Географія. Комплексна підготовка до ЗНО і ДПА

35. Металургійна промисловість

Структура, місце та роль у господарстві

До складу металургійного комплексу входять чорна та кольорова металургія.

Чорна металургія займається видобутком руд чорних металів (залізних, марганцевих, хромових), виплавкою чавуну й сталі, виробництвом труб, прокату й феросплавів.

До кольорової металургії належать видобуток і збагачення руд кольорових металів (збагачення — це виробничий процес, спрямований на підвищення концентрації корисного елемента в руді), виплавка металів і сплавів, виробництво прокату. До кольорових належать всі інші метали, крім чорних. Серед основних виділяють важкі (мідь, свинець, цинк, олово, нікель) та легкі (алюміній, магній, титан) метали. Крім них, галузь переробляє рідкісні (вольфрам, молібден, кобальт, ртуть) та благородні (золото, срібло, платина) метали

Чорні й кольорові метали є основними конструкційними матеріалами, на яких базується машинобудівний комплекс. Особливо зростає в сучасних умовах роль кольорових металів, які завдяки різноманітним властивостям (тепло- та електропровідності, стійкості) широко використовують у приладобудуванні, виробництві радіоелектронної техніки, реактивних двигунів тощо.

Чинники розвитку, розташування та сировинна база чорної металургії

Чорна металургія в Україні розвивається за принципом повного циклу. Вона включає: видобування сировини (залізної і марганцевої руди, коксівного вугілля, вапняків, формувальних пісків, вогнетривких глин); збагачення залізної руди, формування її в агломерат; виплавку сталі та чавуну; виробництво готової продукції — виплавку електросталі, виробництво феросплавів та прокату (металеві листи, стрічки, рейки, труби); порошкову металургію, коксохімію, виробництво вогнетривких матеріалів, електродів тощо.

Чавун отримують після першого етапу виплавки залізної руди у доменних та конверторних печах. Через високий уміст вуглецю цей метал крихкий і розтріскується від удару. Після повторної переплавки чавуну в сталеплавильних цехах отримують різні сорти сталі та феросплавів (сплави заліза з іншими металами). З остигаючої сталі отримують заготовки певної форми, але найчастіше — листи, дріт, труби. Цю продукцію металургії називають прокатом.

Розвитку чорної металургії в Україні сприяють такі чинники:

• близькість розташування родовищ залізної та марганцевої руди до родовищ коксівного вугілля, вапняків, формувальних пісків і вогнетривів;
• густа мережа шляхів сполучення між родовищами;
• розвиток металомісткого машинобудування;
• велика кількість брухту;
• наявність висококваліфікованих кадрів.

Зараз чорна металургія в Україні належить до основних галузей промисловості, що має експортну орієнтацію. У нашій країні в 2013 р. видобули 12 % залізної руди світу (74 млн т), майже 9 % марганцевої (7,1 млн т), а також виробляли значну кількість чавуну (33 млн т), сталі (28 млн т) та прокату (23 млн т). Хоч в останні роки обсяги виробництва у металургійному комплексі дещо зменшились, але частка у промисловій продукції значно зросла (20,6 %, або перше місце). Щоправда, з початком воєнних дій на сході України ці показники дещо погіршилася.

Виплавка й використання заліза на території України відоме ще з часів Київської Русі. На Поліссі, у Передкарпатті в XIV-XVII ст. з болотяних руд виплавляли залізо на деревному вугіллі. З 1872 року став до ладу в Юзівці (тепер Донецьк) завод на коксі. У 1913 році в Україні діяло понад 120 металургійних підприємств.

У період Першої та Другої світових воєн галузь була повністю зруйнована. У 50-і роки XX ст. більшість підприємств було відбудовано, почалось спорудження нових, з використанням киснево-конверторного та бездоменного (в електропечах) способів виплавки сталі.

Сировиною для чорної металургії є залізна й марганцева руди, хроміти, а також руди деяких кольорових металів (нікелю, кобальту, вольфраму тощо), металобрухт. Основним видом палива є кокс, а також природний газ. У металургійному виробництві використовують ще флюсові вапняки й доломіти, вогнетривкі глини для печей, формувальні піски.

Україна повністю забезпечує себе власною залізною і марганцевою рудою, коксом, іншими допоміжними матеріалами. Загальні промислові запаси залізних руд становлять 27,4 млрд т. Основний басейн видобутку залізної руди в Україні — Криворізький, де 75 % руди видобувають відкритим способом. Водночас руди залягають і на великих глибинах. Наприклад, у шахті «Гігант-Глибока» руди видобувають з глибини 1 200-1 500 м. Крім багатих залізних руд з умістом Феруму 50-67 %, тут освоюють великі запаси порівняно бідних руд і залізистих кварцитів з умістом Феруму 28-35 %. Їх збагачують на Південному, Криворізькому, Центральному, Північному та Інгулецькому гірничо-збагачувальному комбінатах. Збагачена залізна руда надходить на агломераційні фабрики, а з них — на сталеплавильні комбінати. Понад 15 млн т збагаченої руди поставляють на металургійні заводи Росії, Словаччини, Угорщини, Польщі.

Запаси Кременчуцького залізорудного району оцінюють у 4,5 млрд т. Тут працює Дніпровський гірничо-збагачувальний комбінат.

На Керченський залізорудний басейн припадає 4,2 % загального видобутку руди України. Його промислові запаси становлять 1,4 млрд т із вмістом Феруму 30-40 %. До Камиш-Бурунського залізорудного комбінату належать чотири кар’єри для видобутку залізної руди, збагачувальна й агломераційна фабрики. Керченська руда через Азовське море транспортується на металургійні підприємства Маріуполя.

Сьогодні відбувається освоєння Білозерського родовища потужністю 2,5 млрд т руди з умістом заліза близько 70 %.

Марганцеворудною базою чорної металургії України є Нікопольський район Придніпровського марганцеворудного басейну, що складається з Нікопольського, Інгулецько-Дніпровського, Токмацького районів. Видобуток руди на 75 % ведеться відкритим способом. На збагачувальних комбінатах вміст руди доводять до 50-60 %. Найбільшим таким комбінатом є Таврійський у Запорізькій області.

У Токмацькому районі (Запорізька область) освоюють родовища марганцевої руди, споруджено першу чергу найбільшого в Україні Таврійського гірничо-збагачувального комбінату. Перспективним є також Інгулецьке родовище на Дніпропетровщині (прогнозовані запаси — 600 млн т із вмістом руди до 30 %).

Для чорної металургії характерні комбінування та концентрація виробництва. В Україні понад 90 % чавуну, сталі та прокату виробляють на комбінатах повного циклу з річною виплавкою понад 1 млн т. Крім основного виробництва, до складу металургійного комбінату входять коксохімічний завод, агломераційна фабрика, електростанція, азотно-туковий завод, завод будівельних матеріалів тощо. Кокс використовують як технічне паливо для виплавляння чавуну, а коксівний газ як висококалорійне паливо для металургійних агрегатів і сировину в хімічній промисловості.

Флюси й вогнетривкі глини використовують у металургійному галузевому комплексі. Вогнетривкі глини видобувають у Часів’ярському, Новорайському та Веселинівському родовищах (Донецька область), високоякісні флюсові вапняки й доломіти — в Донецькій (Докучаєвськ, Кальміуське, Первомайський), Дніпропетровській областях. Потужні заводи вогнетривких глин розташовані в Донбасі й Подніпров’ї. Є також поклади каоліну: Просянівське (Дніпропетровська область), Глуховецьке (Вінницька область), Володимирське (Донецька область)

Агломерат (збагачена залізна руда) разом з коксом і флюсами (вапняками, які використовують для видалення шкідливих сполук з розплавленого заліза) завантажуються у доменні печі. Частина чавуну, яку переробляють на сталь (переробний чавун), у рідкому стані надходить до сталеплавильних печей. Охолоджена сталь у вигляді злитків надходить до прокатного цеху, де з них виробляють прокат. З відходів основного виробництва виготовляють будівельні матеріали, азотні добрива тощо. Тобто на комбінаті повного циклу відбуваються всі стадії виробничого процесу: від видобутку руди до випуску кінцевої продукції.

У чорній металургії, крім комбінатів повного циклу (великої металургії), діють ще заводи переробної металургії, що виробляють лише сталь (із довізного чавуну й металобрухту), прокат чи феросплави. На багатьох машинобудівних заводах є металургійні цехи (мала металургія), які виготовляють для власних потреб сталь, чавунне й сталеве литво з металобрухту.

Чорна металургія — матеріаломістка галузь. На виготовлення 1 т чавуну, витрачають 1,2-1,5 т коксівного вугілля, не менше 1,5 т залізної руди, 0,5 т флюсових вапняків, 30 м³ води.

Оскільки більше як 3/4 собівартості чавуну припадає на сировину й паливо (на кокс — 50 %), то й основними факторами розташування підприємств галузі є паливний і сировинний. Переробна та мала металургія орієнтовані на споживача (великі машинобудівні заводи), а виробництво сталі в електропечах — на електроенергію. Важливе значення для металургійних підприємств має наявність води.

Основними принципами розташування підприємств чорної металургії є: 1) наближення до сировини; 2) наближення до палива; 3) розташування на шляху між паливом і сировиною.

Усі три принципи реалізовані в Україні у формуванні районів чорної металургії: Донецького, Придніпровського, Приазовського.

Найбільшим виробником чорних металів і прокату є Придніпровський металургійний район, де видобувають 95 % залізної і 100 % марганцевої руди, виробляють близько 50 % чавуну, сталі й прокату, а також 66 % сталевих труб і 83 % феросплавів. Він сформувався на основі власних залізних руд (Криворізьке, Кременчуцьке, Білозерське родовища), марганцевих руд (Нікопольське і Великотокмацьке), флюсів і вапняків. Кокс сюди довозять з Донбасу, використовують дніпровську воду та місцеву електроенергію. Тут сформувались п’ять великих промислових вузлів: Дніпровський (Дніпро, Кам’янське, Новомосковськ), Запорізький (запорізькі заводи «Запоріжсталь», електросталеплавильний «Дніпроспецсталь», завод феросплавів), Криворізький (кар’єри, шахти і збагачувальні комбінати залізних руд Кривого Рогу, марганцевих Нікополя, а також металургійні, трубні й феросплавні заводи цих міст). Кременчуцький вузол перебуває в стадії формування. Тут діє лише Дніпровський гірничо-збагачувальний комбінат, що працює на рудах Кременчуцького залізорудного родовища. Нікопольський вузол представлений Південнотрубним заводом і заводом феросплавів у Нікополі. Вогнетривкі глини використовують на підприємствах Придніпров’я з місцевих родовищ, а вапняки довозять з Криму.

Донецький металургійний район сформувався на базі місцевого високоякісного коксівного вугілля, вапняків, залізної руди Кривого Рогу та нікопольського марганцю. Вода надходить із Сіверського Дінця і каналом Дніпро — Донбас. Найбільшими центрами чорної металургії тут є: Донецьк, Макіївка, Алчевськ, Харцизьк (діють два заводи — сталедротоканатний і трубний). До найбільших в Україні належать: Алчевський комбінат; Алмазнянський, Донецький, Єнакіївський, Краматорський, Костянтинівський і Луганський металургійні заводи; Харцизький та Макіївський трубопрокатні заводи. Усі вони входять до складу трьох металургійних вузлів: Донецько-Макіївського, Єнакіївського та Алчевсько-Алмазнянського.

До складу Приазовського району чорної металургії входять заводи у Керчі та Маріуполі (один із найбільших заводів повного циклу — «Азовсталь»). Руда надходить до Маріуполя із Криворіжжя та Керчі, а коксівне вугілля — з Донбасу. Металургія Приазовського району забезпечує металом місцеві машинобудівні підприємства, частина продукції експортується в інші країни морським шляхом.

Функціонування металургійного комплексу з 2014 р. перебуває в утрудненому стані у зв’язку з військовими діями на сході України.

Чорна металургія є одним з найбільших забруднювачів повітря, води та ґрунтів. На місто Кривий Ріг припадає 10 % обсягів забруднення атмосфери в Україні. Тому необхідно значно поліпшити очищення викидів у повітря, переходити на замкнутий цикл використання води.

Актуальним є питання реконструкції діючих підприємств, підвищення частки електро- та киснево-конверторної сталі, прокату в загальному обсязі продукції, урізноманітнення її асортименту, підвищення якості. Сьогодні лише 8 % чорної металургії світу використовує застарілий мартенівський спосіб, який ще має широке застосування в Україні.

Україна є одним із найбільших у світі виробників чорних металів, експорт яких дає їй майже третину валютних надходжень.

Кольорова металургія

Перші підприємства кольорової металургії (з виплавки ртуті й цинку) збудовано в Донбасі в 1887 р. — до ладу став Микитівський ртутний завод. Після Другої світової війни налагоджено виробництво титану, нікелю, латуні тощо. Однак галузь так і не набула значного розвитку в Україні і складається лише з деяких виробництв. Це пов’язано з незначними запасами сировини.

Сировина для металургії кольорових металів має дві важливі особливості, які зумовлюють суттєві відмінності галузі від чорної металургії.

Перша з них полягає у бідності руд на вміст корисного компоненту. Так, руди, що використовують для виробництва міді, свинцю, цинку, олова, містять лише кілька відсотків основного металу, а інколи менше 1 %. Тому вони потребують збагачення, тобто перетворення їх у концентрати з умістом металу 40-60 %.

Другою особливістю руд кольорових металів є їхня комплексність, тобто наявність у руді кількох металів. Число попутних складових у деяких рудах може бути більше десяти. Серед них найчастіше — цинк, золото, срібло, нікель та інші метали, а також сірка. Відмінність технологічних процесів для отримання різних металів, необхідність використання попутних компонентів руди й виробничих відходів зумовлюють потребу у комбінуванні.

Для виплавки більшості важких металів необхідна значна кількість коксівного вугілля. Легкі метали потребують багато електроенергії: для виробництва однієї тонни алюмінію — 18 тис. кВт • год, титану — 30-60 тис. кВт • год. Такі виробництва називають енергоємними.

Визначальними факторами розташування підприємств кольорової металургії є сировинний та паливно-енергетичний. Через низький уміст металу в рудах, великі затрати на видобуток і збагачення їх, а також високу частку корисного компонента в рудному концентраті, часто спостерігають просторовий розрив між видобутком і збагаченням руд та виробництвом з них чистого металу і сплавів. Гірничо-збагачувальні комбінати тяжіють до районів видобутку руди, а також орієнтовані на водні ресурси (процес збагачення потребує багато води). Металургійні заводи, що виплавляють важкі кольорові метали з концентратів, розташовують переважно поблизу паливних баз, а підприємства з виплавки легких металів — поблизу джерел дешевої електроенергії. Кольорова металургія представлена переважно алюмінієвою і титано-магнієвою галузями, а також промисловістю рідкісних металів і напівпровідникових матеріалів, дорогоцінних металів, промисловістю твердих сплавів, тугоплавких і жаростійких металів, електродною промисловістю, мідною та свинцево-цинковою промисловістю.

Серед галузей кольорової металургії в Україні провідне місце посідає виробництво легких металів, зокрема алюмінію, на яке припадає 20 % усього виробництва кольорової металургії в державі. Власні запаси цієї сировини в Україні незначні. Промислове значення мають лише Високопільське (Дніпропетровська область) і Смілянське (Черкаська область) родовища. Перспективними є родовища бокситів на півдні Дніпропетровської області та в Приазов’ї. Діє алюмінієва промисловість переважно на довізних (з Бразилії, Гвінеї, Ямайки, Австралії) бокситах, які переробляють на Миколаївському глиноземному заводі. Глинозем для подальшої переробки надходить на Запорізький алюмінієвий комбінат. Завод алюмінієвих сплавів діє у Свердловську (Луганська область).

Підприємства титано-магнієвої промисловості видобувають і збагачують титано-магнієву сировину та виробляють відповідні метали. Сировиною для магнієвої промисловості є родовища калійних солей в Калуші (Івано-Франківська область) та Стебнику (Львівська область), а також басейн Сиваша. Титанові руди видобувають на Іршанському родовищі, де є також гірничо-збагачувальний комбінат. Титано-магнієвий комбінат, зорієнтований на дешеву електроенергію й розташований у Запоріжжі. Верхньодніпровський гірничо-металургійний комбінат зорієнтований на руди Самотканського титанового родовища та електроенергію Середньодніпровської ГЕС. Магнієву сировину довозять із Стебника (Львівська область), Калуша (Івано-Франківська область) і Сиваша, а титанову — з Іршанського гірничо-збагачувального комбінату (Житомирська область), родовищ Дніпропетровської області.

Найбільші підприємства індустрії важких та рідкісних металів розташовані в Кіровоградській та Донецькій областях. На базі місцевих руд, електроенергії Південноукраїнської АЕС та привізному вугіллі діє Побузький нікелевий завод. Костянтинівський цинковий завод, побудований у 30-х рр. XX ст., орієнтувався на паливні ресурси Донбасу та цинковий концентрат з Казахстану й Росії. Сучасне цинкове виробництво більше потребує електроенергії, ніж палива. Цинк з Костянтинівки частково надходить на Бахмутський завод, де виробляють латунь (сплав міді й цинку), латунний і мідний прокат. Мідь і свинець імпортуються з Росії. На Донбасі діє і найдавніший Микитівський ртутний комбінат, що має кар’єри з видобутку ртутної руди (кіноварі) та збагачувальну фабрику.

Україна має власні родовища золота, що розташовані поблизу Жовтих Вод (Дніпропетровська область) та на Закарпатті (Мужієвське родовище). На сьогоднішній день виплавка золота проводиться лише на Дніпропетровщині (приблизно 2 т у рік).

Проблеми та перспективи розвитку металургійної промисловості

Проблеми кольорової металургії пов’язані з постачанням сировиною підприємств, їхньою реконструкцією з метою повного використання всіх компонентів руд та відходів виробництва; очищенням викидів у довкілля. Розв’язувати сировинну проблему можна шляхом освоєння давно відомих запасів алюмінієвої сировини в Україні, а також розвіданих запасів міді на Волині. Розширюються потужності й проводиться реконструкція ліній з виробництва магнію в Калуському концерні «Лукор», налагоджується виробництво кольорових металів з вторинної сировини, металобрухту, переробка відходів. Важливим напрямком розвитку є збільшення експортної орієнтації деяких галузей кольорової металургії (ртутної, титано-магнієвої).

У деяких містах (Харків, Одеса, Київ) кольорові метали виплавляють з металобрухту. У Запоріжжі налагоджено виробництво електродів для кольорової металургії.

Тестові завдання

35. МЕТАЛУРГІЙНА ПРОМИСЛОВІСТЬ

35.1. До чорних металів НЕ належать

• А залізо
• Б марганець
• В нікель
• Г хром

35.2. Сировиною для чорної металургії НЕ може бути

• А залізна руда
• Б марганцева руда
• В коксівне вугілля
• Г ртутна руда

35.3. Корисні копалини, за видобутком яких Україна належить до числа світових лідерів

• А цинкові руди
• Б боксити
• В марганцеві руди
• Г мідні руди

35.4. Продукт повторної переплавки чавуну

• А сталь
• Б руда
• В прокат
• Г вогнетриви

35.5. Виробництво, яке НЕ належить до чорної металургії

• А видобуток і збагачення залізної руди
• Б видобуток і збагачення марганцевої руди
• В виробництво чавуну
• Г виробництво металургійного устаткування

35.6. Агломерат — це

• А сталь
• Б перероблений чавун
• В чавун
• Г збагачена руда

35.7. Виробництво, яке НЕ пов’язане із чорною металургією

• А завод будівельних матеріалів
• Б коксохімічний завод
• В агломераційна фабрика
• Г шляхово-асфальтне підприємство

35.8. Компонент, який НЕ може бути принциповим для виробництв чорних металів

• А коксівне вугілля
• Б залізна руда
• В вода
• Г електроенергія

35.9. Продукція чорної металургії, яку НЕ виробляють на підприємствах переробної металургії

• А сталь
• Б агломерат
• В феросплави
• Г чавун

35.10. Підприємства чорної металургії у своєму розміщенні

• А тяжіють до джерел енергії
• Б тяжіють до паливних ресурсів та сировини
• В тяжіють до сировини
• Г тяжіють до споживача

35.11. Металургійний вузол, який НЕ існує в Придніпровському металургійному районі

• А Дніпропетровський
• Б Запорізький
• В Криворізький
• Г Придніпровський

35.12. В Україні НЕМАЄ

• А Причорноморського металургійного району
• Б Приазовського металургійного району
• В Донецького металургійного району
• Г Придніпровського металургійного району

35.13. Основний район видобутку марганцевої руди в Україні

• А Донецький
• Б Придніпровський
• В Приазовський
• Г Криворізький

35.14. Принцип розміщення Приазовського металургійного району

• А сировинний
• Б енергетичний
• В транспортний
• Г споживчий

35.15. Найбільший центр чорної металургії Придніпровського району

• А Запоріжжя
• Б Дніпро
• В Дніпрорудне
• Г Кривий Ріг

35.16. Центр чорної металургії, який НЕ розташований у Придніпровському металургійному районі

• А Кременчук
• Б Дніпрорудне
• В Новомосковськ
• Г Алчевськ

35.17. Центр чорної металургії, який НЕ розташований у Донецькому металургійному районі

• А Харцизьк
• Б Макіївка
• В Новомосковськ
• Г Краматорськ

35.18. Галузі кольорової металургії України, що працюють на власній сировині і є найбільш забезпеченими нею

• А алюмінієва й цинкова
• Б титанова й ртутна
• В нікелева й глиноземна
• Г мідна й свинцева

35.19. Металургійна промисловість України характеризуються

• А малою витратою палива
• Б перевагою переробної металургії
• В використання дешевого палива
• Г високою концентрацією виробництва

35.20. Переважна більшість підприємств чорної металургії України зосереджено

• А у Придніпров’ї, Поліссі
• Б у Приазов’ї, Донбасі, Прикарпатті
• В у Донбасі, Придніпров’ї, Приазов’ї
• Г у Передкарпатті, Наддніпрянщині, Донбасі

35.21. Розташування одного з найбільших центрів чорної металургії — Алчевська — на картосхемі позначене цифрою

• А 1
• Б 2
• В 3
• Г 4

35.22. Металургійний центр України, де використовують залізну руду з Керчі

• А Донецьк
• Б Алчевськ
• В Мелітополь
• Г Маріуполь

35.23. Область України, у якій чорна металургія є галуззю спеціалізації

• А Хмельницька
• Б Волинська
• В Херсонська
• Г Донецька

35.24. Увідповідніть назви кольорових металів та їх категорії

• 1 мідь, свинець
• 2 ртуть, кобальт
• 3 цирконій, германій
• 4 вольфрам, молібден
• А рідкісні
• Б легуючі
• В малі
• Г важкі
• Д легкі

35.25. Увідповідніть родовища кольорової металургії та види кольорових металів

• 1 Іршанське
• 2 Побузьке
• 3 Костянтинівське
• 4 Микитівське
• А нікель
• Б цинк
• В ртуть
• Г титан
• Д золото

35.26. Увідповідніть металургійні вузли Придніпровського металургійного району та їх центри

• 1 Кременчуцький
• 2 Дніпропетровський
• 3 Запорізький
• 4 Криворізький
• А Нікополь
• Б Кременчук
• В Дніпро
• Г Запоріжжя
• Д Маріуполь

35.27. Увідповідніть центри кольорової металургії та підприємства, які там розташовані

• 1 Миколаїв
• 2 Запоріжжя
• 3 Микитівна
• 4 Костянтинівна
• А цинковий завод
• Б ртутний комбінат
• В глиноземний завод
• Г титано-магнієвий комбінат
• Д золотопереробний комбінат

35.28. Увідповідніть області України та їх спеціалізацію в металургійному комплексі

• 1 Донецька область
• 2 Кіровоградська область
• 3 Запорізька область
• 4 Закарпатська область
• А золоторудна промисловість
• Б титано-магнієва промисловість
• В нікелева промисловість
• Г ртутна промисловість
• Д алюмінієва промисловість

35.29. Укажіть три центри титано-магнієвої промисловості в Україні

• 1 Армянськ
• 2 Жовті Води
• 3 Кременчук
• 4 Іршанськ
• 5 Вільногірськ
• 6 Побузьке
• 7 Слов’янськ

35.30. Укажіть три центри видобутку золота в Україні

• 1 Мужієво
• 2 Юр’ївське
• 3 Новокостянтинівське
• 4 Інгулецьке
• 5 Ватутінське
• 6 П’ятихатківське
• 7 Сергіївське