Современное состояние металлургической отрасли в России. История развития электрометаллургии, основные этапы становления ее в России

Лекция 1

Вопросы

Краткие итоги

Топливно-энергетический комплекс РФ (СРС)

В лекции были представлены четыре хронологических этапа развития теории и практики управления. Первый этап с древнего периода характеризовался накоплением опыта и был связан с практическими вопросами управления людьми, производством. Этап индустриализации уже характеризуется развитием научного подхода к менеджменту. В период систематизации начинают формироваться научные школы, которые прорабатывают технологии менеджмента на основе всего управленческого опыта, накопленного человечеством. В информационный период разрабатывается идея системного подхода.

В лекции были рассмотрены основные школы менеджмента: классическая школа управления, школа человеческих отношений, поведенческая школа и количественная школа.

Были представлены течения, которые выделялись в рамках указанных школ и приводилось краткое их описание.

В рамках административной школы управления, основное внимание уделялось созданию универсальных принципов управления людьми, процессами.

В рамках школы человеческих отношений изучалось поведение рабочего в процессе труда.

Поведенческая школа сосредоточила внимание на системе отношений между людьми.

Математическая школа, существующая по настоящий момент объектом своего исследования определила математизацию управленческих процессов и описание с помощью моделей всех производственных процессов.

Охарактеризуйте и выделите отличительные особенности древнего периода развития менеджмента.

Опишите основные отличия между этапом индустриализации и этапом систематизации.

Выделите развитие функций управления по хронологическим периодам.

Приведите краткую характеристику всех школ менеджмента.

Выделите основные достижения административной школы управления.

Назовите представителей школы человеческих отношений, а также результаты их исследований.

Выделите основные различия между школой человеческих отношений и поведенческой школой.

В чем заключается сущность математической школы менеджмента.

Электрометаллургия стали и ферросплавов, как отрасль техники, возникла еще в конце XIX века, но только в шестидесятых годах XX столетия она по­лучила, по существу, свое второе рождение. Это стало возможным за счет коренных изменений существовавшего ранее способа плавки стали в дуговых печах, а также возникновения и развития новых процессов­ электроплавки стали - вакуумного дугового переплава, электрошлакового переплавов, плазменной плавки и плавки электронным лучом.

С чем же было связано непрерывное повышение роли электрометаллургии в сталеплавильном производстве? В первую очередь, с высокими технико-экономическими показателями производства электростали (большой выход годного и т.д.), а также с воз­можностью получения металла с самыми высокими свойствами (производство спецсталей). Современная электрометаллургия представляется одним из основных сталеплавильных процессов будущего.

Развиваясь на основе новейших достижений современной науки и техники, электрометаллургия обязана своими успехами в первую очередь такими предметами как физическая химия, теория металлургических процессов, электротехника и вакуумная техник а. Эти и некоторые другие отрасли науки являются неотъемлемой частью электрометаллургии стали и ферросплавов - как производственного процесса в целом, так и нашего учебного курса.

Настоящий курс “Электрометаллургия стали и ферросплавов” - дисцип­лина комплексная, читаемая на протяжении двух семестров. Она включает в себя изучение элементов и конст­рукций печей, их электрического и механического оборудования, а также электрической и тепловой работы печи. Основное внимание первой части настоящего курса будет уделено изучению физико-хи­мических процессов при плавке стали и ферросплавов в элект­рических печах как в обычной атмосфере, так и в вакууме.

Основная литература для изучения данной дисциплины:

1. Электрометаллургия стали и ферросплавов: Учебник для вузов. Поволоцкий Д.Я., Рощин В.Е., Мальков Н.В. -3-е изд. – М.: Металлургия, 1995. – 592 с.

2. Егоров А.В. Электроплавильные печи черной металлургии. Учебник для вузов. – М.: Металлургия, 1985, - 280 с.

3. Каблуковский А.Ф., Производство электростали и ферросплавов: - М.: ИКЦ “Академкнига”, 2003, - 511 с.

Дополнительная:

1. Калмыков В.А., Карасев В.П. Электрометаллургия стали: Учебное пособие. СПб.: СПбГТУ, 1999. – 292 с.

2. Егоров А.В. Расчет мощности и параметров электропечей черной металлургии. – М.: Металлургия, 1999, - 280 с.

Краткий очерк истории электромеmаллургии стали.

Одновременно с возникновением основных сталеплавильных про­цессов появились первые электросталеплавильные печи. Способ плавки стали в электрических печах был запатентован еще в 1853 г. Пишоном (Фрaнция), который разработал конструкцию дуговой печи косвенного действия, т. е. с дугами, горящими между электродами над металлической ванной. Позднее (1879 г.) Сименс создал печь прямого действия, в которой одним из полюсов электрической дyги являлась металлическая ванна.

Однако прототипом современных сталеплавильных дуговых печей явилась лишь изобретенная в 1899 г. Геру печь прямого действия с двумя электродами, подводимыми к металлической ванне. Эта печь работала на постоянном токе и подовой электрод служил анодом. Ток между электродами при этом зaмыкался через ванну, а дуга горела между каждым из электродов и металлом или, частично, покры­вающим его шлаком. Но вследствие того, что подина очень быстро выходила из строя и высокой стоимости энергии постоянного тока, постоянный ток был заменен на переменный.

Толчком к дальнейшему развитию электрометаллургии стали послужило применение переменного тока. Первые трехфазные дуговые печи были установлены в 1907 г. в США и в 1910 г. в России. Вскоре такие печи были построены в Германии, Франции и других странах.

Каковы же основные преимущества этих печей? Это, в первую очередь, широкие возможности в выборе шихты, неограниченный сор­тамент выплавляемой стали и высокое ее качество, легкость регулирования тепловых процессов, а также маневренность в последова­тельности плавок. Все это определило распространение трехфазных дуго­вых печей, которые заняли важное место в сталеплавильном производстве. В последующие годы трехфазные дуговые печи были в значительной мере усовершенствованы, и в настоящее время они представляют собой крупные легко управляемые агре­гаты с высокой степенью автоматизации.

Коренные изменения дуговая печь претерпела в 60-х годах XX века: вследствие повышения мощности трансформаторов, совершенст­вования электрического и технологического режимов плавки про­изводительность дуговых печей возросла в два - три раза по сравнению с производительностью мартеновских и других печей аналогичной вместимости. Появилась возмож­ность довести производительность крупных дуговых печей до 100 тонн в час, что позволило значительно улучшить тех­нико-экономические показатели электросталеплавильного производ­ства и определить основные на­правления его развития.

На рубеже XIX и XX веков появились и другие электропечи для плавки стали - индукционные. Первая промышленная индук­ционная печь с железным сердечником была установлена в Гизинге (Швеция) в 1900 г. Однако для плавки стали они распро­странения не получили. С 1925 г. в промышленности начали применять индукционные печи без сердечника.

Индукционная печь явилась первым сталеплавильным агрегатом, использованным для вакуумирования стали.

Развитие электрометаллургии в России.

В 1913 г. Россия по производству черных металлов занимала пятое место в мире, значительно уступая передовым промышленным странам (США в 7,4 раза больше, Германия - в 4 раза больше).

Особенно сильно Россия отставала по развитию электрометал­лургии. В 1913 г. в ней было лишь 12 электросталеплавильных печей иностранного производства общей вместимостью 26 т, за год было выплавлено всего 3,5 тыс. т электростали. Ферросплавного производства по существу не было, выплавка легированных сталей была возможна лишь с использованием импортных ферросплавов. Отечественное производство ферросплавов составляло всего около 500 т ферро­силиция в год.

За годы гражданской войны черная металлургия нашей cтраны была полностью разрушена.

За восемь лет черная металлургия в нашей стране была в основном восстановлена, и в 1928 г. был достигнут довоенный уровень производства стали - 4,2 млн. т. При этом производство электростали значительно превысило довоенный уровень и составило 11 тыс. т. Крупнейшим производителем такой стали был завод Электросталь. (г. Электросталь Московской обл.). В 1925­ - 1926 гг. на заводе Электросила. (г. Харьков) были спроектированы и построены две первые отечественные в нашей стране дуговые печи вместимостью по 250 кг, положившие начало производству отечественных дуговых печей для выплавки стали.

Были построены крупные по тому времени электросталеплавильные цехи на заводах Электросталь и Днепросталь, Златоустовском и Верх-Исетском металлургических заводах.

Совершенствовалась конструкция сталеплавильных электропечей. В 1932 г. были построены первые в нашей стране 6-т печи с откатным сводом, а в 1940 г. - первые 30-т дуговые печи.

В 1930 г. начала работать первая электропечь для выплавки феррохрома на Челябинском заводе ферросплавов (ныне Челябин­ский электрометаллургический комбинат). Вскоре свою продукцию стали давать ферросплавные печи Запорожского и Зестафонского заводов ферросплавов. К 1940 г. сталеплавильное производство бы­ло полностью обеспечено отечественными ферросплавами.

Вмешалась война, многие заводы были эвакуированы или уничтожены.

В последующие годы отечественная металлургия, и в част­ности электрометаллургия, развивалась особенно быстрыми темпа­ми. Строились новые плавильные агрегаты, совершенствовалась техника и технология производства. На ряде заводов были по­строены электросталеплавильные цеха с крупными (100...200-т) печами.

В пятидесятых годах в практику электроплавки начали вне­дрять интенсификацию процесса кислородом, и в 1970 г. доля выплавки электростали с применением кислорода превыси­ла 80%. В практику электросталеплавильного производства были вне­дрены новые способы улучшения качества металла. Широкое применение получили внепечное вакуумирование жидкой стали, плавка стали и сплавов в вакуумных индукционных печах, вакуумный дуговой переплав, электрошлаковый переплав.

Электрометаллургия стали - процесс будущего

Основными путями быстрого и экономичного повышения производства стали является развитие кислородно-конвертерного процесса и электрометаллургии. Однако кислородно-конвертерный передел требует значительного расхода жидкого чугуна и потребляет мало металлического лома (обычно до 20...30 %), а электроплавка стали позволяет перерабатывать значительное количество металлического лома. Поэтому по характеру применяемой шиxты эти два процесса дополняют один другой.

Электрометаллургия наряду с кислородно-конвертерным про­цeccoм - наиболее перспективный способ производства стали. Особые преимущества производства стали в электрических печах - не требуют качественной шихты и обеспечивают получение стали любого состава.

Электрометаллургия хорошо вписывается в общий цикл металлурги­ческого производства в связи с развитием процессов прямого восстановления железа из руд с получением железной губки (90...95 % Fe), которую можно переплавлять в электрических печах. Вследствие дефицита коксующихся углей схема “прямое получение восстановительного железа - плавка в электросталеп­лавильной печи”, не требующая применения доменных печей, при определенных условиях выгоднее схемы “доменная печь - ­кислородный конвертер”. Поэтому в дальнейшем она получит широкое применение, что приведет к увеличению доли электрометаллургии в сталеплавильном производстве.

Одна из болевых точек современной металлургии – это нагрузка на экологию. При современном уровне производства стали затраты на экологию составляют до 30% от общей суммы затрат (всех капиталовложений). С точки зрения нагрузки на экологию металлургия занимает только девятое место, на первом – автомобильный транспорт, затем ЖКХ, третье – энергетика. Однако выбросы других производств (кроме металлургии) равномерно распределены по территории, в то время как металлургия сконцентрирована в крупных центрах. Наибольшую нагрузку на экологию несут аглофабрики и коксохимическое производство.

В 50 – 60 года ранг значимости в металлургии распределялся следующим образом:

1. Производительность

2. Себестоимость.

3. Качество

4. Экология

В 90 – 2000 гг ранг значимости в металлургии:

1. Производительность

2. Экология

3. Качество

4. Себестоимость.

Другая болевая точка металлургической отрасли – низкая заработная плата.

Оптимальное распределение сталеплавильного производства по переделам представляет собой:

75% кислородно-конвертерная сталь, 25% электросталь.

Такое соотношение обеспечивает наибольшую производительность КК цехов при использовании оборотного и товарного стального лома.

Существует 2 основные категории вторичных черных металлов, используемых в качестве сырья: собственные отходы (оборотный стальной лом), а также товарный лом, поступающий со стороны (лом МПС). Собственные отходы образуются по всему технологическому циклу производства готовой продукции (обрезь, брак, недоливы, литники литейных цехов).

Товарный лом включает отходы металла от металлообрабатывающих промышленностей, строительства, а также амортизационный лом (ликвидация устаревшего оборудования, машин и т.д.)

На современных заводах, где сбалансировано производство конвертерной стали и электростали, оборотный лом идет для конвертеров, лом МПС для электропечей.

В настоящее время в России 68 % стали выплавляется в кислородных конвертерах, 22 % электросталь и 10 % в мартеновских печах. Такое соотношение обусловлено:

1). Недостатком инвестиций в металлургические заводы. Это вызвано длительным сроком фонда отдачи (10 - 12 лет).

2). Низкое качество стального лома (отсутствует тщательная сортировка, плохо поставлено пакетирование, брикетирование), поэтому современная электродуговая печь после основной завалки требует 2 – 3 подвалки (а нужно 2 корзины).

3). Низкие цены на стальной лом. В нашей стране цены составляют примерно 30-50% от стоимости чугуна, а на западе – 70 – 80%.

Мировое производство стали

Металлургические компании производители стали (2011 год)

Дата добавления: 2014-01-15