Номер 2, страница 130, часть 2 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

2. Почему сталь получают разными способами? Какой способ наиболее экономичен?

Почему сталь получают разными способами?

Сталь получают различными способами, поскольку выбор конкретного метода зависит от множества факторов, включая доступное сырье, требуемое качество конечного продукта, экономические условия и экологические требования. Разные способы оптимизированы для разных условий.

Основные причины существования нескольких методов производства стали:

1. Тип исходного сырья.
   • Конвертерный (кислородно-конвертерный) способ: Этот метод использует в качестве основного сырья жидкий чугун, выплавленный в доменной печи из железной руды. Он подходит для крупных металлургических комбинатов полного цикла, где есть доступ к железной руде и коксующемуся углю.
   • Электросталеплавильный способ: Основным сырьем является стальной лом (вторсырье). Этот метод не требует доменного производства, что делает его более гибким, экологичным и менее зависимым от месторождений железной руды.
   • Мартеновский способ (исторический): Использовал как чугун, так и стальной лом. Сейчас практически не применяется из-за низкой производительности, высокого расхода топлива и негативного влияния на окружающую среду.
2. Требования к качеству и ассортименту стали.
   • Конвертерный способ идеально подходит для массового производства недорогих углеродистых сталей (например, строительной арматуры, листового проката).
   • Электродуговые печи (ЭДП) позволяют получать более широкий ассортимент сталей, включая высококачественные, легированные и специальные сплавы, так как процесс позволяет точно контролировать химический состав путем введения легирующих добавок.
3. Экономическая целесообразность.
   • Капитальные затраты на строительство электросталеплавильного цеха ("мини-завода") значительно ниже, чем на строительство интегрированного комплекса "доменная печь – конвертер".
   • Стоимость производства зависит от цен на сырье (железная руда и уголь против металлолома) и энергоносители (кокс против электроэнергии). В регионах с доступным металлоломом и дешевой электроэнергией выгоднее электросталеплавильный способ.
4. Экологические факторы.
   • Электросталеплавильное производство считается более экологически чистым, так как его выбросы CO₂ на тонну стали значительно ниже по сравнению с доменно-конвертерным процессом, который сильно зависит от ископаемого топлива (кокса). Переработка лома также решает проблему утилизации отходов.

Ответ: Сталь получают разными способами, потому что выбор технологии зависит от доступного сырья (руда или лом), требуемого качества и марок стали, масштаба производства, а также экономических (стоимость сырья, энергии, капитальных вложений) и экологических факторов.

Какой способ наиболее экономичен?

Однозначного ответа на вопрос о самом экономичном способе не существует, так как экономичность определяется совокупностью конкретных условий в определенном регионе и на конкретном предприятии. Мартеновский способ сегодня считается неэкономичным и не используется.

Сравнение экономичности основных современных способов — конвертерного и электросталеплавильного — зависит от следующих факторов:

• Стоимость сырья: Если в регионе много дешевого металлолома, электросталеплавильный способ (в дуговых печах) будет экономичнее. Если же доступны богатые месторождения железной руды и коксующегося угля, то для массового производства более выгодным может оказаться конвертерный способ.
• Стоимость энергии: Электросталеплавильный способ потребляет большое количество электроэнергии, поэтому его рентабельность сильно зависит от тарифов на нее. Конвертерный способ зависит от цен на угольный кокс.
• Масштаб производства и капитальные затраты: Для гигантских металлургических комбинатов, производящих миллионы тонн стандартной стали в год, конвертерный способ часто оказывается более рентабельным в эксплуатации (ниже удельные операционные затраты), несмотря на огромные первоначальные инвестиции в его строительство. Электросталеплавильные "мини-заводы" требуют значительно меньших капиталовложений и могут быть рентабельными даже при меньших объемах производства.
• Экологические платежи: В странах с жестким экологическим законодательством и высокими налогами на выбросы CO₂ конвертерное производство становится дороже, что повышает экономическую привлекательность более чистого электросталеплавильного способа.

В целом, наблюдается мировая тенденция к увеличению доли электростали из-за роста объемов доступного лома, гибкости производства и более низкого воздействия на окружающую среду.

Ответ: Наиболее экономичный способ зависит от конкретных условий: цен на сырье (лом или руда) и энергию (электричество или кокс), масштаба производства и экологических норм. Для массового производства из руды чаще экономичнее конвертерный способ. Для переработки лома, производства спецсталей и при наличии дешевой электроэнергии экономичнее электросталеплавильный способ.