§ 19. Чому металургійне виробництво є основою промисловості

• Назад до змісту

ВСТУПНІ ЗАПИТАННЯ

Що таке металургія?

Металургія — це складова промисловості, що охоплює процеси видобутку та збагачення руд, виплавлення чорних і кольорових металів, виробництва сплавів, а також виготовлення прокату й різноманітних металевих виробів.

Які компанії є лідерами у світі з виплавки сталі?

Провідними компаніями світу з виплавки сталі є China Baowu Group, ArcelorMittal, Ansteel Group, Nippon Steel Corporation, HBIS Group, Shagang Group, Jianlong Group, POSCO Holdings, Shougang Group, Tata Steel Group та JFE Steel Corporation.

Яке значення сировини у виробництві чорних металів?

Сировина (залізна й марганцева руди, коксівне вугілля, флюсові вапняки, вогнетривкі глини) є базовою основою для отримання чавуну та сталі. Оскільки для виплавки однієї тонни металу витрачається кілька тонн сировинних компонентів, цей чинник є визначальним для матеріаломісткості та первинного розміщення підприємств чорної металургії.

ПОМІРКУЙТЕ

Поміркуйте, чому тільки в Україні залишився мартенівський спосіб виплавляння сталі? Як він впливає на довкілля?

Мартенівський спосіб зберігся в Україні через застарілі виробничі потужності та високу капіталомісткість переходу на киснево-конвертерне чи електросталеплавильне виробництво, а також через тривалу орієнтацію на наявну власну базу сировини.

Мартенівський спосіб вкрай негативно впливає на довкілля, оскільки супроводжується спалюванням великих обсягів кам’яного вугілля, колосальними викидами вуглекислого газу, оксидів сірки та азоту, пилу в атмосферу, а також значним накопиченням шлаків і забрудненням стічних вод.

ЗАВДАННЯ

За мал. 19.6 підрахуйте за країнами обсяг виробництва сталі їхніми провідними компаніями. Чому лідером є компанії з Китаю?

Компанії Китаю є світовими лідерами, тому що країна має гігантський внутрішній ринок через бурхливий розвиток будівництва, машинобудування й транспорту, а також підтримує потужні металургійні комбінати, поєднуючи власний видобуток із масштабним морським імпортом сировини.

ПОМІРКУЙТЕ

Проаналізуйте мал. 19.8 та поясніть, чому тільки ці країни є лідерами у виробництві рідкісноземельних металів у світі?

Лідерство Китаю (70%), США (14%), М’янми (8%), Австралії (3%) та Таїланду (3%) зумовлене концентрацією розвіданих геологічних родовищ зі зручними умовами видобутку. Крім того, Китай завчасно створив повний виробничий комплекс хімічного вилучення та очищення руд, тоді як багато розвинених країн обмежували такі потужності через високу екологічну небезпеку й токсичність технологічних процесів.

ГЕОГРАФІЯ В НАШОМУ ЖИТТІ

Разом зі старшими членами родини з’ясуйте, яка кількість виробів із металів була в їхніх сім’ях, коли вони вчилися у 9 класі. Поміркуйте, чому кількість таких виробів зросла з того часу?

У роки навчання старшого покоління металеві вироби були представлені переважно простим кухонним посудом, ручними інструментами, велосипедами та невеликим набором побутової техніки (холодильник, газова плита, пральна машина), а персональної електроніки майже не існувало.

Кількість таких виробів істотно зросла через масове поширення цифрових ґаджетів (смартфонів, планшетів, ноутбуків, де застосовують алюміній, мідь і рідкісноземельні елементи), появу десятків нових видів дрібної й великої побутової техніки, розвиток автомобілебудування та загальне здешевлення споживчих товарів.

ЗАВДАННЯ

За даними мал. 19.10 розрахуйте частку Китаю у виробництві первинного алюмінію у світі.

Дано:
Світовий обсяг виробництва первинного алюмінію (V_світ) = 72 млн т
Обсяг виробництва Китаю (V_Китай) = 43 млн т

Знайти:
Частка Китаю (w) — ?

Розв’язання:
w = (V_Китай / V_світ) * 100%
w = (43 / 72) * 100% ≈ 59,7%

Відповідь: частка Китаю становить приблизно 59,7% (близько 60%).

За даними мал. 19.12 нанесіть на контурну карту світу провідні країни-виробники металів у світі.

Покрокова інструкція для позначення на контурній карті світу:

• Для сталі: знайдіть і позначте Китай (1005,1 млн т), Індію (149,6 млн т) та Японію (84,0 млн т), підписавши назву металу чорним кольором або виділивши країни відповідною штриховкою.
• Для первинного алюмінію: позначте синіми значками або заливкою території Китаю (43,0 млн т), Індії (4,2 млн т) та Росії (3,8 млн т).
• Для чорнової міді: позначте коричневими чи помаранчевими значками Чилі (5,3 млн т), Демократичну Республіку Конго (3,3 млн т) та Перу (2,6 млн т).
• Обов’язково заповніть легенду контурної карти, відобразивши всі використані умовні кольори та символи для кожного виду металу.

ПОМІРКУЙТЕ

Чи можливо забезпечити «АрселорМіттал Кривий Ріг» виключно вітчизняною сировиною для виробництва металевого прокату? Які заходи слід для цього вживати?

Повністю забезпечити комбінат вітчизняною сировиною наразі складно, оскільки підприємство відчуває гострий дефіцит власного якісного коксівного вугілля через бойові дії та окупацію шахт Донбасу, а також потребує додаткових джерел флюсових вапняків.

Необхідні заходи:

• Нарощування видобутку та збагачення кам’яного вугілля у Львівсько-Волинському басейні та пошук нових перспективних пластів.
• Розробка альтернативних кар’єрів вапняків і флюсових порів у центральних та західних областях України.
• Збільшення частки використання металевого брухту в сталеплавильних процесах для зменшення потреби у виплавці первинного чавуну та споживанні коксу.
• Модернізація технологічних процесів, зокрема перехід на електросталеплавильне виробництво та технології прямого відновлення заліза.

ОБГОВОРІТЬ У КЛАСІ

1. «Екологи». Металургія – одна із лідерів у промисловості за викидами CO₂. Що вигідніше для довкілля та економіки: будувати гігантські комбінати повного циклу чи мінізаводи, що переплавляють брухт?

Для довкілля та сучасної економіки набагато вигідніше будувати мінізаводи, які переплавляють металобрухт в електропечах. Вони в рази скорочують шкідливі викиди CO₂ та пилу в атмосферу, споживають менше прісної води, мають коротший виробничий ланцюг і розташовуються поблизу міст-споживачів, суттєво заощаджуючи витрати на перевезення важкої сировини.

2. «Аналітики». Китай виробляє більше сталі, ніж решта країн світу разом. Поміркуйте, чому виробництво первинного алюмінію також концентрується саме в цій країні? Які ресурси (енергетичні чи сировинні) відіграють тут вирішальну роль?

Виробництво первинного алюмінію зосередилося в Китаї завдяки величезним потужностям електроенергетики, оскільки процес електролізу алюмінію вимагає колосальних витрат енергії. Вирішальну роль відіграють саме дешеві енергетичні ресурси. Сировинний чинник має другорядне значення, оскільки країна масово імпортує боксити з Австралії та інших держав, переробляючи їх у своїх портово-промислових центрах.

ПРИНЦИПИ РОЗМІЩЕННЯ МЕТАЛУРГІЙНОГО ПІДПРИЄМСТВА

А. Поясніть, чому для розміщення підприємств чорної металургії важливі такі чинники: наявність залізної руди та коксівного вугілля; доступ до енергії та води; зручні транспортні шляхи; близькість до споживача металу.

• Наявність залізної руди та коксівного вугілля є вирішальною, оскільки металургія повного циклу надзвичайно матеріаломістка, і розміщення поблизу сировини знижує витрати на її перевезення.
• Доступ до енергії та води необхідний для роботи електропечей і прокатних станів, а також для безперервного охолодження металургійних агрегатів й очищення газів.
• Зручні транспортні шляхи (залізниці, морські або річкові порти) потрібні для регулярної доставки мільйонів тонн важких насипних вантажів і вивезення металопродукції.
• Близькість до споживача металу скорочує витрати та час на доставку готового прокату до машинобудівних і будівельних підприємств.

Б. Як розвиток сучасних технологій і транспорту може змінювати традиційні принципи розміщення металургійних підприємств?

• Розвиток електрометалургії та використання брухту дозволяє будувати невеликі передільні заводи біля великих міст і машинобудівних центрів без прив’язки до рудників.
• Здешевлення великотоннажних морських перевезень зумовило переміщення заводів на морські узбережжя, де формуються потужні портово-промислові комплекси на імпортній руді.
• Запровадження замкнених циклів водопостачання та новітніх фільтрів зменшує потребу у воді й знижує екологічний тиск, дозволяючи наближати підприємства до ринків збуту.

ПЕРЕВІРЯЄМО СЕБЕ

1. Що таке металургія? З яких частин вона складається?

Металургія — це галузь промисловості з видобутку, збагачення руд, виплавлення металів, отримання сплавів і прокату. Вона складається з двох основних частин: чорної металургії (виробництво чавуну, сталі, феросплавів, прокату і труб) та кольорової металургії (виробництво й перероблення важких, легких, дорогоцінних, рідкісних і тугоплавких металів).

2. Поясніть, чому Китай є лідером з виробництва сталі і первинного алюмінію.

Китай утримує світове лідерство завдяки колосальному внутрішньому попиту з боку національного машинобудування, будівництва й масштабних інфраструктурних проєктів. Виробництво сталі спирається на власні родовища та гігантський імпорт руди через морські порти, а домінування у виплавці алюмінію базується на найпотужнішій у світі енергетичній системі.

3. Чому зросло виробництво рідкісноземельних металів?

Виробництво цих металів стрімко збільшилося через бурхливий розвиток електроніки, комп’ютерної техніки, смартфонів, лазерів, акумуляторів, систем відновлюваної енергетики та сучасного високоточного озброєння.

4. Які країни світу є лідерами з виробництва рафінованої міді?

Абсолютним світовим лідером з виробництва рафінованої міді є Китай. Також до провідних виробників належать Чилі, Демократична Республіка Конго, Японія, США, Росія та Німеччина.

5. Поміркуйте, чому постійно зростає обсяг виробництва металів у світі.

Обсяг виробництва металів збільшується через зростання чисельності населення планети, глобальну урбанізацію, будівництво житла й транспортної інфраструктури, розширення машинобудування, а також перехід до відновлюваної енергетики та електротранспорту, які потребують значної кількості міді, алюмінію, сталі й рідкісних металів.

МОЯ ТЕРИТОРІАЛЬНА ГРОМАДА

Дізнайтеся, чи є на території вашої громади підприємства зі збору і сортування брухту. Відвідайте їх і дізнайтесь, за якою вартістю вони закуповують брухт різних металів. Поміркуйте, чому вона дуже різна?

На території громади діють пункти прийому металобрухту, де закупівельні ціни різняться залежно від металу:

• Чорний брухт (сталь, чавун): близько 3–5 грн за 1 кг.
• Алюміній: близько 90–120 грн за 1 кг.
• Латунь та бронза: близько 250–270 грн за 1 кг.
• Мідь: близько 450–490 грн за 1 кг.

Ціна суттєво відрізняється, тому що кольорові метали трапляються в земній корі значно рідше за залізо, а їхнє видобування та первинне виробництво вимагають колосальних витрат електроенергії й ресурсів. Вторинне переплавлення брухту кольорових металів дає змогу заощадити до 90–95% енергії, тому ринковий попит і закупівельна вартість кольорового брухту у багато разів вищі, ніж чорного.