Географія металургії

Географія металургії

Метали володіють такими важливими властивостями як ковкість, пластичність, висока тепло- та електропровідність. Метали є необхідним компонентом в техніці, без них важко уявити розвиток людства. За вмінням виплавляти та обробляти метали навіть визначається рівень розвитку давніх цивілізацій, широковживаними є терміни «бронзовий вік», «залізний вік» тощо. У сучасному світовому господарстві метали забезпечують більше половини виробництва так званих конструкційних матеріалів.

Конструкційні матеріали – це основні види матеріалів, з яких виготовляються машини, обладнання, прилади, створюються каркаси будівель, мости та інші конструкції, що несуть основне силове навантаження при експлуатації.

Метали у виробництві конструкційних матеріалів застосовуються як самостійно, так і в різноманітних поєднаннях з іншими матеріалами (залізобетон, металопластик, кермет).

В структурі металургійного комплексу чітко відокремлюються дві групи галузей – чорна металургія і кольорова металургія.

Чорна металургія

Ця галузь відноситься до базових у світовому господарстві, гарно комбінується з іншими галузями важкої промисловості (див. рис. 6.1), при цьому є досить капітало- та матеріаломісткою. Історично переважав сировинний фактор розміщення виробництва (тяжіння до родовищ залізної руди та коксівного вугілля). Але на сучасному етапі розвитку світового господарства суто сировинних факторів недостатньо, щоб пояснити все розмаїття форм територіального зосередження підприємств металургійного комплексу.

Географія розміщення підприємств чорної металургії зазнала значних змін у другій половині ХХ століття. Це пов’язано з тим, що високорозвинені постіндустріальні країни пройшли «пік» розвитку цієї галузі, до того ж вони постійно знижують матеріаломісткість виробленої продукції в машинобудуванні, замінюючи сталь на пластмаси, кольорові метали, кераміку. Слід врахувати й високі витрати на оплату праці та охорону довкілля в цих країнах, заміну традиційних способів виплавки (доменний, мартенівський) на більш сучасні (киснево-конверторний) та взагалі нові (електрометалургія, порошкова металургія).

Високорозвинені постіндустріальні країни прагнуть «закріпити» за собою лише нішу найбільш високотехнологічної та дорогої продукції (феросплави, легована сталь, фасонний прокат), залишаючи іншим країнам роль постачальників продукції з низькою доданою вартістю – чавуну, напівфабрикатів, простих видів прокату. США та країни Західної Європи намагаються прибрати із своєї території найбільш «брудні» виробництва, а також залишити власні запаси природних ресурсів як перспективні стратегічні резерви.

Сучасна якісна чорна металургія неможлива без використання марганцю. Останній нейтралізує шкідливу дію домішок сірки у залізній руді, збільшує міцність та надає пластичність сталі. Важливою сировиною металургійного виробництва є також хром. Феросплави на основі хрому відрізняються високою жаростійкістю, надзвичайно стійкі до окислення. Хром обов’язково використовується у виробництві підшипникової сталі. Деякі спеціальні сорти сталі містять від 12 до 30% хрому. Отже, марганець і хром, поруч із залізом, відносять до чорних металів. Крім того, в чорній металургії використовується низка кольорових металів (нікель, молібден, ванадій, кобальт та ін.) для надання сплавам певних фізичних, хімічних або механічних властивостей. Такі кольорові метали називають легуючими (див. рис. 6.2), а саму процедуру введення до складу металевих сплавів легуючих елементів – легуванням.

Виробництво високоякісних спеціальних сталей металургійною переробкою чавуну або подвійною переробкою чавуну-сталі з додаванням легуючих металів у кисневих конверторах або електротермічним способом прийнято називати якісною металургією.

Умовні позначення: а – металургійний комбінат (сектори показують виробництво чавуну, сталі, прокату); б – машинобудівні заводи; в – видобуток залізної руди; г – збагачення руди; д – видобуток марганцевої руди; е – феромарганцевий завод; ж – видобуток вапняку і доломіту; з – кам’яновугільні шахти; и – вуглезбагачувальна фабрика; к – коксохімічний завод; л – шлакоцементний завод; м – видобуток природного газу; н – електростанції; о – високовольтні лінії електропередачі; п – вивіз сталі й прокату; р – вивіз шлаку; с – транспортування залізної руди і концентрату; т – транспортування марганцевої руди та феромарганцю; у – транспортування вугілля й коксу; ф – транспортування природного газу; х – транспортування вапняку, доломіту та вогнетривів; ц – транспортування машин та обладнання для чорної металургії.

Рис. 6.1. Пірометалургійний цикл чорних металів

Внаслідок інерційності територіальної структури в Західній Європі виробництво чорних металів частково зберігає риси минулих років, тобто багато металургійних комбінатів знаходиться поблизу існуючих або таких, що існували в минулому родовищ залізних руд і коксівного вугілля.

Ще чіткіше ця тенденція виражена в розміщенні металургії повного циклу в США, де половина заводів розміщується в районі Великих озер. Останнім часом цьому сприяє те, що по мірі накопичення ресурсів металобрухту стало вигідно виплавляти сталь без використання проміжних технологічних ланок (повний цикл відображений на рис. 6.1). У США, Італії, Великобританії близько половини сталі зараз виробляється не з чавуну, а із вторинної сировини (скрапу). Аналогічні процеси поступово охопили весь світ, тому в деяких країнах імпорт брухту (скрапу) замінює первинні стадії металургії.

Більшість сучасних металургійних заводів у високорозвинених країнах розташовується в портах або старих кам’яновугільних басейнах, з’єднаних зручними транспортними шляхами з морем. Так, всі заводи Японії та Італії розташовані поблизу моря, адже чорна металургія цих країн із самого початку орієнтувалася на імпортну сировину. Переважна частина заводів ФРН так чи інакше пов’язана з водними шляхами. Старі заводи Руру збереглися лише в тих місцях, куди легко доставляти руду по Рейну і річковим каналам.

В останні роки помітною стала тенденція орієнтації на споживача, що пов’язано з появою міні-заводів у США, Японії, Іспанії, Італії, Мексиці, Південній Кореї та на Тайвані.

Найважливішими показниками розвитку чорної металургії є виплавка чавуну і сталі. Дані про виплавку чавуну цікаві не самі по собі, а у порівнянні з виплавкою сталі. У світі є чимало країн (Китай, Індія, ПАР, Бразилія, Мексика, Австралія), де ці показники практично не відрізняються. Водночас є й такі країни (Японія, США, Південна Корея, ФРН, Великобританія, Швеція, Італія), в яких виробництво сталі у 2-3 рази перевищує виробництво чавуну. Цей факт пов’язаний з широким використанням металобрухту та імпортного чавуну. В цілому у сучасному світі при щорічній виплавці чавуну близько 600 млн. тон, сталі виробляється більше 900 млн. тон.

Варто зазначити, що протягом останніх десяти років «клуб» провідних виробників сталі майже не змінюється. Країни, що входять до першої десятки, виробляють майже 70% загального обсягу продукції чорної металургії.

На початку ХХІ століття світове лідерство захопив Китай, зараз його показник становить 125 млн. тон сталі на рік. Друге місце за Японією – 105 млн. тон сталі (при потужностях 150 млн. тон). Лише на третій позиції знаходяться США – 100 млн. тон (потужності металургійних комбінатів перевищують 160 млн. тон). Далі розташовуються: 4) Росія – 58 млн. тон; 5) ФРН – 47 млн. тон; 6) Південна Корея – 43 млн. тон; 7) Україна[1] – 35 млн. тон; 8) Бразилія – 28 млн. тон; 9-10) Італія та Індія – по 27 млн. тон. За межами «десятки» опинилися колишні світові лідери Великобританія і Франція. Натомість позитивну динаміку у виплавці сталі демонструють Австралія, Канада, Туреччина, ПАР, Мексика.

Стосовно ж виробництва сталі на душу населення, то за цим показником з величезним відривом лідирує карликова країна Люксембург, яку інколи називають «сталевим герцогством», оскільки на кожного її мешканця виплавляється 12 тон сталі за рік.

Найзначнішими експортерами сталі в світі є Японія, Росія і ФРН. Крупними експортерами є Україна, Південна Корея, Бельгія, Люксембург. Найбільшим імпортером сталі залишається США. Багато імпортує Китай.

Кольорова металургія

У кольорової металургії є як спільні, так і відмінні від чорної металургії риси. Схожість чорних і кольорових металів – у використанні їх як конструкційних матеріалів. Але більшість кольорових металів має специфічні галузі застосування, зумовлені їхніми фізичними і хімічними властивостями.

Кольорова металургія включає підприємства, які здійснюють розвідку, видобування та збагачення руд, металургійну переробку кольорових (у тому числі дорогоцінних) металів, виробництво сплавів, заготівлю і переробку вторинної сировини тощо. Поділ кольорових металів за провідними властивостями відображений на рис. 6.2.

До Другої світової війни в структурі виробництва кольорових металів переважали важкі метали. Підприємства галузі часто розміщувалися поблизу районів видобутку сировини. Починаючи з 50 – 60-х років ХХ століття відбувався прискорений розвиток металургії легких металів, особливо алюмінієвої промисловості. Наприкінці ХХ століття зросло значення вторинної сировини, особливо швидкими темпами стала розвиватися металургія рідкоземельних металів.

Виробництво кольорових металів надзвичайно енергомістке, особливо це стосується алюмінію, магнію, титану. Вартість електроенергії – провідний чинник сучасного розміщення підприємств кольорової металургії, тому основна частина заводів зосереджується поблизу великих ГЕС (інколи – АЕС або ТЕС). Ця обставина «забезпечує» територіальний розрив між місцями видобутку сировини і виплавки кольорових металів. Процес отримання чистих металів складається з декількох стадій: видобуток руди → виробництво концентрату → виробництво чорнового металу → рафінування[2].

Рис. 6.2. Класифікація кольорових металів

Кольорові метали набагато дорожчі за чорні, найдорожчими серед кольорових є благородні й рідкоземельні метали. «Чемпіонами» за валовими обсягами виплавки є алюміній і мідь (основні кольорові метали). Важко повірити, що вперше металічний алюміній отримав датський фізик Г. Ерстед лише у 1825 році. Сьогоднішній світ просто неможливо уявити як без алюмінію, так і багатьох його сплавів (дюралюміній, силумін та ін.).

Лідерами у розвитку алюмінієвої промисловості є: 1) США (25% світового виробництва); 2) Японія (9%); 3) Канада (7%). Наступні місця займають Росія, Китай, ФРН, Норвегія, Австралія, Бразилія, Венесуела. Значні обсяги виробництва мають також Франція, Індія, Великобританія, Нідерланди, Швейцарія, Австрія, Греція.

Лідерами в експорті алюмінію є Канада, Росія, Австралія, Норвегія, Бразилія. Головні імпортери – Японія, ФРН, Франція, Італія, США.

Світовими лідерами за обсягами виплавки рафінованої міді є США, Чилі, Японія, Канада, Замбія, ФРН, Бельгія, Австралія, Перу, Росія. До значних виробників слід також віднести Південну Корею, Китай, Казахстан, ДР Конго, Польщу. Активно долучилися до розвитку галузі енергозабезпечені країни Перської затоки – Бахрейн, Іран, ОАЕ, але вони поки що спеціалізуються на виплавці чорнової міді.

Головні експортери рафінованої міді – Чилі, Замбія, ДР Конго, Казахстан, Перу, Канада. Головними імпортерами є високорозвинені країни – США, Японія, ФРН, Франція, Великобританія, Італія.

Найбільші обсяги виплавки цинку мають Японія, США, Канада, Росія, ФРН, Бельгія, Франція, Австралія, Мексика, Перу. Динамічно розвивається ця галузь в Китаї і Казахстані. Експортують цинк у великих масштабах Австралія, Канада, Мексика, Казахстан, Перу.

Знайшов широке використання у світовому господарстві ще один важкий метал – свинець. Важливим джерелом стала вторинна сировина (брухт акумуляторів). Перша «десятка» виробників свинцю виглядає наступним чином: США, Японія, Росія, ФРН, Великобританія, Канада, Франція, Китай, Мексика, Бразилія. Не потрапили в «десятку» значні експортери – Австралія, Казахстан, Узбекистан, Перу, Марокко.

Майже 70% виробництва олова припадає на країни Південно-Східної Азії – Малайзію, Індонезію, Таїланд. Ще один крупний азійський виробник – Китай. Слід також назвати Бразилію, Росію, Болівію. Всі названі країни є експортерами олова. Основні ж споживачі – високорозвинені країни Західної Європи, Японія, США.

Досить дефіцитним металом є нікель. Лідерами у його виробництві стали Канада, Росія, Японія, Австралія, Норвегія, Нова Каледонія, США, Великобританія, Китай, Куба.

У невеликих обсягах використовується ртуть – специфічний метал, що являє собою найщільнішу рідину. Світове виробництво становить лише 800 тон на рік. Абсолютний лідер – Італія. В Україні Микитівський ртутний комбінат зараз законсервовано.

Висновки

1. Металургійний комплекс складається з чорної та кольорової металургії. До чорних металів відносять залізо, марганець, хром. До кольорових відносять більше 70 металів, виділяючи серед них основні (у тому числі легкі, важкі і малі), легуючі, благородні (або дорогоцінні) і рідкоземельні (або розсіяні).

2. У сучасному світовому господарстві склалися дві групи країн: перша – це постіндустріальні та індустріальні, де виробництво чорних металів стабілізувалося, а в окремих випадках навіть скорочується; друга – це нові індустріальні країни, де виробництво чорних металів збільшується.

3. На зміну сировинному фактору розміщення в чорній металургії приходять транспортний, екологічний і фактор споживача.

4. В кольоровій металургії вирішальним фактором розміщення підприємств залишається електроенергетичний.

5. За валовими обсягами виробництва сталі світовим лідером є Китай, за душовим показником лідирує Люксембург.

6. За валовими обсягами виплавки більшості кольорових металів (особливо – рафінованих) першість тримають високорозвинені постіндустріальні країни (найчастіше США і Японія).

7. Перспективи розвитку обох складових металургійного комплексу напряму пов’язані із збільшенням масштабів використання вторинної сировини та посиленням споживчої орієнтації в розміщенні галузі.

[1]За виплавкою чавуну Україна навіть на 5-мі місці в світі. У найуспішнішому для чорної металургії України за всі роки незалежності 2002 році було вироблено 41 млн. тон сталі. А сумарна потужність наших металургійних комбінатів дозволяє виплавляти 50 млн. тон сталі щорічно.

[2]Рафінування – це остаточне очищення продукту від домішок у металургії, хімічній, харчовій та інших галузях промисловості.