Чёрная металлургия Украины

Министерство образования и науки Украины

Донбасский государственный технический университет

Кафедра ММК и ПМ

Реферат

по курсу: Вступление в специальность

на тему: Черная металлургия Украины

Выполнил: ст. гр. ММК-07

Крутой С.В.

Поверил: асс. Боровик П.В.

Алчевск 2007

Содержание

Введение

1. Значение металлургии в Украине

2. Дальнейшее развитие металлургии Украины

3. Горнорудная промышленность

4. Доменное производство

5. Сталеплавильное производство

6. Прокатное производство

Литература

Введение

Металлы относятся к числу наиболее распространенных материалов, которые человек использует для обеспечения своих жизненных потребностей. В наши дни трудно найти такую область производства, научно-технической деятельности человека или просто его быта, где металлы не играли бы главенствующей роли как конструкционного материала.

Металлы разделяют на группы: черные, цветные и благородные. К группе черных металлов относятся железо и его сплавы, марганец и хром. К цветным относятся почти все остальные металлы периодической системы Д. И.Менделеева.

Железо и его сплавы являются основой современной технологии и техники. В ряду конструкционных металлов железо стоит на первом месте и не уступит его еще долгое время, несмотря на то, что цветные металлы, полимерные и керамические материалы находят все большее применение.

Железо и его сплавы составляют более 90 % всех металлов, применяемых в современном производстве.

Самым важнейшим из сплавов железа является его сплав с углеродом.

Углерод придает прочность сплавам железа. Эти сплавы образуют большую группу чугунов и сталей.

Сталями называют сплавы железа с углеродом, содержание которого не

превышает 2,14 %. Сталь - важнейший конструкционный материал для машиностроения, транспорта и т. д.

В данном реферате рассмотрены вопросы значения Чорной металлургии в общем промышленном производстве Украины, её проблемные вопросы, дальнейшее развитие и перспективы в целом, и подробней по переделам.

1. Значение металлургии в Украине

Металлургии как одной из отраслей тяжелой промышленности принадлежит важнейшая роль в создании материально-технической базы в нашей стране. Металлургия должна развиваться таким образом, чтобы дать обществу необходимое количество металла требуемого качества при снижении затрат на его производство, а также чтобы условия труда и техническое оснащение в этой отрасли соответствовали уровню общества.

Украина входит в первую десятку ведущих металлургических государств, её стальная продукция востребована на мировом рынке. В горно-металлургическом комплексе Украины работают 365 предприятий, на которых работает 535 тысяч! человек. Доля ГМК в общем промышленном производстве страны составляет26,1%, в валютной выручке -37,8%. Практически во всех отраслях металлургии, за исключением трубной, отмечается рост производства по сравнению с прошлым годом.

В тоже время в мире мартеновским способом выплавляется всего лишь - 3,6% стали, в Украине - 47,4%, доля электростали в мире составляет 33,8%, в Украине - 3,6%. И дальнейшее развитие электросталеплавильного производства сдерживается нехваткой лома (по прогнозам, вскоре страна может превратиться в импортера металлолома). По энерго-затратности украинская металлургия значительно отстает от других стран. Например, во Франции средний расход кокса на производство 1 т стали составляет 350 кг, в Укараине - 525 кг. Все это, а также износ основных фондов требуют структурных изменений металлургического производства. Между тем инвестиции в металлургии составляют- $ 7 на 1 т стали, а в России, к примеру, в два раза больше - $15. Программа развития металлургического комплекса Украины, принятая летом 2004 года, направлена на инновационный путь развития отрасли. Обновляются, реконструируются, строятся новые агрегаты на «Криворожстали», «Запорожстали», Донецком и Енакиевском метзаводах, на Алчевском МК. Ежегодно предприятия вкладывают в реформирование производства около $500 млн. собственных средств. Такое направление полностью соответствует основной задаче черной металлургии, поскольку научно-технический прогресс вы двигает возрастающие требования к качеству металлопродукции как основного материала современной техники.

Энергоемкость черной и цветной металлургии предопределяет зависимость техники и технологии этих отраслей от ресурсов, вида и стоимости энергии, которую экономически наиболее целесообразно применять в металлургии. Следовательно, рациональные техника и технология в металлургии зависят от прогресса в области топливной промышленности и энергетики.

По-видимому, будет правильным в прогнозах ориентироваться на то, что получение электроэнергии на термоядерных реакторах в промышленных масштабах станет фактом и такая энергия будет быстро вытеснять другие виды энергии ввиду практической неограниченности её ресурсов и низкой себестоимости. Всё это позволяет с уверенностью считать, что процессы получения металла, основанные на использовании электроэнергии и дешевых видов топлива, будут становиться все более выгодными по сравнению с процессами, базирующимися на применении кокса, как по наличию ресурсов, так и по экономичности.

Уникальность и высокая стоимость металлургических агрегатов, длительность срока их службы требуют, чтобы при определении перспектив развития черной металлургии учитывались те изменения в науке, технике и экономике, которые произойдут или только назреют в течение не менее чем 25--30 летного срока. Иначе значительная часть основных фондов, не будучи изношенными, физически, морально устареет ввиду появления новых, более эффективных средств и способов производства. В известной мере такое положение создалось у нас в стране, с мартеновскими печами, вследствие развития кислородно-конвертерного производства стали и со слябингами в связи с внедрением непрерывной разливки стали.

2. Дальнейшее развитие металлургии Украины

Металлургия и в перспективе останется весьма фондоемкой и энергоемкой отраслью промышленности. Отсюда вытекает, что развитие заключи тельных операций металлургического цикла, повышающих эффективность использования металла в народном хозяйстве путем улучшения качества металлопродукции и расширения ее сортамента, было и будет главным направлением развития черной металлургии на ближайшие годы. В соответствии с этим должен увеличиться удельный вес капиталовложений в прокатное, трубное и метизное производство, в четвертый передел, а сами эти производства должны развиваться опережающими темпами по сравнению с отраслью к целому.

Наряду с этим, в последующем развитии металлургии в республике должны быть решены и многие другие назревшие вопросы.

Так в связи с острой потребность в черных металлах не представляется возможным полностью вывести из эксплуатации устаревшие агрегаты, что сдерживает темпы роста производительности труда, а также отрицательно сказывается на качестве продукции. Особенно это относится к прокатному, трубному, метизному, а также коксохимическому и огнеупорному производству. Не достигает требуемого уровня подготовка железорудного сырья и кокса для доменного производства, металлолома, извести и железорудных окислителей для сталеплавильного производства. Не удастся также решить все задачи по автоматизации технологических процессов, процессов управления производством и планирования в отрасли с использованием современных компьютеров.

Научно-технический прогресс предопределяет быстрый рост производства и применения пластмасс, ситалов, алюмяния и титана. Интенсивно начнет развиваться промышленное производство конструкционных материалов ново го типа -- композиционных, которые по прочности близки к стали, но в два раза легче алюминия. Несмотря на это, основными конструкционными материалами па ближайшие 25--30 лет, очевидно, останутся сталь и сплавы на ее основе. Хотя темпы роста производства стали будут постепенно замедляться (во всяком случае, в технически развитых странах).

Металлургический завод будущего будет работать по схеме продукты прямого восстановления железа (один из них -- металлизированные окатыши) и лом -- электросталеплавпльные печи -- непрерывная разливка -- прокатные станы и дальнейший передел проката. Такой завод почти не будет загрязнять окружающую среду, существенно улучшатся условия труда, резко возрастет его производительность, снизятся удельные капитальные вложения, появится возможность простой, надежной и полной автоматизации производства. Можно дискуссировать о конкретных сроках ввода в эксплуатацию такого завода, но она неизбежна, так как вытекает из всего хода развития науки и техники.

Вместе с тем следует отметить, что основная часть металла в ближайшие 25--30 лет будет еще выплавляться на заводах, работающих по традиционной схеме с использованием доменного, кислородно-конвертерного или электростали плавильного процесса при значительном совершенствовании техники и технологии. Действующие в настоящее время металлургические заводы Украины в значительном большинстве имеют территориальные, технические и экономические возможности дальнейшего расширения, реконструкции и модернизации оборудования, что может стать основой дальнейшего роста производства чугуна, стали и проката в государстве.

Важной социально-экономической проблемой будущего является существенное улучшение условий труда металлургов и снижение загрязнения окружающей среды металлургическими предприятиями. Это должно быть достигнуто путем вывода из эксплуатации устаревших агрегатов, их реконструкции, где это возможно и целесообразно, завершения всех работ по улавливанию пыли и вредных газов, очистке сточных вод, а также, по переводу основных предприятий на замкнутый водооборотный цикл. В некоторых случаях необходимо изменить профиль устаревших металлургических предприятий, находящихся в центре жилых массивов, или вывести их из эксплуатации.

3. Горнорудная промышленность

Горнорудная промышленность Украины в ближайшей перспективе, как и в настоящее время, будет полностью обеспечивать потребности металлургии в железных и марганцевых рудах, потребность большинства районов страны в марганцевых рудах, а также экспортные поставки. Производство товарной железной руды в абсолютном объеме, по-видимому, будет расти медленнее, чем за прошедшие годы. Рост объемов железной руды можно обеспечить главным образом за счет производства концентратов при расширении мощностей действующих горно-обогатительных комбинатов: Ново-Криворож ского, Северного, Ингулецкого, Южного, Центрального, Днепровского и др.

На горно-обогатительных комбинатах должна, повсеместно внедрятся, циклично-поточная технология добычи железной руды. Циклично-поточная технология, при углублении карьеров свыше 200метров (а это неизбежно) обеспечивает по сравнению с автомобильно-железнодорожной перевозкой снижение удельных капиталовложений в 1,3--1,5 раза и стоимости транспортировки горной массы в 1,5--2 раза, а также повышение производительности труда па карьерах в 3--4 раза. На ряде карьеров должно расширяться применение полностью поточной технологии добычи с использованием специальных роторных машин. Это позволит комплексно механизировать и автоматизировать трудоемкие работы по добыче руды и значительно снизить затраты труда. При этом должно быть применено новое оборудование -- экскаваторы с ковшом емкостью до 15м³ в комплексе с автосамосвалами грузоподъемностью 100--120т и более, а также ряд других горнотранспортных машин. Необходимо в дальнейшем совершенствовать многостадийные схемы работы обогатительных фабрик с целью повышения степени извлечения и содержания железа в концентратах.

Должны быть решены технические и организационные вопросы, связанные с расширением производства строительных материалов на базе попутно извлекаемого при добыче железной и марганцевой руд минерального сырья (пескощебень, глины и др.), а также использования отходов. В будущем в состав горно-обогатительных комбинатов должен входить комплекс цехов и установок, обеспечивающих комплексное использование разрабатываемых месторождений по безотходной технологии.

В связи со значительным ростом объемов производства и удельного веса в товарной железной руде тонкоизмельченных железорудных концентратов опережающее развитие должен получить процесс окомкования концентратов. С этой целью должны быть построены и введены в действие но вые фабрики окомкования по производству окатышей для доменных печей и расширены существующие фабрики. Как указывалось выше, особые задачи стоят в части освоения технологии производства высокометаллизованных окатышей для использования их в сталеплавильных агрегатах. Хотя производство металлизованных окатышей будет ускоренно возрастать, все же значительную часть подготовленного к доменной плавке железорудного сырья в ближайшие 10--15 лет будут еще составлять традиционные материалы -- агломерат, офлюсованные и не офлюсованные окатыши. При этом доля агломерата будет снижаться, а доля окатышей соответственно возрастать.

Несмотря на ожидаемое развитие процессов прямого получения железа из руд (металлизованные окатыши), доменный процесс еще в течение 25--30 лет будет давать основную массу восстановленного из руд железа для последующих переделов.

4. Доменное производство

Основные направления развития и совершенствования доменного производства на перспективу остаются теми, которые уже осуществляются в настоящее время. В первую очередь, это расширение и модернизация доменных цехов; путем строительства новых мощных печей, реконструкции действующих, с увеличением их объема, при выводе из эксплуатации устаревших, малопроизводительных печей. Новые доменные печи целесообразно строить объемом 3200--5000м³, при этом печи объемом 5000м³ могут быть построены на новой площадке, а объемом 3200м³ -- в условиях действующих цехов.

В ближайшие годы должны быть полностью использованы имеющиеся возможности, касающиеся улучшения подготовки шихтовых материалов к доменной плавке. На первом этапе глубоким обогащением руды с последующим производством агломерата и окатышей, имеющих высокую основность и обладающих хорошими металлургическими свойствами, а в дальнейшем путем развития всего производства, в том числе мегаллизованных окатышей. Как показывают расчеты научно0исследователъских институтов, доведение подготовки шихты до требуемого уровня позволит увеличить выплавку чугуна в стране на 2,7--3 млн.т. Важным резервом доменного производства является также повсеместная организация отсева мелочи из агломерата. Несмотря на то что отсев мелочи требует дополнительного оборудования и снижает мощность агломерационных лент,-- это высокоэффективное мероприятие, при проведении которого растет производительность доменных печей, снижаются удельный расход кокса и потеря железа в доменной плавке. Расчеты показывают, что организация отсева мелочи из агломерата может увеличить выплавку чугуна на действующих доменных печах примерно на 1 млн. т.

В настоящее время имеются еще значительные резервы дальнейшей интенсификации доменного процесса путем применения кислорода, которые должны быть полностью использованы в ближайшие годы. Среднее содержание кислорода в дутье доменных печей республики достигает 28%, в то время как проведенные исследования показывают экономическую целесообразность обогащения дутья кислородом до 32--35%. Чтобы достичь такого уровня обогащения, как показывают расчеты, необходимо построить на металлургических заводах 20-25 крупных кислородных блоков. Полное использование этого резерва позволит выплавить на действующих доменных печах около 6 млн.т. чугуна.

В ближайшие годы в доменном производстве будет завершено осуществление мероприятий, обеспечивающих повышение средней температуры дутья до 1200°С и давления газа под колошником до 2--2,5 атм, а на отдельных печах -- соответственно до 1400°С и свыше 2,5 атм. Широко будут внедряться вдувание в горн доменных печей пылеугольных добавок и мазута, а также внедоменная десульфурация чугуна.

Значительным резервом доменного производства, который должен быть использован в перспективном периоде, является автоматизация управления ходом доменных печей с применением компьютеров, которая уже начала применяться в настоящее время.

Как показывают расчеты, полное использование известных в настоящее время резервов доменного производства позволит достичь коэффициента использования полезного объема доменных печей 0,46-0,49.

5. Сталеплавильное производство

Сталеплавильный передел в перспективе, как это уже сейчас очевидно, будет развиваться путем наращивания мощностей кислородно-конвертерного и электросталеплавильного процессов. Прирост кислородно-конвертерной ста ли может быть обеспечен в первую очередь вводом в действие новых кисло родно-конвертерных цехов. Значительную часть прироста можно получить также при улучшении работы действующих кислородно-конвертерных цехов путем коренной реконструкции, модернизации технологического оборудования, дальнейшего повышения интенсивности продувки металла, сокращения продолжительности завалки металлолома, повышения стойкости футеровки конвертеров, улучшения подготовки лома и извести, внедрения автоматизированных систем управления плавкой с применением вычислительной техники.

Важным резервом расширения в ближайшие 10--15 лет кислородно-конверторного процесса и улучшения его технико-экономических показателей путем повышения выхода годного металла является промышленное внедрение донной продувки металла как в действующих конвертерных цехах, так и при реконструкции отдельных мартеновских цехов с переводом их на этот кислородно-конвертерный процесс. Техническая возможность такой ре конструкции "имеется в мартеновских цехах металлургических заводов «Кри-ворожсталь», «Запорожсталь», Мариупольского им. Ильича и Алчевского МК. Выплавка мартеновской стали будет постоянно уменьшаться в связи с выводом из эксплуатации устаревших мартеновских печей, в некоторых случаях целесообразно некоторые находящиеся в эксплуатации мартеновские печи переделать на двухванные. Такая перестройка позволит быстро и при незначительных капитальных вложениях увеличить выпуск стали.

Уже в ближайшие годы вся мартеновская сталь на металлургических заводах Украины будет выплавляться с применением кислорода. Если вывести из действия устаревшие печи и там, где целесообразно, ряд печей переделать на двухванные, то по расчетам производительность одной печи возрастет в 1,7 раза, достигнув 510--520 тыс. т. в год, а съем стали с 1м² пода, в среднем составит 15--20 т.

Увеличение выплавки электростали может быть достигнуто путём строительства новых электросталеплавильных цехов с печами емкостью 100--200 т. Строительство этих цехов должно осуществляться на заводах, которые целесообразно перепрофилировать на выпуск качественной металлопродукции, а также в комплексе вторых очередей заводов для развития производства конструкционного проката.

Важным резервом увеличения выплавки стали: и повышения эффективности сталеплавильного производства является коренное улучшение подготовки металлолома. В настоящее время насыпная масса лома в мульдах на металлургических заводах составляет 1,1--1,2 т/м³ при оптимальной в условиях современного уровня интенсификации 2,5 т/м³. . Повышение качества подготовки лома -- весьма эффективное мероприятие, так как при этом сокращается длительность завалки, удельный расход топлива и потери железа. Несмотря на необходимость значительных затрат на развитие ломоперерабатывающих предприятий, на каждую тонну прироста выплавки стали в результате повышения плотности лома потребуются меньшие издержки, чем при строительстве новых сталеплавильных агрегатов.

Должны широко внедряться внепечные методы обработки стали с целью улучшения ее качества -- вакуумирование, обработка стали синтетическими шлаками, продувка стали аргоном. Еще в большей мере, очевидно, будет увеличено производство особо высококачественных ста лей методом электроннолучевого и плазменнодугового переплавов для нужд новейшей техники.

В перспективе должны быть резко повышены, темпы развития непрерывной разливки стали. Машины непрерывного литья заготовок будут в первую очередь строиться в комплексе всех новых кислородно-конвертерных и электросталеплавильных цехов, а также в некоторых действующих сталеплавильных цехах. Удельный вес стали, разливаемой непрерывным способом, должен достигнуть 35--40% общего объема выплавки. Это значительно снизит отходы, стали в прокатном производстве.

6. Прокатное производство

С целью существенного повышения уровня технической оснащенности прокатного производства и роста объемов производства, в недалёком будущем должны быть повышены темпы строительства новых прокатных станов, реконструкции действующих и вывода из эксплуатации устаревших.

Основная часть роста производства проката должна быть получена путём развития выпуска листовой продукции на новых мощных тонколистовых широкополосных непрерывных станах, толстолистовых и современных универсальных станах. Наряду с этим потребуется построить ряд крупносортных и среднесортных станов, станов малотоннажных партий и периодического проката с целью значительного расширения сортамента фасонных профилей.

Должны получить широкое промышленное внедрение новая техника и технология, которые сейчас разрабатываются или начали внедряться в производство. В частности: машины огневой зачистки металла в потоке обжимных станов; технология «бесконечной» прокатки на большинстве не прерывных проволочных и мелкосортных станов; оснащение станов системами автоматической стабилизации режима прокатки, и регулирования натяжения; повышение жесткости клетей и стойкости прокатных валков; оснащение ста нов калибрующими и гидравлическими устройствами для противоизгиба валков. Применение ускоренного регулируемого охлаждения проката, позволит улучшить структуру и механические свойства мало и среднеуглеродистых сталей, снизить потерн металла в окалину на 10--12%. На проволочных станах получат широкое применение специальные блочные группы клетей, которые позволят производить катанку высокого качества, диаметром 5 мм со скоростью прокатки 50 м/сек и более.

Должны быть значительно ускорены работы по автоматизации прокатных станов, все крупные станы необходимо оборудовать автоматизированными системами с применением вычислительной техники для управления технологическим режимом работ. Значительный объем работ предстоит вы полнить в прокатных цехах по механизации отделки, сортировки, упаковки и маркировки продукции, где в настоящее время занято большое количество рабочих.

В будущем необходимо резко повысить темпы работ по улучшению качества и расширению сортамента проката. На металлургических заводах необходимо ускоренно внедрять термическое упрочнение проката. Выпуску с термическим упрочнением необходимо подвергать все железнодорожные рельсы, балки, швеллера, уголки, конструкционный лист, некоторые фасонные горячекатаные и гнутые профили.

Большое значение имеет резкое увеличение производства проката с раз личными металлическими защитными покрытиями (оцинкованного, хромированного), покрытого пластическими массами. Увеличение комбинированных видов сортового проката и листа, состоящих из двух или трех слоев стали различных марок, наиболее отвечающих требованиям эксплуатации, стали, титана и алюминия или других сочетания материалов. Также производства периодических профилей поперечно-винтовой и продольной прокатки, холоднотянутой сортовой стали и других прогрессивных и экономических видов проката.

Важными направлениями экономии металла в народном хозяйстве и технического прогресса во многих метало потребляющих отраслях промышленности, является формирование сортамента, разработка необходимого оборудования и организация промышленного производства ряда новых видов проката, потребность в которых уже начинает проявляться. К таким видам проката следует отнести заготовки для зубчатых колес, шлицевых валов, винтов; швеллеры с уменьшающимся по длине сечением, предназначенные для работы в консолях; полые заготовки для осей и других деталей, работающих на изгиб, и др. Всё это повысит потребительскую ценность проката.

Список литературы

1. Журналы «Металл Украины» учредитель издательство Деловой Мир № №16-20 2006 год.

2. Развитие металлургии в Украинской СССР - Киев; Наук. думка1980-960с.

3. П. Г. Терзиян Конспект лекций по курсу «Основы металлургии» (для студентов специальности 7.090218 «Металлургическое оборудование» дневной и заочной форм обучения) 28с. Алчевск Дон ДТУ 2005г.