Презентація" Част ІІ Металургія Чорна металургія світу"

9кл Кобернік Бойко Металургія Чорна металургія світу 1 01 20241)Значення галузі в господарстві* Для виготовлення машин і різноманітного обладнання, у будівництві та медицині → використовуються чорні та кольорові метали, які є продукцією металургії. * Найпоширенішими з них у світовому виробництві є → алюміній та залізо. * Сталь - головний конструкційний матеріал.

1) видобуток залізних, марганцевих і хромітових руд; 2) їх збагачення (видалення порожньої породи і збільшення вмісту металу в сировині) та агломерація (спікання подрібненої руди у більші грудки); 2) Галузева структура

3) видобуток допоміжних матеріалів (вапняків, доломітів, які додають до руди, щоб поліпшити процес плавлення металу й видалити з нього шкідливі компоненти); 4) виробництво вогнетривких матеріалів (для термоізоляції плавильних печей і виготовлення форм для розливу сталі);

5) виробництво металургійного палива (коксу з вугілля); 6) виробництво феросплавів (сплавів заліза з кремнієм, марганцем, хромом та іншими легувальними елементами — нікелем, ванадієм, вольфрамом, молібденом тощо, які надають сталі потрібних властивостей: міцності, стійкості проти зношення, корозії, високих температур);

7) виробництво чавуну, сталі, прокату; 8) вторинна переробка чорних металів; 9) випуск металургійних виробів промислового призначення.

* Металургія складається з трьох взаємопов’язаних виробництв: → гірничодобувної промисловості, → чорної металургії → та кольорової металургії.

3) Сировинна база галузі* Залізна руда - породи, вміст заліза в яких становить 23-70 %. До них належатьмагнетитовий залізняк (50-60 %),

червоний залізняк (51-69 %),

бурий залізняк (35-40 %),

шпатовий залізняк (близько 40 %),

залізисті кварцити

Кам’яновугільний кокс є→ висококалорійним, пористим і твердим, → містить мало попелу та сірки. У доменному процесі паливо є також → джерелом вуглецю, який потрібен для відновлення заліза. 

* Флюси (вапняки, кварцовий пісок) додають до руди. * Під час плавлення вони вступають у реакцію із частинками породи,→ що залишилася в руді, й утворюють шлак, який легко відокремлюється від чавуну.флюсові вапнякикварцовий пісок

* Вогнестійкі глини - для виготовлення вогнетривкої   цегли,→ якою викладають стіни доменної печі. Вони витримують температуру більш ніж 1580˚С. Вогнестійкі глини

* Для одержання високоякісної сталі з певними властивостями також потрібні легуючі метали: → марганець, хром, молібден, нікель, кобальт, ванадій та інші.

4) Принципи розміщення, форми організації праці, технології виробництва. Форми організації праці1)Комбінування* Послідовна металургійна переробка: → збагачена залізна руда → чавун → сталь → прокат. * Прокат - кінцева продукція металургії, яку одержують на прокатних станах шляхом обробки металу тиском. → листовий (листи та рулони),→ сортовий (наприклад, кола, квадрати, кути, балки, залізничні рейки), → трубний (труби різного діаметра)→ спеціальний або фасонний (колеса, кулі, сталеві канати тощо).

* Металургійний комбінат - послідовні виробництва поєднано у межах одного підприємства. Мал. 100. Схема металургійного комбінату повного циклу

* Паралельно з металургійною переробкою розвивається ряд інших виробництв, які забезпечують основний технологічний процес: коксування вугілля (для одержання високоякісного вуглецевого палива - коксу), виробництво вогнетривких матеріалів (для обкладання печей та форм для розливу металу), флюсів (для очищення металу від шкідливих домішок), феросплавів тощо.

Чорна металургія комбінується з→ теплова енергетика, металомістке машинобудування, хімічна та цементна промисловість, → які використовують її кінцеву продукцію або відходи для власного виробництва.

Комбінати з повним металургійним циклом охоплюють доменне (виплавлення чавуну), сталеплавильне і прокатне виробництва .

* З ними пов’язані також виробництва, що постачають → паливо й сировину (коксове, агломераційне) → і що працюють на відходах (азотних добрив, будівельних матеріалів) → чи виготовляють готову продукцію (металеві вироби).

* Такі комбінати розміщують здебільшого → біля джерел сировини і палива,→ тому що на них припадає до 90 % усіх затрат на виплавлення чавуну (майже 50 % — на кокс і до 40 % — на залізну руду).

Комбінати бувають:повного циклу (виробляють чавун, сталь і прокат); неповного циклу (чавун і сталь); переробної металургії (сталь виплавляють із брухту); малої металургії (виробництво сталі й прокату на машинобудівних заводах). Форми комбінування металургійного виробництва.

2) Концентрація виробництва з застосуванням обладнання великої потужності. У ряді країн понад 3/4 чавуну та 2/3 сталі дають величезні металургійні комбінати. Підприємства чорної металургії утворюють металургійні райони.

* Третину світового випуску сталі забезпечують → 26 великих центрів чорної металургії з річним виплавленням понад 10 млн тонн. * У п’ятірці лідерів — агломерації Рейн-Рур у Німеччині, Чикаго в США, Токійська в Японії, що виплавляють понад 20 млн тонн сталі щороку, → а також Шанхай і Таншань у Китаї. Рейн-Рур у Німеччині

* Безпрецедентного зростання зазнав вузол чорної металургії у Таншані. * За останні десятиліття він наростив виробничі потужності до 50 млн тонн на рік. * Це можна порівняти з річним обсягом виплавлення сталі в Німеччині.

Чинники розміщення чорної металургії. * Чорна металургія - дуже матеріаломістке виробництво, яке потребує різної сировини. * На виготовлення 1 т чавуну витрачається → 1,5 т залізної руди, → 1,2-1,5 т коксівного вугілля, → 0,5 т флюсових вапняків, → 150 кг вогнетривкої глини → 30 м3 води.

1) сировинний чинник - на сировину й паливо 85-90 % витрат, у минулому єдиний чинник розміщення металургійних комбінатів. * Найвдаліше територіальне поєднання покладів залізної руди та коксівного вугілля.

* Ще в минулому столітті - в межах залізорудних басейнів: * Лотарингія — у Франції, Приозер’я — у США, Урал — у Росії, Кривий Ріг — в Україні, райони на північному сході Китаю й у Південній Африці. * Металургійне паливо (кокс) там виробляли→ з привізного вугілля або завозили з інших територій.

Сьогодні сировинна орієнтація переважає в країнах, що розвиваються, та які освоюють потужні басейни залізної руди — у Бразилії, Індії, Венесуелі.

* У країнах, що розвиваються, підприємства чорної металургії переважно й донині розміщуються → біля басейнів видобутку сировини: → залізних та марганцевих руд, коксівного вугілля.

2) Енергетичний * розміщення металургійних районів — у кам’яновугільних басейнах,→ багатих на коксівне вугілля, → куди доставляють сировину (залізну руду):→ Пенсильванія — у США, Мідленд — у Великій Британії, Рур — у Німеччині, Верхня Сілезія — у Польщі, Донбас — в Україні, Кузбас — у Росії. Верхня Сілезія — у Польщі

3) транспортний чинник,Насамперед залізничний – перевезення руди або вугілля.

* У високорозвинутих країнах виснажуються власні ресурси. * Спорудження нових комбінатів з орієнтуванням → на морських узбережжях — у портах, → куди надходять привізні сировина і паливо, → або зорієнтовані на експорт чавуну та сталі на світовий ринок.

* Потужні металургійні центри з’явилися → у морських портах Італії, Франції, Великої Британії, північного сходу США, Японії, Китаю → та нових індустріальних країн — Республіки Корея і Тайваню.

* У наш час завдяки новим більш прогресивним технологіям плавлення сталі → матеріаломісткість виробництва у ряді країн знижується.

5) На споживання готової продукції * Переробна металургія → на джерела вторинної сировини (відходи металургійного виробництва) → і на споживання готової продукції (машинобудування)* Міні-заводи у місцях споживання металу → у районах розвиненого машинобудування, переробляють місцевий брухт або імпортну сировину.

6) водний чинник, * Металургійні підприємства є → найбільшими споживачами води в промисловості, яка потрібна для процесів охолодження й очищення.

7)трудомісткість,на одному великому металургійному комбінаті працюють від 20 до 40 тис. робітників.

8) екологічний чинник. * На частку підприємств чорної металургії припадає→ до чверті від усього обсягу викидів пилу й окису вуглецю, понад половина окисів сірки.

* Чавун важкий, добре проводить тепло, → тому з нього виготовлять батареї опалення, ванни, пательні, а також верстати, деталі для двигунів, сільгоспмашин тощо. * Але через високий уміст вуглецю чавун крихкий і розтріскується від удару. * Через те частину чавуну переплавляють на різні сорти сталі.вміст вуглецю в суміші не повинен перевищувати 2%,вміст вуглецю в суміші понад 2%,

Унаслідок науково-технічного прогресу удосконалилися технології виплавлення сталі. * У попередні століття домінував старий мартенівський спосіб, який потребував багато коксового палива, → а процес тривав 5-12 год.

* Нині за такою ж застарілою й неекологічною технологією виплавляють лише близько 7 % сталі у світі. * Україна майже повністю відмовилася від подібної технології.

* В наш час домінує конвертерний тип виробництва, → що дає понад половину сталі. * Замість коксу конвертер продувають киснем,→ який підтримує високу температуру плавлення, що триває усього 35-60 хв. висока продуктивність, відносно невеликі витрати на будівництво цеху, економія на вартості електроенергії та вогнетривів, відсутність потреби в паливі, висока якість сталі при переробці чавунів будь-якого складу.

* Найбільш прогресивним є електродуговий спосіб, → за якого плавлення відбувається за рахунок електроенергії. * Ця передова технологія, яка нині дає 41 % сталі, → уможливлює без шкоди для довкілля швидке виплавляння високоякісної сталі.

* У 2012 р. у місті Дніпрі був уведений у експлуатацію→ сучасний електросталеплавильний завод, що належить компанії «Інтерпайп».

4) Розміщення виробництва.* 3/4 світового виробництва сталі дають країни Азії, → 16 % припадає на Європу (разом з Росією), → Америка 10 % (мал. 102). Частка регіонів світу у виплавленні сталі (2020 р.)

Чорні метали виробляють у 70-ти країнах світу. * Частка чорної металургії в промисловості економічно розвинених країн → постійно зменшується, поступаючись місцем високотехнологічним виробництвам. * Зменшується і їхня частка у світовому виплавленні чавуну й сталі.

* Різко зросла частка країн, що розвиваються, у світовому обсязі виробництва чорних металів → власні потреби, → переміщення виробництва чорних металів ближче до основних регіонів видобутку якісної руди,→ посилення природоохоронних вимог у розвинених країнах, які намагаються позбутися екологічно «брудних» підприємств на своїй території.

Країни-лідери з виробництва сталі, млн тонн (2020 р.)* Найбільше сталі виробляє Китай — це майже половина світового обсягу та у 10 разів більше, ніж Індія, що посідає друге місце.

* Практично немає підприємств чорної металургії → в більшості країн Африки, Близького та Середнього Сходу, Центральної Америки.

У світовій металургії панують транснаціональні компанії.* Найбільша металургійна компанія світу - Arselor. Mittal, → зареєстрована у Люксембурзі, → що має представників у 60 країнах світу на усіх материках, → окрім Австралії.

* Вона контролює → 6 % світового ринку сталі, → 3 % видобутку залізної руди та коксівного вугілля. * Компанія виробляє безпечну екологічну сталь та → є лідером за її поставками для виробництва автомобілів, побутової техніки та упаковки, будівництва. * Великий завод «Арселор. Міттал Кривий Ріг» в Україні.

* До провідних світових ТНК-виробників сталі також належать → Baosteel (Китай), Posco (Республіка Корея), Nippon Steel (Японія), US Steel (США), Gerdau (Бразилія).

*«Сталевим герцогством» називають Люксембург, → у якому виплавляється найбільше сталі з розрахунку на кожного жителя. * У 2020 р. це становило 3 т. І це вже утричі менше, ніж було ще 30 років тому. → Понад 1 т сталі на одну особу також виплавляє Республіка Корея (майже 1,3 т/особу). * В Україні виплавляють 0,47 т сталі на людину. Цікавим є показник виплавленої сталі на одну особу.

Особливо стрімко розвивається чорна металургія в Китаї, Індії, Бразилії, Республіці Корея, Туреччині → країнах, що швидкими темпами проводять індустріалізацію.

* На експорт йде майже 1/3 усієї виплавленої країнами сталі. * Майже 15 % сталі на ринок надходить з Китаю. * До найбільших експортерів сталі також належать Японія (7,5 %), Республіка Корея (6,8 %), Росія (6,7 %), Німеччина (5,5 %), Україна (3,6 %)

* Споживання сталі має велике значення. * Китай є одночасно як лідером з виробництва, так і за внутрішнім споживанням металу. * Найбільшими споживачами сталі також є країни Європейського Союзу, США та Японія.

* ЄС закуповують напівфабрикати сталі та сталь низької якості у країн, що розвиваються. * Потім використовують їх для переробки на складну сучасну сталеву продукцію: з полімерним покриттям, спеціальні види сталі тощо.

5) Проблеми і перспективи розвитку галузі.* Металургія належить до найбільш неекологічних виробництв. * Кожна стадія переробки сировини негативно впливає на довкілля. * Під час видобутку руд відкритим способом → утворюються кар’єри, які знищують природні екосистеми.* Часто вони призводять до зниження рівня підземних вод. Екологічні проблеми металургії.

* Збагачення руд супроводжується нагромадженням на земній поверхні великої кількості пустої породи.

* Під час роботи металургійних підприємств у повітря потрапляє велика → кількість отруйних речовин, зокрема сполуки Нітрогену (гази рудого кольору, так звані лисячі хвости) та Сульфуру. «Лисячі хвости» над металургійним комбінатом

* Внаслідок їх взаємодії з водяною парою випадають кислотні дощі. * Відходи виробництв також забруднюють водойми та ґрунти.

* Головним шляхом розв’язування екологічних проблем металургії є→ впровадження нових технологій плавлення металу, що дає змогу зменшити викиди шкідливих речовин у навколишнє середовище.

* Комплексне використання сировини уможливить використовування відходів металургії як сировини для інших виробництв. * Наприклад, коксовий газ - для синтезу азотних добрив, → шлаки доменного виробництва - для цементної промисловості, сполуки Сульфуру - для синтезу сульфатної кислоти.коксовий газ - для синтезу азотних добрив, шлаки доменного виробництва - для цементної промисловості

* Сьогодні в чорній металургії відбувається → структурна перебудова, технічне і технологічне переоснащення.* Постійно збільшуються інвестиції у наукові і технологічні дослідження, → спрямовані на розвиток технологічної і технічної бази металургійного виробництва. ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ. 

* Очікується подальше збільшення надлишкових потужностей. * Останніми роками посилилися процеси глобалізації в металургії, → які проявилися в домінуванні транснаціональних компаній (ТНК).

* Розвивається електрометалургія, → що дає змогу отримувати більш дешеву та якісну сталь, → а також впроваджуються високоекономічні киснево-конверторні технології. * У країнах Західної Європи та Японії таким чином виплавляють понад 75 % сталі.

Чорна металургія є→ екологічно «брудною» галуззю , → старі родовища сировини виснажено,→ у високорозвинутих країнах нові потужності чорної металургії майже не нарощуються. * Зростає роль переробної металургії.

* У країнах, що розвиваються, навпаки, ця галузь розширюється, * Індія та Республіка Корея випередили усі європейські країни за виплавленням сталі. * Перспективними є ринки Індонезії, Філіппін, Таїланду.

* Попит на сталь у цих країнах зумовлений зростанням сфери матеріального виробництва, що супроводжується зростанням споживання сталі, → на відміну від розвинутих країн, де рівень споживання сталі стабілізувався.

* На Близькому і Середньому Сході спостерігається → значне зростання попиту на сталь, → зумовлене потребами, пов’язаними з реалізацією нафтогазових проектів і активізацією діяльності у сфері будівництва.