития черной металлургии

Негативные тенденции в подотрасли видны на примере динамики производства нержавеющей стали. Состояние предприятий спецметаллургии не позволило ответить на рост внутреннего спроса и в результате эту нишу занял импорт. Между тем, подотрасль имеет стратегическое значение. В отличие от «большой» металлургии, здесь наиболее обоснованно и эффективно применение механизмов прямой государственной поддержки. В частности, предлагается рассмотреть вопросы о расширении практики долгосрочного контрактования и планирования, о финансировании НИОКР, субсидировании процентной ставки по кредитам на модернизацию производственных мощностей и т.д.

Реализация этих и других мер по развитию металлургической промышленности России позволит в целом повысить конкурентоспособность отрасли, в полной мере обеспечить потребности внутреннего рынка, а также создать условия для укрепления позиций российских компаний на глобальном рынке.

3. Проблемы развития черной металлургии

3.1 Экологические проблемы

3.1.1 Проблема загрязнения окружающей среды

Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу от мартеновских печей, являются те же газообразные продукты сжигания топлива, что и на предприятиях теплоэнергетики. Значительными являются выбросы пыли, основная составляющая которых оксиды железа. Наибольшее пылевыделение - при погрузочно-разгрузочных работах, приготовлении шихты; пыли и газов - при обжиге известняка и производстве стального проката. Концентрации вредных веществ в атмосфере и водной среде крупных металлургических центров значительно превышают нормы. Все металлургические переделы являются источниками загрязнения пылью, оксидами углерода и серы. В доменном производстве выделяются дополнительно сероводород и оксиды азота, в прокатном -- аэрозоли травильных растворов, пары эмульсий и оксиды азота. Наибольшее количество выбросов в коксохимическом производстве. Здесь, кроме перечисленных загрязнителей, можно отметить пиридиновые основания, ароматические углеводород, фенолы, аммиак, бензопирен, синильную кислоту и др.На долю предприятий черной металлургии приходится 15-20 % общих загрязнений атмосферы промышленностью. В среднем на 1 млн. т годовой производительности заводов черной металлургии выделение пыли составляет 350 т/сутки, сернистого ангидрида -- 200, оксида углерода -- 400, оксидов азота -- 42 т/сутки.

Сточные воды.

Черная металлургия является одним из крупных потребителей воды. Водопотребление её составляет 12-15 % общего потребления воды промышленными предприятиями страны. В процессе производства стали расходуется большое количество охлаждающей воды. На сталелитейных заводах, применяющих мартеновские печи, составляет 12-18 м3 на 1 тонну стали. Оборотная система водоснабжения - до 2% воды от количества стали. На охлаждение оборудования используется 49 % воды, очистку газов и воздуха -- 26, гидротранспорт --11, обработку и отделку металла -- 12, прочие процессы -- 2% воды. Безвозвратные потери связаны с испарением и уносом воды в системах оборотного водоснабжения, с приготовлением химически очищенной воды, с потерями в технологических процессах, составляют 6-8 %. Остальная вода в виде стоков возвращается в водоемы. Около 60-70 % сточных вод относятся к «условно чистым» стокам, то есть имеют только повышенную температуру. Остальные сточные воды (30-40 %) загрязнены различными примесями и вредными соединениями. Наибольшее количество воды требуется в прокатном, доменном и сталеплавильном производствах. Все сточные воды насыщены взвешенными частицами, образующимися при очистке от пыли, золы и других твердых материалов. Прокатное производство, кроме того, является источником загрязнения маслами, эмульсией и травильными растворами.

Механическая обработка металла производится, как правило, вальцеванием на прокатных станах. Для охлаждения вальцов и их опор используется вода, расход которой составляет от нескольких сотен до 1000 м3 и более в час. Эта охлаждающая вода содержит вальцовочный шлак, окалину, мельчайшие частицы пыли, в зависимости от рода смазки вальцов и их опор - различные масла. Содержание одной из самых тяжелых по удельному весу примесей сточных вод - окалины - составляет более 1 г/л. Ее охлаждение затруднено, иногда невозможно вследствие большой дисперсности, а также наличия на поверхности окалины пленки масел или жиров.

Твердые отходы и осадки сточных вод.

Металлургические предприятия с большим количеством цехов и вспомогательных служб занимают до 1 000 га. Площади земельных угодий, нарушенных горными работами, занятых отвалами, золонакопителями и шлаконакопителями, огромны. На металлургических предприятиях образуются огромные массы отходов, а утилизируются и обезвреживаются только 34 % их. Образующиеся отходы -- это доменный газ и коксовый газ. Для литейного производства применение лома составляет: мартеновской стали -- до 500 кг/т, кислородно-конверторной -- до 250, электростали -- до 940, чугуна предельного -- до 120, чугуна литейного -- до 20, чугунного литья -- до 700 кг/т .Коксовый газ после очистки от пыли, смол и твердых летучих веществ используют в качестве топлива.

К твердым отходам сталеплавильного производства следует отнести мартеновские шлаки (кислые и щелочные). Это кусковой материал размером порядка 500 мм, плотностью 3,5-4 г/см3 и температурой плавления 1500-16000С.

Примерный химический состав щелочных шлаков:

15-20% SiO2

1-3% Al2O3

40-45% CaO

8-12% MgO

5-8% MnO

5-15% FeO

1-3% P2O5

0,1-0,3% S

Примерный химический состав кислых шлаков:

52-60% - SiO2

5-8% - Al2O3

18-25% - MnO

8-14% - FeO

2-4% - CaO

К твердым отходам относятся различные шламы после сухой очистки отходящих газов.

При очистке сточных вод и применении мокрых методов пылеулавливания образуются осадки с высокой степенью влажности (до 99% и выше). Химический состав этих осадков определяется используемыми методами водоочистки и природой улавливаемых пылей.

3.1.2 Проблема ограниченности и истощения сырьевых ресурсов

Металлургический сектор является одним из наиболее ресурсоемких секторов экономики. Только для ремонта и поддержания производственных мощностей в металлургии в 1990-е годы требовалось примерно 15 долл. на тонну (около 1 млрд. долл. в год), в 2004-2005 гг. инвестиции возросли до 3 млрд. долл. в год, а по инвестиционным программам 2007-2008 гг. - около 5 млрд. долл. в год.

В рамках действующей в России модели черной металлургии, этот сектор, выполняя функции ресурсного обеспечения экономики, ориентируется на длительный период эксплуатации вводимых мощностей, прежде всего ГОКов (40-60 лет). Это объективное следствие организации крупномасштабного производства на основе разработки месторождений полезных ископаемых. Но не стоит забывать, что производство непрерывно растет, а сырьевая база черной металлургии относится к ограниченным, невозобновляемым ресурсам. Уменьшение потребления сырья является важной задачей, решение которой не только увеличит сроки эксплуатации месторождений, но и уменьшит себестоимость конечной продукции. Уже сейчас развитые страны применяют технологии, которые уменьшают удельный расход материалов на единицу выпускаемой продукции. Для примера удельный расход кокса на 1 тонну чугуна в России-457 кг, в то время как в промышленно развитых странах-393 кг(т.е. соотношение удельного расхода-116,3 %). Удельный расход природного газа на 1 тонну чугуна: в РФ-92 м³, в развитых странах-17 м³(541,2%); удельный расход чугуна на 1 тонну стали: в РФ-696 кг, в развитых странах-615 кг(113,2%); удельный расход стали на 1 тонну проката: в РФ-1172, в развитых странах-1080(108,5%). Помимо введения более совершенных технологий важно введение металлолома и вторсырья в производство, для переработки и экономии ресурсов.

3.2 Экономические проблемы

Отсутствие регламентированных государством нормативов по использованию металлов и других материалов для производства машин и механизмов, сооружений ответственного назначения, в том числе используемых в жилищном, промышленном, социально-культурном строительстве, машиностроении, приводит к повышенной аварийности в хозяйственном комплексе страны. Отсюда разрушения зданий, падение мостов, огромное количество пришедшей в негодность техники на просторах газовых и нефтяных компаний.

Серьезной проблемой в металлургии России является низкий процент металлопродукции с защитными покрытиями. И если для листа и труб вопросы покрытий в какой-то степени решаются, то арматура, швеллеры, крепежные изделия и т.п. практически не защищаются, что существенно снижает их технологическую ценность. Работы в этом направлении ведутся, но без регламентирования этого проекта со стороны государства, только рыночный механизм еще долго не обеспечит решения проблемы.

На Урале, в Сибири преобладающим типом руд становятся комплексные, а типичное железорудное сырье завозится на предприятия за тысячи километров, что при современных железнодорожных тарифах существенно удорожает себестоимость металла. Эффективная переработка комплексных руд требует реализации новых технологий. Введение таких технологий позволит существенно уменьшить себестоимость готовой продукции без ущерба качеству. К подобным технологиям можно отнести следующие:

1. Удлинение основной технологической цепочки за счет появления линий финишной обработки металла (горячего оцинкования, алюминирования, нанесения полимерных покрытий и др.). Продукция, получаемая на этой стадии, отличается как большей добавленной стоимостью, так и высокой ценой. Однако она при этом характеризуется значительно большей потребительской стоимостью (значимостью), при общем росте доходов потребителей спрос смещается в сторону такой продукции, более эстетичной и долговечной. Отметим, что российские компании проводят модернизацию своих производств с учетом этой тенденции и довольно успешно закупают и устанавливают импортное оборудование для финишной обработки массовых видов проката.

2. Развитие систем "тонкого" литья. Основа этих технологий - электрометаллургия, а сырье - металлолом. Принципиальной составляющей является разработка новых МНЛЗ, способных разливать сталь в тонкий товарный сляб (блюм), требующий гораздо меньше усилий по горячей и холодной прокатке для доведения его до конечного продукта. В итоге получается многократный эффект. Технологии литья тонкого сляба значительно сокращают капитальные затраты на стадии проката и также резко увеличивают энергоэффективность. Дополнительным плюсом является экономия по аренде или покупке земли (площадь мини-заводов во много раз меньше площади комбинатов полного цикла) и по расходам на персонал. В итоге это позволяет существенно снизить себестоимость производства готового проката, появляется возможность производить его небольшими партиями, со специальными свойствами и широкого марочного состава, способного удовлетворить самого взыскательного потребителя. Разработки и исследования в области тонкого литься продолжаются. Сейчас на технологической повестке дня - разработке дешевых и эффективных технологий литья тонкой полосы. Мини-заводы разливают сталь в сляб толщиной в 50 мм. Между тем спрос на рынке последнее десятилетие смещается в пользу стальной полосы толщиной 1-1,5 мм. Возникает естественное желание попытаться разливать (или распылять) сталь сразу в тонкую полосу, тогда для получения готового продукта останется лишь использовать станы холодной прокатки и финишной отделки. По сравнению с традиционной технологией отпадет надобность в горячем прокате, общие капитальные расходы могут снизиться в 4-10 раз, а линейные размеры производства - до 100 метров.

Такое предприятие микро-металлургии не только компактно, но будет крайне быстро и легко перестраиваться на новый марочный состав стали и новый ассортимент. Эти технологии могут радикальным образом изменить технологический уклад отрасли. Ведь в этом случае могут не потребоваться громоздкие прокатные линии, существенно снизится расход электроэнергии и топлива на подогрев. Наконец, они позволят широко распространить мини-металлургию, когда небольшие по мощности, крайне компактные и относительно недорогие производства (включающие электропечь и МНЛЗ) можно быстро размещать возле мест концентрации спроса, существенно экономя деньги потребителей и на логистических расходах. Пока повсеместный переход на "тонкое литье" еще не состоялся, хотя в разработку соответствующих технологий было вложено несколько миллиардов долларов. Возникают технические сложности как с однородностью состава получаемой в ходе розлива полосы, так и структуры ее поверхности, которая требует особых технологий холодной прокатки. В таких проектах как Castrip (Nucor-BHP-IHI), Eurostip (ArcelorMittal-Thyssen) и проекте NipponSteel-POSCO производительность соответствующих установок вышла за рамки исследовательских и экспериментальных и достигли уровня демонстрационных (0,4 млн.тонн в год).

Отметим, что в России для развития мини-металлургии есть главное - динамично развивающийся региональный спрос со стороны высокотехнологичных производств. Перед кризисом 2008 года существовало несколько десятков проектов строительства мини-заводов. Сейчас завершено строительство и введено в эксплуатацию всего четыре мини-завода ("Новоросмет", Ростовский электрометаллургический завод, Ярцевский литейно-прокатный завод и Выксунский литейно-прокатный комплекс).

3. Развитие внепечной обработки металла (вакуумирование стали, системы печь-ковш). Качество стали, достигаемое в результате такой обработки позволяет проводить более качественный розлив и уже на этапе горячей прокатки получать металл со свойствами, близкими холоднокатаному. Таким образом, эта технология позволяет, с одной стороны, удешевлять себестоимость производства и цены для потребителей части продукции (что особенно актуально для мини-металлургии), с другой - производить особо качественный металл. Для микро-заводов внепечная обработка вообще станет одной из ключевых операций в силу технологической сложности тонкого розлива (и напыления) и соответствующих требований к качеству металла. Сейчас в России внепечной обработке подвергается не более 7-8% всего производимого металла, в то время как в ПРС этот показатель превысил уже 50%.

4. Технологии прямого восстановления железа. Фактически это технологии перехода с двустадийного процесса подготовки сырья для плавки стали (обогащение + доменное производство) на одностадийный. Их преимуществом являются а) отсутствие доменного процесса как такового и необходимости в сырьевом обеспечении коксующимся углем, б) возможности обходиться без обогащения руды, в) намного более экологически чистое производство. Кроме того, они немного более энергоэффективны, чем традиционные. Общие энергозатраты традиционного производства полного цикла мощностью в 3-5 млн. тонн оцениваются в 19-22,6 гигаджоулей на тонну жидкой стали, в то время как производство полного цикла мощностью 1-2 млн. тонн, основанного на прямом восстановлении железа, расходует 13,5-18,5 гигаджоулей. Интересно, что создатели основных конкурирующих технологий прямого восстановления железа - Midland Ross (MIDREX), Voest-Alpine (COREX), CRA и Klockner Werke (HIsmelt), Japanese Iron and Steel Federation и Center for Coal Utilization (DIOS), American Iron and Steel Institute и US Department of Energy (AISI), Kaiser International и Nippon Steel (Romelt) - еще в начале 2000-х годов заявляли, что на индустриально-коммерческих установках достигли 20-40 процентной экономии в капитальных затратах по сравнению с агломерационно-доменным производством.

Тем не менее, эти технологии пока не нашли массового применения, они занимают не более 5% от общего производства чугуна. Судя по всему, первоначальные заявления разработчиков о низких капитальных затратах оказались слишком оптимистичными. В частности, оказалось, что все конкурирующие технологии не являются взаимозаменяемыми и не могут быть встроены в технологическую схему традиционного комбината полного цикла. В частности, все без исключения технологии жидкофазного восстановления железа (производство жидкого чугуна) требуют замены почти всего технологического оборудования, включая сталеплавильные печи и прокатные станы. В России по технологии прямого восстановления железа работает Оскольский электрометаллургический комбинат и завод горячебрикетированного железа Лебединского ГОКа, все - по технологии MIDREX и его модификациям.

5. Разработка технологий утилизации тепла в основных переделах, которая может радикально (в 3-5 раз) снизить энергоемкость производства стального проката. Однако исследования в этой области только начинаются, нет оснований предполагать, что к 2030 году здесь будут они выйдут за рамки лабораторных и демонстрационных испытаний. Российская черная металлургия пока не имеет значимых успехов в продвижении к новому технологическому уклады, хотя определенная работа ведется.

Следующая, не менее важная, экономическая проблема черной металлургии - уменьшение экспорта продукции и изменение его направленности. Поставки продукции, ранее отправляемой на экспорт, все в большей мере переориентируются на российский рынок. Перспективы развития позволяют сегодня говорить о том, что внутренний рынок и дальше будет расти опережающими темпами. Помимо прочего это связано и с введением торговых ограничений против импорта российской стали в различных странах. Из основных изменений в экспортной составляющей в 2002 г. отечественных металлургических предприятий выделяются: сокращение общего объема экспорта российских производителей; вытеснение российских экспортеров с наиболее прибыльных рынков сбыта; изменение структуры продаж на экспорт в сторону продукции с меньшей добавленной стоимостью (заготовки, полуфабрикаты).

Все это ведет к уменьшению общей выручки комбинатов от продажи металлопроката на экспорт и уменьшению прибыли предприятий.

В 2001 г. на внешнем рынке отмечен рост случаев применения дискриминационных ограничений в отношении российской металлопродукции, число которых достигло 58, и, как следствие, российский экспорт снизился до 24,98 млн. т.

Заключение

После распада СССР - в России осталось 60% черной металлургии (большинство осталось на Украине). 50% проката и 60% стали производится на устаревшем оборудовании.

Перспективы страны связаны с техническим перевооружением и новейшими технологиями. Речь идет о модернизации действующих предприятий. Предусматривается замена мартеновского производства стали на новые способы производства - кислородно-конвертерный и электросталеплавильный на заводах Урала и Кузбасса. Увеличивается производство стали конверторным способом до 50%.

Россия обеспечена полностью сырьем для черной металлургии кроме марганцевых руд, которыми богата Украина. В России - 40% мировых запасов железной руды. 80% железной руды добывается открытым способом. 20% добываемой руды Россия экспортирует.

Одним из главных факторов развития металлургического производства, в частности, черной металлургии, является рост внутреннего потребления продукции данной отрасли. Черные металлы по-прежнему один из основных видов конструкционных материалов в строительстве и машиностроении. При дальнейшем развитии потребляющих отраслей, повышении качества экспортируемой продукции, а также увеличении темпов технического переоснащения предприятий, можно прогнозировать умеренное повышение темпов роста черной металлургии в ближайшие годы.

Но без усовершенствования данной отрасли темпы развития, которых достигла на данный момент черная металлургия, очень быстро пойдут на спад. Совершенствование технологии добычи железных руд и производства чугуна и прокатов, повышение качества продукции, а так же уменьшение энергопотребления производства и себестоимости конечной продукции должны стать первоочередной задачей современных метпредприятий. Главное направление развития черной металлургии в перспективе - улучшение качества и увеличение выпуска более эффективных видов продукции будет достигнуто благодаря:

опережающему росту сырьевой базы, повышению содержания железа, марганца и хрома в концентратах, освоению технологии обогащения окисленных железных кварцитов; изменению пропорций между способами выплавки стали в пользу кислородно-конвертерного и электросталеплавильного переделов при абсолютном сокращении мартеновского способа;

совершенствованию структуры прокатного производства путем опережающего роста выпуска холоднопрокатного листа, проката с упрочняющей термической обработкой, фасонных и высокоточных профилей проката, экономичных и специальных видов стальных труб, в том числе многослойных труб для газопроводов;

применению прогрессивных технологий, особенно в связи с прямым восстановлением железа из руд, развитием порошковой металлургии, специальных переплавов и внепечной обработки стали, непрерывной разливки стали;

более полному использованию лома черных металлов и металлосодержащих отходов.

Только благодаря непрерывному развитию можно добиться конкурентоспособности отечественной продукции как на внутреннем рынке, так и на внешнем.

Список литературы

1. Скопин А.Ю. Экономическая география России: учеб. - М.: ТК Велби, 2005.

2. Гладкий Ю.Н., Доброскок В.А., Семенов С.П. Социально-экономическая география России: Учебник. - М.: Гардарики, 2001.

3. Вавилова Е.В. Экономическая и социальная география мира: учеб. Пособие для студентов вузов / Е.В. Вавилова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Гардарики, 2006.

4. Желтиков В.П. Экономическая география и регионалистика: Учебное пособие. - М.: Издательско-торговая корпорация <<Дашков и Ко>>; Ростов н/Д: Наука-Пресс, 2007.

5. Сидиров М.К. Социально-экономическая география и регионалистика России: Учебник-атлас.- М.: ИНФРА-М, 2002.

6. Гребцова В.Е. Экономическая и социальная география России: Основы теории и практики (Учебное пособие для вузов). Изд. 2-е доп. и перераб.- Ростов н/Д: изд-во <<Феникс>>. 2000.

7. Абазов, Р. Политика России в АТР: смена парадигм / Р. Абазов. // «Мировая экономика и международные отношения». 1997. - №2.

8. Андро, Ю.Л. Мировая экономическая глобальные тенденции за 100 лет / Под ред. И.С. Коралева, М.; 2003.

9. Базылева Н.И., Гурко С.П. Экономическая теория. - Минск Изд-во БГЭУ, 2002 г.

10. Заставенко В.В., Райзберг Б.А. Государственные программы и рынок. Экономист №3, 2003 г.

11. Ишаев, В.И. Международное сотрудничество региональный аспект / В.И. Ишаев М.; 1999.

12. Камаев В.Д. Учебник по основам экономической теории (экономика). Изд-во Лист-Нью, 1999 г.-с. 170.

13. Лившиц В.П. Государство в рыночной экономике. Российский экономический журнал. №11-12, 2005.

14. Лобко А.Г., Тенов Р.А. Управление рынком. - М.: Изд-во МГАП Мир книги, 2000 г.-с. 305.

15. Маневич Б.А. О закономерном становлении рынка. Вопросы экономики. 2000 г., №9

16. Размещение производственных сил / Под ред. Л.М. Масовского. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.

17. http://rosinvest.com

18. http://www.minpromtorg.gov.ru

19. http://odrag.ru

Размещено на Allbest.ru