Характеристика материалов и запасов минерального сырья
Черная металлургия как обрабатывающая отрасль связана, главным образом, с горнодобывающей промышленностью, так как большая часть сырья для нее является минеральным сырьем, то есть извлекаемым из недр земли.
Сырьем в различных производствах черной металлургии служат железные, хромовые, марганцовые руды, флюсовые известняки и доломиты, кварциты, железный лом, коксующиеся угли, огнеупорное сырье и др.
Сырьем принято называть руду и другие материалы, которые извлечены из недр земли и на добычу и подготовку которых затрачен труд. Руды и другие материалы в своем естественном виде не являются сырьем, и только после прохождения стадий добычи и подготовки (дробление, сортировку к т.д.) они становятся сырыми материалами. Из сырья, не являющегося полезным ископаемым, в черной металлургии важное значение имеют металлолом, ферросплавы и некоторые металлы, используемые в качестве легирующих добавок.
Минеральное сырье черной металлургии подразделяется на рудное и нерудное. Руда – полезное ископаемое, из которого можно извлекать металл в промышленных масштабах с удовлетворительными экономическими показателями. Железные руды представляют собой смесь в различных соотношениях железосодержащих минералов и пустой породы. В процессе плавки пустая порода образует шлаки.
Соотношение суммы кремнезема и глинозема к сумме извести и магнезии в руде оказывает большое влияние на технико-экономические показатели металлургического производства. Чем оно ниже, тем больше требуется вводить в аглошихту известняка, чтобы получить нормальную для доменного процесса основность шлака (в пределах 1,2 - 1,3). Но это приводит не только к дополнительным затратам на известняк, но и к снижению содержания железа в агломерате и, следовательно, к снижению производительности доменных печей со всеми вытекающими отсюда экономическими последствиями.
Нерудное сырье не служит для извлечения металла. В черной металлургии, это главным, образом флюсы, огнеупорное сырье, а также коксующийся уголь для коксохимического производства. Вместе с тем провести определенные границы между рудными и нерудными ископаемыми no принципу извлечения металла нельзя. Например, хромиты используются для получения феррохрома и красок, магнезит является нерудным сырьем в черной металлургии и рудой при производстве металлического магния и т.д.
Рудное и нерудное сырье – это не только естественно-научные понятия, но и экономические. Технический прогресс в подготовке сырья приводит к изменению условий, при которых предельное по экономическим факторам содержание железа в добываемых железных рудах систематически снижается, и одно и то же минеральное вещество может превратиться из «неруды» в «руду». Так, железистые кварциты с содержанием железа 28-35 %, не так давно не считавшиеся рудой, в настоящее время являются мошной экономически эффективной сырьевой базой. Успешно используются руды даже с содержанием железа 15-17 % (Качканарское месторождение).
В черной металлургии на 1 т конечной продукции расходуется в среднем 5-7 т сырья, основных и вспомогательных материалов, топлива. Их добыча, подготовка или производство требуют больших текущих и капитальных затрат. Доля затрат на сырье и топливо в капиталоемкости чугуна составляет более 90 %, а в себестоимости чугуна в среднем – около 94 %.
В зависимости от роли в производственном процессе сырье и материалы подразделяются на основные и вспомогательные.
Основные – это такие материалы, которые в процессе производства образуют главное вещественное содержание получаемых продуктов. В доменном производстве – это железная руда и агломерат (окатыши), в сталеплавильном – чугун и лом, в прокатном – слитки, заготовка и т.д.
Вспомогательные материалы (сырье) потребляются в процессе функционирования средств труда (энергетическое топливо); присоединяются к основному материалу, чтобы произвести в нем вещественные изменения (известняк – на ошлакование кремнезема, легирующие элементы – на легирование металла и т.д.); способствуют выполнению процесса труда (материалы для отопления, освещения цеха).
В зависимости от назначения в процессе производства один и тот же предмет может быть основным и вспомогательным материалом (например, руда или агломерат в доменном производстве являются основными материалами, а в сталеплавильном – вспомогательными).