Номер 3, страница 86, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Почему мартеновский способ получения стали устарел?

3. Почему мартеновский способ получения стали устарел?

Мартеновский способ получения стали, который был основным в мировой металлургии на протяжении почти ста лет, к концу XX века практически полностью вышел из употребления. Его вытеснили более современные, эффективные и экономичные технологии: кислородно-конвертерный и электросталеплавильный процессы. Устаревание мартеновского способа обусловлено комплексом технических, экономических и экологических причин.

Основные причины:

• Низкая производительность. Продолжительность одной плавки в мартеновской печи составляет в среднем 6–10 часов. Для сравнения, современная плавка в кислородном конвертере занимает около 40–60 минут, а в дуговой сталеплавильной печи (ДСП) — 1–2 часа. Из-за этого производительность мартеновских печей в десятки раз ниже, чем у современных агрегатов.
• Высокая энергоемкость и расход топлива. Мартеновский процесс требует сжигания большого количества ископаемого топлива (природного газа, мазута) для поддержания необходимой температуры. Несмотря на использование системы регенерации тепла, удельный расход энергии на тонну произведенной стали значительно выше, чем в других процессах. Например, кислородно-конвертерный процесс является автогенным — необходимое тепло выделяется в ходе экзотермических реакций окисления примесей чугуна кислородом, и внешний подогрев не требуется.
• Негативное воздействие на окружающую среду. Мартеновское производство — один из самых "грязных" металлургических процессов. Сжигание огромного количества топлива приводит к значительным выбросам в атмосферу парниковых газов ($CO_2$), а также оксидов серы ($SO_x$) и азота ($NO_x$). Ужесточение экологических норм сделало эксплуатацию мартеновских печей экономически нецелесообразной из-за необходимости установки дорогостоящих систем газоочистки.
• Высокие эксплуатационные затраты. Кроме больших расходов на топливо, мартеновское производство характеризуется высокими трудозатратами и расходами на техническое обслуживание. Мартеновские печи имеют сложную конструкцию и требуют частых и дорогостоящих ремонтов огнеупорной кладки (футеровки), которая быстро изнашивается.
• Ограничения по качеству и гибкости. Хотя мартеновский процесс позволял получать широкий марочный сортамент стали, он имел недостатки. Длительный контакт расплава с продуктами сгорания топлива мог приводить к насыщению металла нежелательными газами (например, азотом). Современные процессы (особенно внепечная обработка стали) позволяют гораздо точнее и быстрее управлять химическим составом и свойствами конечного продукта.

В совокупности эти факторы привели к тому, что мартеновский способ проиграл экономическую и технологическую конкуренцию кислородно-конвертерному и электросталеплавильному способам, которые обеспечивают более высокую производительность, меньшую себестоимость и соответствуют современным экологическим требованиям.

Ответ: Мартеновский способ получения стали устарел, так как он значительно уступает современным методам (кислородно-конвертерному и электросталеплавильному) по ключевым показателям: он имеет очень низкую производительность из-за длительности плавки, характеризуется высокой энергоемкостью и большим расходом топлива, наносит серьезный вред экологии и требует высоких эксплуатационных затрат.