Найбільшими виробниками продукції чорної металургії у світі є Китай та Європейський Союз. Вони відзначаються наймасштабнішим виробництвом сталі й металопрокату. Ці показники є значними в Бразилії, Індії, Республіці Корея, Росії, США, Туреччині, Україні, Японії. Значними споживачами сталі й прокату є країни з розвиненим рівнем машинобудування: США, Японія та країни Європейського Союзу. Серед експортерів продукції чорної металургії слід відзначити Бельгію, Китай, Німеччину, Південну Корею, Україну, Японію.

СУЧАСНІ ЧИННИКИ РОЗМІЩЕННЯ ПІДПРИЄМСТВ ЧОРНОЇ МЕТАЛУРГІЇ. Для розвитку чорної металургії важливе значення має наявність сприятливих чинників:

• близькість розміщення родовищ коксівного вугілля, залізних і манганових руд, вапняків, формувальних пісків і вогнетривів;

• густа мережа шляхів сполучення між родовищами;

• надійні джерела водопостачання;

• розвиток металомісткого машинобудування;

• велика кількість металобрухту;

• висококваліфіковані кадри.

СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВИРОБНИЦТВА ЧАВУНУ Й СТАЛІ. Технологічно процес виробництва чорних металів поділяється на три блоки: виробництво чавуну, виробництво сталі, прокат чорних металів.

Виробництво чавуну. Сировиною для чавуну є породи, вміст заліза в яких становить 23-70 %. До них належать магнетитовий залізняк (50-60 %), червоний залізняк (51-69 %), бурий залізняк (35-40 %), шпатовий залізняк (близько 40 %), залізисті кварцити (мал. 106). Також під час виплавки чавуну використовуються флюси — речовини для видалення домішок, шлаків з оксидів (ними є зазвичай вапняки чи доломіти, кокс, природний газ, марганцеві та хромітові руди, вода, кисень і легуючі елементи).

Видобута руда проходить підготовчу обробку: подрібнення, обпалювання, збагачення й агломерацію. Метою подрібнення є досягнення одноманітності фізичного стану руди. Його здійснюють на дробильних машинах, які надають шматкам руди розмірів від 8 до 300 мм. Іноді руду розтирають на менші частинки. На машинах-ситах здійснюють сортування подрібненої чи розтертої руди.

Обпалюють руду в спеціальних печах з метою видалення з руди хімічно зв’язаної води, вуглекислоти, частково сірки та фосфору. Обпалювання відбувається за температури 700-800 °С.

Збагачення руди підвищує в ній вміст заліза за рахунок видалення так званої «пустої породи». Застосовують кілька видів збагачення: гравітаційне, промивання водою, магнітне, флотацію. Промивання здійснюють струменем води в барабанах, що обертаються. Порода має меншу вагу, тому вимивається з барабану у відходи. Гравітаційне збагачення за технологією близьке до промивання. Магнітне збагачення, або сепарація, відбувається в роторних латунних барабанах, у яких нерухомо закріплені електромагніти. Для збагачення використовують руди, яким властивий магнетизм (магнетити, титаномагнетити). Руда притягується до поверхні барабану, а порода — вилітає.

Агломерація — це процес формування пористих шматочків (спікання) подрібненої руди. Для спікання руду зволожують, додають 5 % коксу й обпалюють. Часто під час спікання використовують флюси (подрібнений вапняк), що в технологічному процесі доменної виплавки зменшує витрати коксу на 5 % та збільшує продуктивність печі на 6-7 %.

Як технологічне паливо в доменному виробництві застосовують кокс, рідше — деревне вугілля й торф’яний кокс, а також газ. 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.

Вогнетривкі матеріали складають внутрішню частину плавильних агрегатів і ємностей для розливання металу. Їм притаманна термічна та хімічна стійкість. Крім цього, у металургійному виробництві як легуючу речовину використовують марганець, нікель, хром, вольфрам, молібден, ванадій та інші, які надають металу тих чи інших властивостей.

Чавун варять у печах-домнах. Доменний цех металургійного заводу має від 1 до 10 доменних печей, рудний двір, підйомні й вантажні агрегати, повітронагрівачі й газоочисники.

Магнетитовий залізняк

Шпатовий залізняк

Червоний залізняк

Залізистий кварцит

Мал. 106. Сировина для виробництва чавуну

Чи знаєте ви, що...

У минулі історичні епохи також були свої технології виготовлення сталі. Пригадаймо хоча б «дамаську сталь». Уперше індійська тиглева сталь (у нас називалася «дамаською» або булатом) згадується близько 300 р. до н. е. На території Київської Русі візерунчастий булат був відомим, хоча й рідкісним, і називався «червоним залізом». Істотніших масштабів застосування дамаської зброї на Русі досягло лише в XV ст., проте аж до початку XVIII ст. нечисленні дамаські й булатні клинки завозили з Персії. Відомостей про місцеве виробництво дамаської і булатної сталей немає. Проте в Київській Русі був відомий зварювальний дріт хорол, технологія виготовлення якого була втрачена й відновлена лише наприкінці XX ст.