Сырьем и топливом для черной металлургии являются: Сырье для черной металлургии
Сырье для черной металлургии
Из какого сырья выплавляют сталь либо чугун, знает, наверное, каждый еще со школы. Новый рынок черной металлургии формируется уже совсем по другим принципам. Как правило, ранее, металлургическая промышленность и объекты по добыче сырья находились недалеко друг от друга. Сейчас же все устроено по-другому. Между производителями и потребителями сырья идет некое противостояние.Поскольку большинство металлургических комбинатов в данное время наращивают темпы своего производства, основная часть их уже наладила основной цикл.
В черной металлургии применяется сырье, которое извлекают из открытых карьеров, при этом из шахт добывают всего лишь пятую часть материала.
Открытый карьер
Железная руда
Материал, с которым работает черная металлургия, есть практически в каждом уголке планеты. Стоит отметить, что ЖРС обладает различными характерными особенностями, неодинаковым процентным содержанием всевозможных элементов.
Сталь, чугун, ферросплавы изготавливают из железной, хромовой, марганцевой руды.
Виды сырья:
— Товарная железная руда;
— крупнокусковая руда;
— аглоруда;
— концентрат мокрой, магнитной и сухой сепарации;
— окатыши;
— агломерат.
В нынешнее время сотрудничество между поставщиком и крупным производителем серьезно изменились. Одной из причин этому явлению стала смена владельцев богатых месторождений.
Так сложилось, что в основном металлы производят развитые страны, а большой поток экспорта железных руд идет из развивающихся стран. Некоторые рыночные аналитики утверждают, что в скором будущем около 70 процентов всего мирового экспорта руды пойдет из Австралии и Бразилии.
К тому же Бразилия будет в выигрышном положении благодаря незначительным ценам. Что касается РФ, то даже, несмотря на ее 17 процентные мировые запасы железной руды, особой роли на этом рынке она играть не будет. Дело в том, что основной задачей России в первую очередь является удовлетворение собственных потребностей. Китай в этом плане считается достаточно серьезным игроком, проводящий в странах Африки и Азии свою инвестиционную политику. Что касается новых участников этого большого сырьевого рынка, то им довольно сложно проложить себе дорогу, так как производитель стал думать на несколько шагов вперед, при этом никакого сбоя в поставках тут быть не должно.
Факторы, влияющие на сырьевой рынок черной металлургии:
— Разработка месторождений;
— утверждение договоров на длительный период;
— увеличение производительных мощностей;
— влияние политической обстановки на объемы импортируемой продукции.
Металлорудное сырьё
В зависимости от географии залежей железных руд зависит покупка/ продажа данных материалов. Государства, в которых есть большие запасы железной руды, приходятся, как правило, экспортерами. К ним относятся: Китай, Бразилия, Австралия, добывающие в общей сложности больше половины мировой руды.
Коксующиеся угли
Большие добывающие комбинаты строились обычно там, где находились залежи коксующихся углей. Крупными металлургическими центрами являются: Донбасс на Украине, Рур, Кузбасс.
Выплавка металла
Лом
В процессе человеческой деятельности появилось много вторичных материалов (металлолома), которые можно переработать.
Металлургические заводы стали возводить рядом с портами, так как перевозить лом выгоднее по воде.
Черная металлургия: cырье для производства черных металлов и сплавов
Для производства металлов необходимы следующие материалы:
- руда;
- топливо;
- флюсы;
- огнеупорные материалы.
Руда
Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли. Это горная порода, из которой при данном уровне развития техники экономически целесообразно извлекать металлы. Например, в настоящее время целесообразно перерабатывать руды, если содержание металла в них составляет:
- железа – 20 – 60%;
- меди – 1 – 3%;
- никеля – 0,3 – 1,0%;
- молибдена – 0,005 – 0,02%.
По мере развития техники указанные пределы постепенно снижаются и переработке подвергаются руды с меньшим содержанием полезного компонента.
Руда состоит из минералов, содержащих полезный металл и так называемую пустую породу. Пустая порода может быть:
- кремнистой, представленной кварцем – SiO2;
- глиноземистой, содержащей значительное количество глинозема – Al2O3;
- магнезиальной, содержащей в своем составе соединения магния.
В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые и бедные. Бедные руды обогащают, то есть удаляют из руды часть пустой породы, в результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла.
Руды обычно называются по одному или нескольким металлам, содержащимся в них. Например, железные, марганцевые, медные, хромоникелевые, железо-ванадиевые и др.
Запасы руд делят в зависимости от степени изученности на несколько категорий, обозначаемых буквами латинского алфавита А, В, С.
К категории А (промышленные запасы) относятся месторождения, по которым проведено разведочное бурение по частой сетке скважин и форма рудного тела выявлена с достаточной точностью. Утверждение месторождения по категории А является основанием для начала строительства металлургического завода.
К категории В (вероятные запасы) относятся месторождения, обуренные по редкой сетке скважин, что делает затруднительным определение точной формы рудного тела. Если месторождение отнесено к категории В, то это может служить основанием для проектирования, но не для строительства металлургического завода.
К категории С (ориентировочные запасы) относят месторождения, форма рудного тела в которых известна лишь в самых общих чертах, по естественным обнажениям или геофизическим данным. Запасы руды по категории С могут использоваться только при перспективном планировании развития металлургии.
Сумма запасов (А + В + С) называется общими балансовыми запасами руд.
Топливо
Топливо в металлургической промышленности используется в виде кокса, природного газа, мазута. Оно служит не только как горючее для нагрева и расплавления материала, но и как реагент в химических реакциях металлургических процессов.
Флюсы
Флюсы представляют собой материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды и золой топлива. Такое соединение называют шлаком. Он имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому располагается над металлом, защищая металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислотные оксиды SiО2, Р2О5 и основным, если в его составе больше основных оксидов – СаО, MgО.
Огнеупорные материалы
Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего слоя (футеровки) металлургических печей. Они должны:
- выдерживать нагрузки при высоких температурах;
- противостоять резким изменениям температур, химическому воздействию шлака и печных газов.
Огнеупорность материала определяется температурой его размягчения.
По химическим свойствам огнеупорные материалы разделяют на:
- кислые;
- основные;
- нейтральные.
Кислые
Кислые – это материалы, содержащие значительное количество кремнезема SiO2. Например, кварцевый песок (95% SiО2), динасовый кирпич.
Основные
Основные – это материалы, содержащие основные оксиды (СаО, MgО). Например, магнезитовые кирпич, порошок.
Нейтральные
Нейтральные – это материалы, содержащие большое количество Al2O3 и Cr2O3. Например, хромомагнезитовые, шамотные кирпичи.
При высоких температурах футеровка печи взаимодействует с флюсами и шлаками. Если в печи, имеющей футеровку, выложенную основным огнеупорным материалом, применять кислые флюсы, то в процессе плавки образуются кислые шлаки, которые, взаимодействуя с основной футеровкой, будут разрушать ее. То же произойдет, если в печи, выложенной огнеупорными материалами из кислых оксидов, применить основные флюсы. Поэтому в печах с кислой футеровкой используют кислые шлаки, а в печах с основой – основные.
Высокой огнеупорностью обладают углеродистые материалы, содержащие до 92% углерода в виде графита. Материалы применяются в виде кирпичей, блоков для кладки лещади доменных печей, электролизных ванн для получения алюминия, тиглей для наплавки медных сплавов.
ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ
Тест «Черная металлургия». 8 класс
Тест «Черная металлургия». 8 класс
- В состав металлургического комплекса входят:
1. электроэнергетика и черная металлургия 2. черная и цветная металлургия
3. черная металлургия и добыча топлива 4. цветная металлургия и транспорт
- Сырьем и топливом для черной металлургии являются:
1. древесина и газ 2. железные руды и уголь 3. нефть и железные руды 4. уголь и нефть
- Крупнейшее месторождение железной руды в мире:
1. Качканарское 2. КМА 3. Коршуновское 4. Костомукшское
- Выбрать вариант, в котором верно указана технологическая цепочка производства «чёрных металлов»
1. Добыча руды – плавка стали – плавка чугуна – прокат.
2. Добыча руды – обогащение – плавка чугуна – плавка стали – прокат
3. Добыча руды — обогащение – плавка чернового металла – плавка рафинированного металла – прокат
- Центр металлургии Новокузнецк расположен на..
1. Пересечении потоков угля и железа 2. В районе производства дешевой энергии
3. В районе добычи коксующих углей и добычи руды 4. Вблизи потребителя
- Соотнеси базы и их центры:
а) Центральная 1 – Н. Тагил, Челябинск
б) Сибирская 2 — Череповец, Липецк
в) Уральская 3 — Новокузнецк
Просмотр содержимого документа
«Тест «Черная металлургия». 8 класс»
тест по теме металлургия 9 класс | Тест по географии (9 класс) на тему:
Тест « Металлургия» 9 класс 1 вариант
1) В состав металлургического комплекса входят: а) электроэнергетика и черная металлургия б) черная и цветная металлургия в) черная металлургия и добыча топлива г) цветная металлургия и транспорт
2) Почему в Братске (Восточная Сибирь) создан крупнейший алюминиевый комбинат? а) здесь имеются крупные запасы руды б) здесь имеются крупные запасы угля в) здесь имеется крупная ГЭС г) по всем названы выше причинам
3)К Уральской металлургической базе относятся предприятия, расположенные в :а) Старом Осколе б) Кандалакше в) Нижнем Тагиле г) Череповце д) Медногорске е) Орске
4) Одним из крупных центров выплавки свинца и цинка является.:
а) Липецк б) Волгоград в) Владикавказ г) Новосибирск
5)Основные продукты черной металлургии: а) алюминий и сталь б) сталь и чугун
в) чугун и железо
6)Крупные предприятия, обеспечивающие весь технологический процесс производства, а также включающие связанные с основным производства других отраслей, называются: а) заводы б) комбинаты в) фабрики г) мануфактуры
6) Самым крупным предприятием металлургической отрасли является:
а) передельный завод б) комбинат полного цикла в) прокатный завод г) глинозёмный завод
7) Укажите ошибку в перечне тяжелых цветных металлов:
а) медь б) никель в) серебро г) цинк
8) Какой фактор является ведущим при размещении заводов по производству металлического алюминия? а) сырьевой б) энергетический в) трудовой г) транспортный
9) Олово преимущественно добывается на:
а) севере Европейской части России б) Дальнем Востоке в) Урале г) в Западной Сибири
10) Сырьем и топливом для черной металлургии являются:
а) древесина и газ б) железные руды и уголь в) нефть и железные руды
11)В каком городе находится крупнейший в России завод по производству никеля?
а) Медногорск б) Норильск в) Красноярск г) Братск
12) Главные районы цветной металлургии : а) Урал и Центральная Россия
б) Центральная Россия и Восточная Сибирь в) Восточная Сибирь и Урал
Тест « Металлургия» 9 класс 2 вариант
1) Какой из перечисленных металлургических центров входит в состав Сибирской металлургической базы?
а) Череповец б) Старый Оскол в) Магнитогорск г) Новокузнецк
2) К черным металлам относится: а) свинец б) цинк в) алюминий г) железо
3) Какой фактор наиболее важен для размещения предприятий черной металлургии полного цикла? а) потребительский б) сырьевой в) научный г) экологический
4) Крупнейшее месторождение железной руды в мире: а) Качканарское б) КМА
в) г. Магнитная г) Костомукшское
5) Крупнейшие алюминиевые заводы находятся в:
а) Новокузнецке и Волхове б) Кандалакше и Волгограде в) Саяногорске и Орске г) Красноярске и Братске
6) Размещение предприятий черной металлургии по территории России характеризуется:
а) относительной равномерностью б) высокой степенью концентрации производства
7) Укажите город, в котором находится один из самых мощных металлургических комбинатов полного цикла:
а) Тольятти б) С.-Петербург в) Новосибирск г) Магнитогорск
8) Основные продукты цветной металлургии:
а) цветные металлы б) цветные металлы и их сплавы в) цветные металлы, их сплавы и сталь
9) Конечным продуктом черной металлургии является производство:
а) чугуна б) глинозема в) стали и проката г) кобальтовых сплавов
10) Красноярск, Братск, Волхов являются центрами производства: а) меди б) цинка в) алюминия г) серебра
11) Для размещения предприятий по выплавке алюминия ведущее значение имеет фактор:
а) водный б) транспортный в) энергетический г) трудовых ресурсов
12) Самыми крупными запасами железных руд располагает металлургическая база:
а) Уральская б) Центральная в) Сибирская
Черная и цветная металлургия тест с ответами
Сложность: знаток. Последний раз тест пройден 1 час назад.
Материал подготовлен совместно с учителем высшей категории
Опыт работы учителем географии — 35 лет.
Вопрос 1 из 11
В состав металлургического комплекса входят:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Металлургический комплекс включает в себя черную и цветную металлургию.
- Вы и еще 93% ответили правильно
- 93% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Следующий вопросОтветитьВопрос 2 из 11
Почему в Братске (Восточная Сибирь) создан крупнейший алюминиевый комбинат?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Наиболее крупные алюминиевые заводы России расположены в Сибири, т. к. здесь находятся источники наиболее дешевой электроэнергии, которая в стоимости производства алюминия составляет более 75 %.
- Вы и еще 51% ответили правильно
- 51% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 3 из 11
Укажите ошибку в перечне тяжелых цветных металлов:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).
- Вы и еще 55% ответили правильно
- 55% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 4 из 11
Сырьем и топливом для черной металлургии являются:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: В размещении черной металлургии полного цикла большую роль играет сырье и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.
- Вы и еще 68% ответили правильно
- 68% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 5 из 11
Какой из перечисленных металлургических центров входит в состав Сибирской металлургической базы?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Крупнейшими металлургическими предприятиями полного цикла Сибирской металлургической базы являются: Новокузнецкий металлургический комбинат, Западно-Сибирский металлургический завод (город Новокузнецк), Новокузнецкий ферросплавный завод.
- Вы ответили лучше 53% участников
- 47% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 6 из 11
Какой фактор наиболее важен для размещения предприятий черной металлургии полного цикла?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Черная металлургия полного цикла располагается либо вблизи источников сырья (Уральская металлургическая база, металлургическая база центральных районов европейской части), либо вблизи топливных ресурсов (Западно-Сибирская металлургическая база), либо между источниками сырья и топливными ресурсами (Череповецкий металлургический завод).
- Вы и еще 71% ответили правильно
- 71% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 7 из 11
Крупнейшее месторождение железной руды в мире:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Курская магнитная аномалия — самый мощный на Земле железорудный бассейн.
- Вы и еще 76% ответили правильно
- 76% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 8 из 11
Какой город европейской части России НЕ является металлургическим центром?
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Центральная металлургическая база включает крупные предприятия в городах Липецк, Тула, Старый Оскол, Череповец.
- Вы и еще 72% ответили правильно
- 72% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 9 из 11
Выберите вариант, в котором верно указана технологическая цепочка производства «чёрных металлов».
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Черная металлургия является базовой отраслью промышленности и включает в себя добычу руды, её переработку (обогащение), выплавку чугуна, стали, производство ферросплавов. Наиболее распространенный метод обработки стали — прокат.
- Вы и еще 62% ответили правильно
- 62% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 10 из 11
Производство легких металлов приурочено к:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешевой энергии — важнейший принцип их размещения.
- Вы ответили лучше 60% участников
- 40% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
ОтветитьВопрос 11 из 11
Центр металлургии Новокузнецк расположен на:
- Правильный ответ
- Неправильный ответ
- Пояснение: Лидирующее положение в структуре промышленного производства Новокузнецка занимают отрасли: металлургическое производство (черная и цветная металлургия), добыча полезных ископаемых (коксующиеся угли).
- Вы и еще 51% ответили правильно
- 51% ответили правильно на этот вопрос
В вопросе ошибка?
Ответить
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
-
Елена Ермакова
5/11
Вера Райда
11/11
Ирина Киселева
10/11
Ирина Лупова
10/11
Ринат Хасанов
9/11
Юлия Созинова
10/11
Аня Шанидзе
10/11
Наталья Нагиба
11/11
Антонина Медведева
10/11
Тест «Металлургия» с ответами содержит вопросы по черной и цветной металлургии, их запасах, сфере использования, а также промышленных объектах по переработке. Тест по теме металлургического комплекса России составлен квалифицированными педагогами в соответствии со школьной программой.
Рейтинг теста
Средняя оценка: 3.7. Всего получено оценок: 1912.
А какую оценку получите вы? Чтобы узнать — пройдите тест.
Железорудное сырье, полуфабрикаты и коксохимическая продукция
Производство и использование железорудного сырья, полуфабрикатов и коксохимической продукции
Железорудное сырье производится на горно-обогатительных комбинатах путем добычи, подготовки и обогащения железной руды. В процессе переработки руды выполняется измельчение материала, повышение в нем содержания железа путем очистки от пустой породы и вредных примесей, удаление влаги, окомкование и обжиг окатышей для обеспечения требуемых размеров и прочности данного вида ЖРС. Чугун производится в доменных печах путем восстановления железа из оксидов, содержащихся в железорудном сырье. Способствуют этому элементы, выделяющиеся при горении топлива (оксид углерода, водород, твердый углерод). В результате доменной плавки образуется жидкий сплав железа с растворенным в нем углеродом — чугун, а также шлак, который состоит из невосстановившихся окислов, золы топлива, флюса и пр.
Чугун в жидком виде поступает: 1) в сталеплавильные цеха для дальнейшего производства стали; 2) на литейные участки для изготовления отливок; 3) на разливочные машины для изготовления чугунных полуфабрикатов – чушек.
Сталь выплавляется одним из трех методов — кислородно-конвертерным, мартеновским или электросталеплавильным. Каждый из этих способов включает подготовку материалов, выплавку стали в плавильном агрегате, внепечную обработку и разливку. В качестве сырья для производства используют жидкий и твердый чугун, стальной и чугунный лом, ферросплавы. Окончательный продукт сталеплавильного передела – стальные полуфабрикаты – получают либо путем разливки на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), либо разливкой в слитки с последующим их перекатом в заготовку на обжимных станах горячей прокатки (блюмингах и слябингах). В зависимости от формы, размеров и назначения полуфабрикатов различают:
- Слябы – прямоугольные полуфабрикаты с большим отношением сторон для изготовления листового и рулонного проката;
- Блюмы – полуфабрикаты квадратного (со стороной более 200 мм) и близкого к квадратному сечения, которые используются при прокатке крупносортных профилей;
- Квадратная заготовка – полупродукт квадратного сечения со стороной до 200 мм для изготовления горячекатаных средне- и мелкосортных профилей;
- Балочная заготовка «собачья кость» — полуфабрикат для прокатки широкополочных балок;
- Круглая заготовка – изделие для последующего производства бесшовных труб и осей.
Ароматические углеводороды, полученные в результате коксования угля, поступают на химические предприятия, где из них получают ксиленолы, нафталин (технический и очищенный), фенол, ортокрезол, трикрезол, дикрезол, сольвент каменноугольный, топливо котельное и печное и другую коксохимическую продукцию. Большая часть продуктов переработки фенол- и нафталиносодержащих углеводородов потребляется химической и медицинской отраслью.
Каменноугольная смола, которая улавливается в процессе изготовления кокса, поступает в специализированные цеха смолоперегонки, где путем пиролиза получают каменноугольный пек в жидком или гранулированном состоянии. Данная продукция используется для изготовления графитовых материалов, а также анодной массы для производства первичного алюминия.
Купить сырье, полуфабрикаты, коксохимическую продукцию от производителя
Метинвест – ведущий мировой поставщик железорудного концентрата, окатышей, чушкового чугуна и стальных полуфабрикатов. Продукция производится на горно-обогатительных и металлургических комбинатах Группы в Украине. Продукцию можно приобрести через глобальную сбытовую сеть, имеющую 38 офисов продаж в Европе, Азии, Африке и Америке.
Тест с ответами на тему: “Металлургия”
1. В состав металлургического комплекса входят:
а) черная и цветная металлургия +
б) электроэнергетика и черная металлургия
в) цветная металлургия и транспорт
2. Почему в Братске (Восточная Сибирь) создан крупнейший алюминиевый комбинат:
а) здесь имеется потребитель
б) здесь имеется крупная ГЭС +
в) здесь имеются крупные запасы руды
3. Укажите ошибку в перечне тяжелых цветных металлов:
а) цинк
б) никель
в) серебро +
4. Сырьем для черной металлургии являются:
а) железные руды +
б) нефть
в) каменные руды
5. Топливом для черной металлургии является:
а) газ
б) нефть
в) уголь +
6. Какой из перечисленных металлургических центров входит в состав Сибирской металлургической базы:
а) Магнитогорск
б) Новокузнецк +
в) Череповец
7. Какой фактор наиболее важен для размещения предприятий черной металлургии полного цикла:
а) экологический
б) потребительский
в) сырьевой +
8. Крупнейшее месторождение железной руды в мире:
а) КМА +
б) Коршуновское
в) Костомукшское
9. Какой город европейской части России не является металлургическим центром:
а) Череповец
б) Старый Оскол
в) Вологда +
10. Выбрать вариант, в котором верно указана технологическая цепочка производства «чёрных металлов»:
а) добыча руды – обогащение – плавка чернового металла – плавка рафинированного металла – прокат
б) добыча руды – обогащение – плавка чугуна – плавка стали – прокат +
в) добыча руды – плавка стали – плавка чугуна – прокат
11. Производство легких металлов приурочено к:
а) районам производства дешевой электроэнергии +
б) к транспортным магистралям
в) районам добычи руды
12. Центр металлургии Новокузнецк расположен:
а) вблизи потребителя
б) в районе добычи коксующих углей и добычи руды +
в) в районе производства дешевой энергии
13. Особенностью черной металлургии является:
а) близость сырьевых баз или транспортных магистралей +
б) комплексность сырья
в) тяготение к источникам дешевой электроэнергии
14. Дальний Восток выделяется добычей:
а) никеля
б) железной руды
в) олова, золота +
15. Дальний Восток выделяется добычей:
а) свинца, цинка +
б) руды
в) алюминия +
16. В каких районах химическая промышленность развита наиболее пропорционально в связи с наличием разнообразного сырья, воды, электроэнергии:
а) в Центральной России
б) в Поволжье и на Урале +
в) в Сибири
17. Центр металлургии Кузбасс расположен:
а) на пересечении потоков угля и железа
б) в районе добычи руд
в) в районе добычи коксующих углей или производства дешевой энергии +
18. Какие из руд цветных металлов являются наиболее комплексными:
а) магний
б) цинк +
в) титан
19. Выберите ведущий район по производству черных металлов, производящий около 40% стали и проката:
а) Сибирь
б) Европейский Север
в) Урал +
20. В каком городе металл производится по бездоменной технологии – электроконверторным способом:
а) Новокузнецк
б) Старый Оскол +
в) Череповец
21. Какие из перечисленных производств химической промышленности тяготеют к районам добычи сырья:
а) производство апатитов +
б) производство серной кислоты
в) производство калийных удобрений
22. Какое из перечисленных производств химической промышленности тяготеет к районам, обеспеченным сырьем, водными ресурсами и дешевой электроэнергии:
а) производство азотных и фосфорных удобрений
б) производство пластмасс +
в) производство соляной кислоты
23. Какое из перечисленных производств химической промышленности тяготеет к районам, обеспеченным сырьем, водными ресурсами и дешевой электроэнергии:
а) производство апатитов
б) производство серной кислоты
в) производство полимеров +
24. Какое из перечисленных производств химической промышленности тяготеет к районам, обеспеченным сырьем, водными ресурсами и дешевой электроэнергии:
а) производство соляной кислоты
б) производство химических волокон +
в) производство серной кислоты
25. К черным металлам относится:
а) свинец
б) алюминий
в) железо +
26. Единственное предприятие бездоменной металлургии находится в
а) Череповце
б) Старом Осколе +
в) Новокузнецке
27. Большая часть черных металлов производится на предприятиях:
а) полного цикла +
б) сталеплавильных
в) бездоменной металлургии
28. Центр черной металлургии в Европейской части России:
а) Калининград
б) Москва
в) Череповец +
29. Центр черной металлургии Западной Сибири:
а) Новокузнецк +
б) Нижний Тагил
в) Старый Оскол
30. К центрам черной металлургии Урала не относится:
а) Нижний Тагил
б) Новокузнецк +
в) Магнитогорск
СЫРЬЯ | мировая сталь
Эффективное использование природных ресурсов имеет решающее значение для устойчивого развития. Сталелитейная промышленность использует передовые технологии и методы для увеличения производительности, снижения потребности в энергии и облегчения использования побочных продуктов.
В среднем на тонну сырой стали, произведенной во всем мире, потребляется 20 ГДж энергии. Наиболее эффективные сталелитейные компании с 1960 года снизили потребление энергии на тонну стали примерно на 60%.
Сегодня, по оценкам, мировая сталелитейная промышленность использовала около 2 млрд тонн железной руды, 1 млрд тонн металлургического угля и 575 млн тонн вторичной стали для производства около 1,7 млрд тонн нерафинированной стали.
Переработанная сталь (иногда называемая стальным ломом) — одно из важнейших сырьевых материалов в отрасли. Это происходит из-за разрушенных конструкций и отработанных транспортных средств и оборудования, а также из-за потерь урожая в процессе выплавки стали.
По оценкам, в 2017 году было переработано около 670 миллионов тонн лома.Из них примерно 570 миллионов тонн было использовано мировой сталелитейной промышленностью, а остальные были использованы в литейных цехах или на некоторых очень небольших и устаревших предприятиях по производству чугуна и стали по всему миру (которые не учитываются в официальной статистике производства стали).
Железная руда и металлургический уголь используются в основном в доменном процессе производства чугуна. В этом процессе коксующийся уголь превращается в кокс, почти чистую форму углерода, который используется в качестве основного топлива и восстановителя в доменной печи.
Обычно требуется 1,6 тонны железной руды и около 450 кг кокса для производства тонны передельного чугуна, сырого чугуна, получаемого из доменной печи. Часть кокса можно заменить путем впрыскивания угольной пыли в доменную печь.
Железо — обычный минерал на поверхности земли. Большая часть железной руды добывается на карьерах в Австралии и Бразилии, доставляется в специализированные порты по железной дороге, а затем отправляется на сталелитейные заводы в Азии и Европе.
Железная руда и металлургический уголь в основном перевозятся на судах размером с мыс, огромных балкерах, способных вместить груз весом до 140 000 тонн.Согласно статистической базе данных COMTRADE Организации Объединенных Наций, мировой экспорт железной руды в 2017 году составил около 1,5 миллиарда тонн, что является вторым по величине объемом торговли сырьевыми товарами в мире после мирового экспорта сырой нефти.
Мировая сталелитейная промышленность в настоящее время сталкивается со следующими ключевыми проблемами в сфере закупок и обработки сырья:
Неустойчивость цены:
- Цены на сырьевые товары всегда демонстрировали значительную волатильность, что отражает временный дефицит или избыток на рынках.Торговля спекулятивными финансовыми продуктами часто усугубляет волатильность цен на сырьевые товары, что не может быть объяснено фундаментальными рыночными факторами. Поэтому иногда возникает вопрос, насколько точно цены на сырьевые товары отражают рыночный дефицит или избыток.
Уязвимость цепочки поставок:
- Цепочки поставок сталеплавильных материалов подвержены высокому риску сбоев, таких как неблагоприятные погодные условия и аварии, из-за концентрированной структуры поставок: количество и географическое положение горнодобывающих районов, а также мощность и расположение портов и железных дорог, предназначенных для экспорта железной руды и металлургического угля .
- Ухудшение качества сырья: качество железной руды и металлургического угля значительно ухудшилось в течение 2000-х годов. Это оказало огромное давление на эффективность и экологические показатели операций по переработке сырья в мировой сталелитейной промышленности. Однако мировой сталелитейной промышленности удалось соответствовать еще более строгим экологическим стандартам благодаря развитию новых технологий и методов.
Страница обновлена в феврале 2019 г.
металлургия | Определение и история
Использование металлов в настоящее время является кульминацией долгого пути развития, продолжающегося примерно 6 500 лет.Принято считать, что первыми известными металлами были золото, серебро и медь, которые находились в самородном или металлическом состоянии, причем самыми ранними из них, по всей вероятности, были самородки золота, найденные в песках и гравии русел рек. Такие самородные металлы стали известны и ценились за их декоративные и утилитарные ценности во второй половине каменного века.
Ранняя разработка
Золото можно агломерировать в более крупные куски холодным молотком, а самородная медь — нет, и важным шагом на пути к эпохе металлов было открытие, что металлам, таким как медь, можно придавать форму путем плавления и литья в формах; Среди самых ранних известных изделий этого типа — медные топоры, отлитые на Балканах в IV тысячелетии до нашей эры.Следующим шагом стало открытие возможности извлечения металлов из металлосодержащих минералов. Они были собраны, и их можно было отличить по цвету, текстуре, весу, цвету пламени и запаху при нагревании. Заметно больший выход, полученный при нагревании самородной меди с соответствующими оксидными минералами, мог привести к процессу плавки, поскольку эти оксиды легко восстанавливаются до металла в угольном слое при температурах выше 700 ° C (1300 ° F) в качестве восстановителя. , окись углерода, становится все более стабильной.Чтобы осуществить агломерацию и отделение расплавленной или плавленной меди от связанных с ней минералов, необходимо было ввести оксид железа в качестве флюса. Этот дальнейший шаг вперед можно объяснить присутствием госсановых минералов оксида железа в выветрившихся верхних зонах месторождений сульфида меди.
Во многих регионах медно-мышьяковые сплавы, превосходящие медь по свойствам как в литой, так и в деформируемой форме, были произведены в следующий период. Сначала это могло быть случайным из-за сходства цвета и цвета пламени между ярко-зеленым минералом карбоната меди малахитом и выветрившимися продуктами таких минералов сульфида меди и мышьяка, как энаргит, и, возможно, позже за этим последовал целенаправленный отбор. соединений мышьяка из-за запаха чеснока при нагревании.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасСодержание мышьяка варьировалось от 1 до 7 процентов, с оловом до 3 процентов. Медные сплавы, практически не содержащие мышьяка, с более высоким содержанием олова — другими словами, настоящая бронза — появились между 3000 и 2500 годами до нашей эры, начиная с дельты Тигра и Евфрата. Ценность олова могла быть открыта благодаря использованию станнита, смешанного сульфида меди, железа и олова, хотя этот минерал не так широко доступен, как основной минерал олова, касситерит, который, должно быть, был конечным источником металла.Касситерит поразительно плотный и встречается в виде гальки в аллювиальных отложениях вместе с арсенопиритом и золотом; в определенной степени это также встречается в упомянутых выше госсанах из оксида железа.
Несмотря на то, что бронза могла развиваться независимо в разных местах, наиболее вероятно, что культура бронзы распространилась через торговлю и миграцию народов с Ближнего Востока в Египет, Европу и, возможно, Китай. Во многих цивилизациях производство меди, мышьяковистой меди и оловянной бронзы продолжалось некоторое время вместе.Возможное исчезновение медно-мышьяковых сплавов трудно объяснить. Производство могло быть основано на минералах, которые не были широко доступны и стали дефицитными, но относительный дефицит оловянных минералов не препятствовал существенной торговле этим металлом на значительных расстояниях. Возможно, что в конечном итоге предпочтение было отдано оловянной бронзе из-за вероятности отравления мышьяком от паров, образующихся при окислении содержащих мышьяк минералов.
По мере того, как выветрившиеся медные руды в данных местах разрабатывались, более твердые сульфидные руды под ними добывались и плавились.Используемые минералы, такие как халькопирит, сульфид меди и железа, нуждались в окислительном обжиге для удаления серы в виде диоксида серы и получения оксида меди. Это потребовало не только более высокого металлургического мастерства, но и окисления тесно связанного железа, что в сочетании с использованием флюсов оксида железа и более жесткими восстановительными условиями, создаваемыми улучшенными плавильными печами, привело к более высокому содержанию железа в бронзе.
Невозможно провести резкую границу между бронзовым и железным веками.Небольшие куски железа могли быть произведены в медеплавильных печах, поскольку использовались флюсы оксида железа и железосодержащие сульфидные руды меди. Кроме того, более высокие температуры печи создали бы более сильные восстановительные условия (то есть более высокое содержание монооксида углерода в топочных газах). Первый кусок железа, найденный на железнодорожных путях в провинции Дренте, Нидерланды, был датирован 1350 годом до н. Э., Датой, обычно считающейся средним бронзовым веком для этой местности. С другой стороны, в Анатолии железо использовалось еще в 2000 году до нашей эры.Иногда встречаются упоминания о железе и в более ранние периоды, но этот материал имел метеоритное происхождение.
После того, как была установлена связь между новым металлом, обнаруженным в медных расплавах, и рудой, добавленной в качестве флюса, естественно последовала работа печей для производства одного железа. Конечно, к 1400 г. до н. Э. В Анатолии железо приобрело большое значение, а к 1200–1000 гг. До н. Э. В довольно широких масштабах превратилось в оружие, первоначально лезвия кинжалов.По этой причине 1200 г. до н.э. был принят за начало железного века. Свидетельства раскопок указывают на то, что искусство производства железа зародилось в горной стране к югу от Черного моря, в районе, где преобладали хетты. Позже это искусство, по-видимому, распространилось среди филистимлян, поскольку в Гераре были обнаружены неочищенные печи, датируемые 1200 годом до н. Э., Вместе с рядом железных предметов.
Плавка оксида железа с древесным углем требовала высокой температуры, и, поскольку температура плавления железа 1540 ° C (2800 ° F) в то время была недостижима, продукт представлял собой просто губчатую массу пастообразных шариков металла, смешанных с полужидкостью. шлак.Этот продукт, позже известный как блюм, вряд ли можно было использовать в том виде, в каком он стоял, но повторный нагрев и обработка горячим молотком позволили удалить большую часть шлака, создав кованое железо, гораздо более качественный продукт.
На свойства железа сильно влияет присутствие небольшого количества углерода, при этом значительное увеличение прочности связано с содержанием менее 0,5%. При достижимых в то время температурах — около 1200 ° C (2200 ° F) — при восстановлении древесным углем получалось почти чистое железо, которое было мягким и имело ограниченное применение в оружии и инструментах, но когда соотношение топлива к руде было увеличено и вытяжка печи усовершенствованный с изобретением более совершенного сильфона, железо поглотило больше углерода.Это привело к появлению блюмов и продуктов из железа с различным содержанием углерода, что затруднило определение периода, в течение которого железо могло быть намеренно упрочнено за счет науглероживания или повторного нагрева металла в контакте с избытком древесного угля.
Углеродсодержащее железо имело еще одно большое преимущество: в отличие от бронзы и безуглеродистого железа его можно было сделать еще более твердым путем закалки, то есть быстрого охлаждения путем погружения в воду. Нет никаких доказательств использования этого процесса закалки в раннем железном веке, так что он, должно быть, был либо неизвестен тогда, либо не считался выгодным, поскольку закалка делает железо очень хрупким и должно сопровождаться отпуском или повторным нагревом в более низкая температура для восстановления прочности. То, что, кажется, было установлено на раннем этапе, было практикой многократной холодной ковки и отжига при 600–700 ° C (1100–1300 ° F), температуре, которая достигается естественным путем при простом огне. Эта практика распространена в некоторых частях Африки даже сегодня.
К 1000 году до нашей эры железо стало известно в Центральной Европе. Его использование медленно распространилось на запад. Производство железа было довольно широко распространено в Великобритании во время римского вторжения в 55 г. до н. Э. В Азии железо было известно еще в древности, в Китае около 700 г. до н. Э.
сырье Добыча и контроль качества для стального производства
*Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократической Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЭгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские (Мальвинские) острова Фарерские островаФинляндияФинляндияГермания Югославская Республика МакедонияГранцияГвианаФранцузская ПолинезияФранция Южная Территория arGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-Марино Сан-Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U . S.) Острова Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЮгославияЗамбияЗимбабве
Сырье для черных металлов | Обзор бизнеса
Сырье для черных металлов | Обзор бизнеса | SHINSHO CORPORATION- Корпоративная информация
- Обзор бизнеса
- Глобальный бизнес
- Устойчивое развитие
- IR-информация
- Набор персонала
Подразделение сырья для черных металлов управляет широким спектром ресурсов, необходимых обществу, и оказывает нашим клиентам поддержку в бизнесе.Мы поставляем уголь и железную руду, которые идут в доменные печи, и железный шлак, который плавится в электропечах. Помня об окружающей среде, мы также уделяем особое внимание переработке шлака, пластиковых отходов и других материалов для производства RPF (мусорная бумага и пластиковое топливо), которые можно сжигать вместо угля.
Завоевание доверия клиентов за счет надежных поставок продукции
Подразделение сырья для черных металлов косвенно поддерживает экономический рост в Японии и во всем мире, поставляя железную руду и уголь, необходимые для работы доменных печей, а также железный лом, необходимый для электропечей.
Шлак — один из побочных продуктов сталеплавильного производства. Его можно комбинировать с переработанными отходами пластика и другими материалами для производства RPF (мусорная бумага и пластиковое топливо), которые можно использовать в качестве замены угля. Мы ожидаем, что рынок RPF будет расти, поскольку мир пытается сохранить ограниченное количество ископаемых видов топлива и сократить выбросы CO 2 .
Сильной стороной Подразделения сырья для черных металлов является его физическое присутствие во многих регионах мира. Поддерживая тесные связи с отделами закупок металлургического бизнеса Kobe Steel, а также с отделами производства чугуна и стали, мы часто посещаем производственные участки, чтобы из первых рук узнать, что нам нужно.Подбирая материалы, идеально подходящие для наших клиентов, мы обеспечиваем им стабильные поставки с помощью соответствующих, точно настроенных услуг, которые заслуживают их доверие.
Удовлетворение потребностей клиентов при расширении рынков и операций
Хотя Подразделение сырья для черных металлов росло вместе с японскими производителями стали, рынок за последние годы сильно изменился. Японские производители все чаще переводят свои производственные мощности за границу, а новые сталелитейные предприятия начинают работу за границей, что еще больше увеличивает масштабы отрасли.Чтобы удовлетворить потребности клиентов, Shinsho должен обслуживать международный рынок. Поэтому Подразделение сырья для черных металлов расширяет свои операционные базы в таких регионах, как Австралия, США, Китай и Сингапур, чтобы удовлетворить локальный спрос, одновременно создавая системы, обеспечивающие стабильные поставки для наших клиентов.
Двигаясь вперед, мы будем прилагать единые усилия вместе с нашими поставщиками, работая над созданием спроса и обеспечением надежных поставок материалов за счет расширения сферы нашей деятельности.Ориентируясь на долгосрочную перспективу на пять-десять лет вперед, мы предоставляем нашим клиентам поддержку, необходимую для расширения их бизнеса, путем анализа рыночных тенденций с использованием огромных объемов высококачественной информации.
Офисы по всему миру
Основная продукция, обрабатываемая Подразделением сырья для черных металлов
Черное сырье
Shinsho обеспечивает Kobe Steel надежными поставками железной руды, коксующегося угля, известняка и других материалов, используемых в процессе выплавки стали.
Шлак
Работая в сотрудничестве с Kobe Steel, Shinsho обеспечивает стабильные поставки шлака в Японию и по всему миру.
Титановые материалы
Shinsho поставляет титановую губку и лом в качестве ресурса для таких применений, как аэрокосмическая промышленность и заводы по опреснению воды.
Уголь для котлов
Shinsho поставляет уголь и вспомогательные материалы для электростанции Shinko Kobe Power Station, которая вырабатывает до 70% электроэнергии, потребляемой городом Кобе.
Легированная сталь
Существует множество различных типов легированной стали с большим разнообразием характеристик. Shinsho имеет доступ ко многим источникам легированной стали в Японии и за рубежом.
Коксовая мелочь
Коксовая мелочь состоит из мелких частиц кокса, которые являются побочным продуктом процесса коксования. Shinsho поставляет его производителям стали, использующим электрические печи, а также производителям легированной стали.
- Материалы для производства чугуна и стали
- Уголь, железная руда, кокс, чугун для производства стали, горячебрикетированное железо (ГБЖ), лом железа, лом нержавеющей стали, титаносодержащая руда, известняк, доломит, легированное железо, цинк, электроды, огнеупоры, нефтепродукты, прочие вспомогательные материалы
- прочие
- Титановая губка, коксовая мелочь, шлаковые продукты, шлаковый порошок для доменных печей, цемент, макулатура и пластмассовое топливо (RPF), вторичные цементные продукты, железный песок, пластмассы, химические продукты, титановый лом, новые материалы, прочие вспомогательные материалы
Основные клиенты
Kobe Steel, Ltd. |
Kyoei Steel Ltd. |
Osaka Steel Co., Ltd. |
Nippon Koshuha Steel Co., Ltd. |
Kanto Steel Ltd. |
Kubota Corporation |
Osaka Special Alloy Co. , Ltd. |
Kmew Co., Ltd. |
Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. |
Nippon Paper Lumber Co., ООО |
Вьетнам Италия Сталь, АО |
Основная
Поставщики
Название | Основные поставленные продукты | |
---|---|---|
Kobe Steel, Ltd. | Материалы для холодного чугуна (чушковый чугун, руда) | |
Shinko Slag Co., Ltd. | Шлаковые продукты, коксовая мелочь | |
Glencore Coal Sales Pty Ltd. | Coal | |
Nittetsu Mining Co., Ltd. | Известняк | |
Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Известняк | |
Taiheiyo Cement Corporation | Известняк | |
Ube Industries, Ltd. | Известняк | |
Santhadanna Group Co., Ltd. | 9017 Dolomite 9017 Dolomite 9017 , Ltd. | Материалы холодного чугуна (металлическая шихта, железный лом) |
Matsumoto Sangyo Co. , Ltd. | Железный лом | |
Osaka Titanium Technologies Co., Ltd. | Губка титановая |
Металлургический завод — обзор
7.4.1 Введение
Многие промышленные побочные продукты и отходы используются в керамической технологии для замены сырья. Наиболее часто используемые побочные продукты: (i) летучая зола электростанций, мусоросжигательных заводов и пирометаллургических заводов при условии, что они не содержат высоких процентных содержаний свинца или цинка; (ii) синтетический гипс, образующийся в результате обеззараживания серой газообразных стоков; (iii) красный шлам от процесса Байера; (iv) литейные шлаки; (v) остатки от процесса флотации, используемого при обогащении металлосодержащих руд; (vi) хвосты добычи; и (vii) асбест, содержащий остатки или волокна асбеста.
Некоторые органические материалы могут быть успешно использованы в керамической технологии для производства пористой керамики, а их обжиг является источником энергии. В основном это (i) шламы бумажного производства; (ii) остатки удобрений; (iii) отстой от бытовых сточных вод или очистки сточных вод; и (iv) пластмассы.
В литературе сообщается о нескольких керамических изделиях, содержащих отходы (Pelino, 1997; Dondi et al., 1997; Perez et al., 1996; Lee et al., 2007; VII конференция Европейского керамического общества, 2001).Это плотный и легкий кирпич, кровельная черепица, тротуарная плитка, фильтры, огнеупоры, стеклокерамика. Переработка по керамической технологии имеет несколько преимуществ: (i) возможность замены горнодобывающего сырья, стоимость которого растет из-за увеличения затрат на добычу полезных ископаемых и восстановление земель; (ii) простые процессы с использованием зрелых технологий; (iii) циклы быстрого зажигания с высокой энергетической эффективностью; (iv) контролируемое / стандартизованное производство; и (v) возможность коммерческой эксплуатации на большом рынке строительных материалов.
Основные недостатки связаны с ограничениями в использовании опасных отходов, и этот аспект связан с остаточной пористой микроструктурой керамического материала. Если микроструктура слишком пористая, керамика может показать низкую химическую стойкость и повышенную выщелачиваемость. С другой стороны, плотные продукты требуют более высоких температур и / или более длительных циклов обжига, поэтому потребность в энергии при обработке выше, а конечный продукт тяжелее. Это противоречит принципам устойчивого развития, которые рекомендуют производство / использование легких материалов, демонстрирующих меньше энергии.
Сама керамическая промышленность также использует циркон и диоксид циркония (в глазури, огнеупоры и т. Д.), И радиологические последствия их производства, дальнейшего использования / манипуляции в других отраслях промышленности (например, производство керамической глазури и фритт), а также клиенты также заслуживают краткого анализа в конце этой главы.
Утюг
Железо — второй по распространенности металл в земной коре (после алюминия), и железа производится больше, чем всех других металлов вместе взятых.Руды, которые в основном представляют собой оксиды, восстанавливаются до железа углеродом (коксом) при высоких температурах в доменной печи. Более 98% этого материала превращается непосредственно в сталь, даже не позволяя ему затвердеть после выхода из печи, в которой он был изготовлен. В относительно небольшом количестве используется как чугун, так и кованое железо.
Использование железа
В качестве чугуна используется очень небольшая часть железа. Он имеет чистоту около 92% и содержит некоторое количество углерода (2-5%), что делает его хрупким, а также меньшее количество кремния (1-3%), марганца, фосфора и серы в качестве примесей.Он традиционно использовался для изготовления радиаторов отопления, каминов, водостоков, столбов и фонарных столбов. Однако из-за его хрупкости и склонности к ржавчине он был заменен другими материалами для большинства этих применений, хотя чугунные изделия по-прежнему производятся из-за их эстетических качеств.
Кованое железо содержит менее 0,15% углерода и было получено путем восстановления железной руды в твердом состоянии с последующей обработкой молотком для удаления шлака. Поскольку его можно было сгибать и придавать форму, его использовали для изготовления «традиционных» ворот, садовой мебели и других декоративных изделий.Сейчас они в основном из стали, а настоящее кованое железо больше не производится в каких-либо количествах.
Годовое производство чугуна
Быстрый экономический рост в Китае сопровождался расширением черной металлургии. Почти 50% всего чугуна, производимого в мире, производится в Китае, а около 1% — в Великобритании.
Весь мир | 1180 млн тонн |
Китай | 710 млн тонн |
Япония | 84 млн тонн |
Индия | 54 млн тонн |
Россия | 51 млн тонн |
Корея | 47 млн тонн |
Бразилия | 30 млн тонн |
Германия | 28 млн тонн |
США | 26 млн тонн |
Данные из:
U. S. Геологическая служба, Сводные данные по минерально-сырьевым товарам, 2016 г.
Производство чугуна
Железо получают путем восстановления железной руды, которая часто представляет собой смесь оксидов, с использованием углерода, монооксида углерода и водорода. В то время как доменная печь является доминирующим процессом восстановления, появляются другие технологии, работающие в меньших масштабах. Они связаны с местами, где есть большие запасы природного газа или низкосортного угля.
Производство железа состоит из двух стадий: подготовки сырья и восстановления оксида железа до железа.
(а) Подготовка сырья
Железо — один из самых распространенных элементов на Земле, и его руды обычно содержат кислород, кремний, марганец, фосфор и серу. Основные минералы, присутствующие в рудах, включают гематит (Fe 2 O 3 ) и магнетит (Fe 3 O 4 ). Большая часть руды добывается в Австралии, Бразилии, Китае, Индии, России и США.
Большинство руд содержат более 60% железа и в минеральном виде используются в доменных печах.Руда, содержащая меньше этого количества, сначала измельчается и измельчается в порошок и концентрируется флотацией. Затем его скатывают в шарики и нагревают в печи для получения гранул размером с мрамор. Этот процесс происходит рядом с рудником, что сокращает транспортировку отходов на большие расстояния (глины и других силикатов).
Кокс, пористое твердое вещество, обеспечивает углерод для реакций восстановления, а также является основным топливом, используемым в печи. Он производится на месте путем нагревания угля до температуры около 1200 К при отсутствии воздуха в течение 20 часов в батарее коксовых печей.Остаток представляет собой кокс, и ряд летучих соединений удаляется. Также производятся газ, угольный газ (в основном оксид углерода и водород) и сажа, из которых могут быть получены полезные соединения, такие как бензол. В качестве топлива на площадке используется угольный газ.
Рис. 1 Железная руда и уголь, ожидающие использования в доменной печи в Иймуйдене недалеко от Амстердама в Нидерландах.
С любезного разрешения World Steel Association.
Кислород необходим для сжигания топлива (для создания высокой температуры), а также участвует в реакциях печи.Чтобы поддерживать температуру в печи, воздух проходит через трубу, огибающую печь (труба , ), а затем через сопла (фурмы , ) в печь (рис. 3) при температуре около 1500 К. Многие печи теперь используйте воздух, обогащенный кислородом, что уменьшает количество газов, проходящих через печь, а также обеспечивает завершение реакции.
В некоторых печах с предварительно нагретым воздухом впрыскивается нефть или природный газ, замещая до 40% кокса.Это снижает как зависимость от угля, так и потребность в переработке побочных продуктов коксовальных печей, которые может быть трудно продать. В качестве альтернативы, мелкодисперсный уголь можно вводить непосредственно в печь в виде текучей среды, что устраняет необходимость в коксовых печах. Некоторые производители экспериментируют с использованием древесных или пластмассовых отходов в качестве топлива.
(б) Восстановление оксида железа до железа (Доменная печь)
Доменные печи — это крупные инженерные сооружения, часть которых представляет собой стальной цилиндр высотой до 30 м, облицованный специальным кирпичом, способным выдерживать очень высокие температуры.Они также имеют водяное охлаждение. Самая широкая часть печи, под в нижней части, обычно имеет диаметр 9 м, хотя может быть и больше. Печи работают более или менее непрерывно до 15 лет при давлении до 5 атмосфер и внутренней температуре выше 2000 К. Они могут производить до 10 000 тонн жидкого чугуна в день, до 50 миллионов тонн в течение всего срока службы. печи.
|
В доменной печи используется либо высококачественная железная руда, либо железорудные окатыши вместе с коксом и известняком. В современной доменной печи масса каждого компонента и время его добавления в печь контролируются компьютером, автоматически реагируя на условия, преобладающие в то время в печи. Компоненты добавляются небольшими порциями каждые 10-15 минут в верхнюю часть печи.
В печи допускается повышение давления около 1,7 атм, что обеспечивает лучшее сгорание кокса и других видов топлива и более высокий выход железа.
Горячий воздух, обогащенный кислородом, вдувается около дна, трубы известны как фурмы (рис. 3). По мере продвижения газов вверх происходит множество реакций.
Кокс реагирует с кислородом в дутье с образованием монооксида углерода, восстановителя:
Если используется нефть или природный газ, углеводороды образуют второй восстановитель, водород:
Рис. 3 Доменная печь для восстановления железной руды в железо.
Температуры внутри печи различаются, самые высокие температуры находятся внизу, а самые низкие — вверху, поэтому различные реакции происходят на разных уровнях в печи.
Вблизи верха печи при температуре около 750 К (ниже точки плавления железа) соединения железа (III) восстанавливаются до железа (II) (например, Fe 2 O 3 до FeO) монооксидом углерода. и водород. Внизу печи, где жарче, восстановление до железа завершается.
Полные уравнения сокращения могут быть выражены как:
Расплавленный чугун стекает и собирается на дне печи. По мере опускания он поглощает углерод, фосфор, серу и небольшие количества других элементов, таких как марганец и кремний, из руд, кокса и известняка.
В зонах печи, где температура превышает 1150 К, известняк диссоциирует с образованием оксида кальция:
Оксид кальция, который является основанием, реагирует с кислотными примесями в руде, образуя алюмосиликатный шлак.Это также абсорбирует большую часть серы, присутствующей в различном сырье. Жидкий шлак стекает на дно печи, образуя слой поверх жидкого чугуна.
Расплавленный чугун (чистотой 90-95%, основная примесь составляет около 4% углерода) и жидкий шлак удаляются из пода через летки в основании печи.
Обычно жидкий чугун отправляется прямо на сталелитейный завод в виде 300-тонных загрузок в облицованных огнеупором торпедных перегрузочных ковшах.
|
Шлак сливают каждые несколько часов, охлаждают и затем направляют на переработку для производства побочных продуктов, таких как цемент и изоляционные материалы, или для использования в дорожном строительстве.
Газ, выходящий из верхней части печи, содержит азот, окись углерода, двуокись углерода, водород, водяной пар и пыль. После удаления пыли газ, смешанный с природным газом, используется в качестве топлива для нагрева кирпичей, упакованных в «печи».
Рис. 5 Кирпичные печи используют тепло отходящих печных газов для предварительного нагрева входящего воздуха
перед его прохождением через трубу
и фурмы в доменную печь.
Тепло от этих печей используется для предварительного нагрева воздушной струи. Эти энергосберегающие меры имеют важное значение для общей экономики эксплуатации доменной печи.Другие меры включают использование воздуха, обогащенного кислородом, в дутье, использование углеводородов в качестве вспомогательного топлива, работу печи при более высоком давлении, минимизацию использования известняка и подготовку сырья для протекания химических процессов в печи. быстрее и с минимальным расходом топлива.
Удаление серы
Некоторым сталям требуется очень низкая концентрация серы, что может сделать их хрупкими и привести к разрушению конструкции. В отличие от других примесей, которые удаляются из чугуна путем окисления в кислородном конвертере, наиболее экономичный метод удаления серы из чугуна предшествует процессу производства стали. Это делается путем добавления реагента. Часто используется известь, но магний во много раз эффективнее. Реагенты с азотом в качестве газа-носителя закачиваются глубоко под поверхность расплавленного чугуна. Этот процесс известен как глубокое впрыскивание. Например: Обогащенный серой шлак, образующийся в процессе, удаляется путем быстрого удаления накипи по мере ее образования. Рис. 6 Всемирный торговый центр One в Нижнем Манхэттене, Нью-Йорк, использует более 40 000 тонн высокопрочной конструкционной стали. Самое высокое здание в Западном полушарии видно на закате. С любезного разрешения Марко Ветч (Wikimedia Commons) |
Дата последнего изменения: 3 октября 2016 г.
Управление энергетической информации (EIA) — Обзор потребления энергии в производстве (MECS) Анализ стали
Введение
Сталелитейная промышленность имеет решающее значение для США. С. экономика. Сталь — это предпочтительный материал для многих элементов строительства, транспорта, производства и различных потребительских товаров. Это основа мостов, небоскребов, железных дорог, автомобилей и бытовой техники. Большинство марок стали, используемых сегодня, особенно высокопрочные стали, которые легче и универсальнее, еще десять лет назад были недоступны.
Сталелитейная промышленность США (включая производство чугуна) в значительной степени зависит от природного газа, угольного кокса и мелочи в качестве топлива и является одним из крупнейших потребителей энергии в производственном секторе.На промышленность приходится примерно шесть процентов от общего объема энергии, потребляемой в обрабатывающей промышленности (Рисунок 1). Включая использование топлива и сырья, на эту отрасль приходится примерно 60 процентов всей энергии, потребляемой в подсекторе первичных металлов.
Энергопотребление в сталелитейной промышленности снижается. Десятилетний исторический тренд (1991–2002 годы) в сталелитейной промышленности показывает, что общее потребление энергии в отрасли сократилось на 38 процентов (Рисунок 2).Наибольшая часть, 34 процента снижения общего энергопотребления произошла в период с 1998 по 2006 год.
Как будет видно позже, падение общего энергопотребления совпадает как со снижением цен производителей, так и производственных индексов по данным Совета Федеральной резервной системы (FRB) и Бюро экономического анализа США (BEA). Также снижение потребления соответствует снижению энергоемкости в промышленности.
Энергопотребление
Существует два типа использования энергии в производственном секторе; энергия, расходуемая на топливо и энергия, расходуемая на сырье.Энергия, потребляемая в качестве топлива, включает всю энергию, используемую для производства тепла, электроэнергии и электроэнергии, независимо от того, где она была произведена. Чистая электроэнергия включается в энергию, потребляемую в качестве топлива. Однако чистая электроэнергия не включает электроэнергию от местного производства или горючие источники топлива.
Энергия, используемая в качестве сырья, иногда называемая нетопливной, — это энергия, используемая в качестве сырья для целей, отличных от производства тепла, электроэнергии и электроэнергии.Например, в сталелитейной промышленности уголь используется в качестве сырья для производства угольного кокса.
Энергия, потребляемая в качестве топлива — Сталелитейная промышленность использовала в 2006 году более 1,1 квадриллиона британских тепловых единиц (квадрильонов) энергии в качестве топлива. Почти все потребление топлива в отрасли приходилось на один из четырех источников энергии: кокс и мелочь, природный газ », прочее », и электричество (рис. 3). «Другое» топливо представляет собой два основных побочных продукта — коксовый и доменный газы. Эти два побочных продукта топлива составляют около 99 процентов «прочего» топлива, используемого в отрасли. Их регенерируют и используют для производства пара, подогрева воздуха в доменной печи или обеспечения тепла для других производственных процессов.
Три из четырех основных источников энергии, потребляемых в качестве топлива в сталелитейной промышленности — природный газ, побочные продукты топлива, кокс и мелочь — демонстрируют аналогичную историческую тенденцию к снижению за тот же период времени, что и общий объем энергии, потребляемой в этой отрасли. Однако потребление электроэнергии увеличилось в течение этого пятнадцатилетнего цикла. В частности, потребление побочного топлива снизилось с 1994 по 2006 год, тогда как потребление кокса и мелочи снизилось с 2002 по 2006 год (Рисунок 4).
Конечное использование потребления топлива — Обследование потребления энергии в обрабатывающей промышленности (MECS) собирает данные о потреблении топлива в разбивке по шести основным источникам энергии — электричеству, природному газу, углю, сжиженному нефтяному газу, дизельному топливу / дистилляту и мазуту. Кокс, источник энергии, используемый в качестве топлива в доменной печи, не входит в число шести основных источников энергии при его сборе для конечного использования в MECS. Доменная печь используется для превращения железной руды в чушковый чугун, промежуточный материал, используемый при производстве чугуна и стали.
На рисунке 5 показано, что в этой отрасли примерно 30 процентов потребляемого топлива используется для технологического нагрева, хотя этот процент не включает кокс, который используется в качестве топлива для доменной печи. Хотя MECS не собирает конечное использование кокса, большая часть того, что показано как «не сообщается / не спрашивается» на Рисунке 5, — это кокс, используемый для топлива доменной печи. Использование доменных печей в этой отрасли составляет большую часть технологического нагрева.
В период с 1998 по 2006 год в отношении различных видов конечного использования, о которых сообщалось в обрабатывающем секторе, не произошло больших изменений. На рис. 5 показана аналогичная картина в сталелитейной промышленности за тот же период времени.
Энергия, используемая в качестве сырья. Сталелитейная промышленность использовала чуть менее половины квадрата (431 триллион БТЕ) для использования в качестве сырья в 2006 году. Это составляет примерно шесть процентов энергии, используемой в качестве сырья в обрабатывающем секторе (Рисунок 6).
Основным источником энергии, который используется в качестве сырья в сталелитейной промышленности, является уголь, на его долю приходится 80 процентов всего сырья, используемого в этой отрасли.Уголь запекается в нагретой печи для получения кокса и мелочи. Этот процесс позволяет сжигать примеси угля, не позволяя при этом гореть углеродному содержанию угля. Кокс и мелочь используются для двух целей: для подачи топлива в доменную печь и для деоксигенации железной руды и превращения ее в кованое железо. Добавление известняка в доменную печь вместе с теплом от кокса и ветерка превращает кованое железо в чугун.
Уголь, используемый в качестве сырья в этой отрасли, составляет 83 процента угольного сырья, используемого в обрабатывающем секторе (Рисунок 7), и 98 процентов угольного сырья, используемого в подсекторе первичных металлов.
Расходы на энергию
Общие затраты на энергию в сталелитейной промышленности в 2002 году составили более шести миллиардов долларов, 97 процентов из которых приходилось на электричество, природный газ, кокс и мелочь, а также уголь (Рисунок 8). Электроэнергия является крупнейшей статьей расходов и составляет примерно 32 процента от общих затрат на энергию в этой отрасли.
В период с 1998 по 2002 год расходы на электроэнергию в этой отрасли увеличились на 70 миллионов долларов.По крайней мере частично, на электроэнергию приходится такая большая доля расходов, потому что электродуговые печи, более эффективные при производстве чугуна и стали, стали более распространенными в отрасли. Таблица 1 иллюстрирует эволюцию металлургических комбинатов, переходящих от доменных печей к электродуговым в период с 1997 по 2002 год.
1997 | 2002 | 1997 В процентах от общего количества | 2002 Процент от общего числа | |
---|---|---|---|---|
Количество заведений с доменными печами | 21 | 9 | 7.5% | 2,4% |
Количество предприятий без доменных печей | 258 | 364 | 92,5% | 97,6% |
Стоимость отгрузок с доменными печами (в миллионах долларов США) | 29 086 | 12 451 | 51.0% | 26,4% |
Стоимость отгрузки без доменных печей (в миллионах долларов США) | 27 983 | 34,720 | 49,0% | 73,6% |
Электроэнергия, приобретенная с использованием доменных печей (триллион БТЕ) | 52,8 (так в оригинале) | 26,2 (так в оригинале) | 34. 6% | 14,1% |
Электроэнергия приобретена на без доменных печей (триллион БТЕ) | 100,0 | 158,9 | 65,4 | 85,9 |
Источники: Бюро переписи населения США, Экономическая перепись — ряды обрабатывающей промышленности, металлургические заводы — Таблица 3: Подробная статистика по отраслям, 1997 и 2002 годы |
На Рисунке 9 показаны исторические затраты на энергию относительно общих затрат на создание в сталелитейной промышленности.В период с 1991 по 1998 год процентные значения не сильно различаются; однако в период с 1998 по 2002 год произошло резкое увеличение процента.
Средние цены на покупную энергию в черной металлургии изменились незначительно, за исключением природного газа. Таблица 2 показывает, что средняя цена на природный газ увеличилась с 2,54 доллара за миллион британских тепловых единиц в 1994 году до 3,89 доллара за миллион британских тепловых единиц в 2002 году. Напротив, средняя цена на уголь и кокс увеличилась всего на 0,15 доллара и 0 долларов.27 за миллион британских тепловых единиц, соответственно, а объем электроэнергии снизился на 0,57 доллара на миллион британских тепловых единиц за тот же период. Повышение цен на природный газ может частично объяснить снижение энергопотребления в сталелитейной промышленности.
Год | Всего | Электричество | Природный газ | Уголь | Кокс |
---|---|---|---|---|---|
2002 | 4.18 | 10,40 | 3,89 | 1,93 | 4,49 |
1998 | 3,29 | 10,34 | 2,78 | 1,40 | 4,71 |
1994 | 2,93 | 10,97 | 2.54 | 1,78 | 4,22 |
Источник: Управление энергетической информации, Обследование потребления энергии в обрабатывающей промышленности — Таблица 7. 2: Средние цены на приобретенные источники энергии, 1994, 1998 и 2002 годы |
Цены производителей и производство
В таблице 3 приведены индексы цен производителей для сталелитейной промышленности по данным Бюро экономического анализа США (BEA).Цены производителей — это цены, которые отрасль получила за свои товары. Как показано в Таблице 3, в период с 1998 по 2002 год индексы снизились.
Кроме того, в таблице 4 ниже показаны производственные индексы в сталелитейной промышленности по данным Совета Федеральной резервной системы (FRB) и BEA. Аналогично индексам цен производителей, приведенным в таблице 3, производственные индексы в таблице 4 также снизились в период с 1998 по 2002 год.
Данные Таблицы 3 показывают, что в 2002 году в промышленности цены на стальную продукцию были относительно низкими.В свою очередь, более низкие цены будут иметь тенденцию к уменьшению их выпуска, о чем свидетельствуют данные в таблице 4. Снижение производства стальной продукции означает, что часто будет происходить сокращение энергопотребления в отрасли, и это подтверждается данными на рисунке. 2. Как обсуждается в следующем разделе, энергоемкость также может быть объяснением падения энергопотребления в отрасли.
Энергетическая интенсивность
Обычно при статистике энергетики энергоемкость измеряется как отношение потребления энергии к экономическому показателю.Одним из таких часто используемых экономических показателей является долларовая стоимость грузов. Это сумма в долларах, полученная за всю продукцию по чистой расчетной цене компании, включая плату за совместную рекламу и гарантии. Это не включает акцизные сборы, фрахт или транспортировку, а также плату за установку.
Еще одним экономическим показателем, который обычно используется при анализе энергоемкости, является доллар добавленной стоимости. Это показатель производственной деятельности, который получается путем вычитания стоимости материалов (включая материалы, расходные материалы, контейнеры, топливо, закупленную электроэнергию и контрактные работы) из стоимости поставок.Затем эта разница корректируется на чистое изменение запасов готовой продукции и незавершенного производства между запасами на начало и конец года.
В любом случае, энергоемкость снизилась за последние десять лет. В этой отрасли потребление энергии на доллар добавленной стоимости неуклонно снижалось (Рисунок 10), как и потребление энергии на доллар добавленной стоимости (Рисунок 11). Уменьшение этой энергоемкости может указывать на то, что энергоэффективность в отрасли улучшилась.
Энергоменеджмент
За последние несколько лет производители в целом все больше осознают взаимосвязь между ростом затрат на электроэнергию и постоянно сокращающейся маржой прибыли. Благодаря этому пониманию производители значительно улучшили свои методы управления энергопотреблением. Хотя таблица 5 предполагает, что сталелитейная промышленность не следовала этой тенденции, большинство данных, представленных в таблице, не являются статистически значимыми.
Специальные ставки тарифов — это контракты на природный газ и электроэнергию, которые коммунальные предприятия продают своим промышленным потребителям по сниженным ставкам из-за огромного объема потребления энергии. Хотя эта отрасль начала использовать больше электродуговых печей для производства стали, процент их участия в специальных тарифных планах снизился с 1998 по 2002 год. Это снижение произошло в то время, когда дерегулирование рынков природного газа и электроэнергии становилось все более распространенным, и промышленные потребители начали покупать энергию у сторонних поставщиков.Отрасль также перестала использовать столько штатных менеджеров по энергии; однако это сокращение может быть результатом того, что сотрудники имеют больше, чем просто обязанности по управлению энергопотреблением.
Энергоменеджмент | Процент участия в 1998 году | Процент участия в 2002 году | Процент участия в 2002 году |
---|---|---|---|
Энергоаудит | 26 | 37 | -11 |
Прямой контроль электрической нагрузки | 41 | 28 | 13 |
Специальная тарифная сетка | 57 | 15 | 41 * |
Программа создания резервных копий | 14 | 7 | 6 * |
Скидки на оборудование | 4 | 4 | 0 |
Коррекция или улучшение коэффициента мощности | 31 | 28 | 3 |
У. Программа «Зеленые огни» Агентства по охране окружающей среды (S. | 4 | 2 | 2 * |
Установка или модернизация оборудования для Основная цель повышения энергоэффективности Затрагивает: | |||
Производство пара / Система | 14 | 22 | -8 |
Системы сжатого воздуха | 23 | 14 | 9 |
Прямой / косвенный технологический нагрев | 19 | 17 | 2 |
Охлаждение с прямым технологическим процессом, холодильная установка | 7 | 6 | 1 |
Прямой привод машины | 29 | 26 | 3 |
Помещение ОВК | 19 | 19 | 0 |
Освещение помещений | 17 | 19 | -2 |
Установка или модернизация оборудования для модели , основная цель которой заключается в использовании другого источника энергии | 11 | 6 | 5 |
Энергоменеджер на полную ставку | 17 | 2 | 15 * |
* Тестирование значимости проводилось на процентах, указанных в таблице 5, чтобы учесть относительные стандартные ошибки во время сбора данных и определить те различия, которые действительно значимы. |