Железо и технический прогресс

Около трех тысяч лет человек добывает и обрабатывает железо. За это время в мире выплавлено не меньше 20 млрд. т этого металла, причем значительная часть его получена в последние два столетия. Всего лишь сто лет назад мировая выплавка стали не превышала полмиллиона тонн в год. Теперь же выплавляется более полмиллиарда тонн стали ежегодно (в 1974 г. - 710 млн. т). Мировой металлофонд, т. е. все железо, заключенное в сооружениях, машинах и механизмах, составляет по приблизительным подсчетам более шести миллиардов тонн.

В последние годы в СССР, США и других промышленно развитых странах коренным образом изменилось соотношение между ростом выплавки стали и промышленного производства в целом. Как известно, в период между первой и второй мировыми войнами эти темпы примерно совпадали, а после второй мировой войны рост производства стали начал отставать от роста промышленного производства.

День завтрашний

Объяснить это явление вытесняющим действием цветных металлов, пластмасс и других материалов нельзя. Производство чугуна во всем мире в 1880 г. составляло 95,65% от производства всех металлов, а в середине XX в. - 92,9%. Всего 2,7%-вот доля, отвоеванная цветными металлами у железа за 75 лет. Из цветных металлов в наибольших масштабах растет выплавка алюминия, но пока его доля по массе составляет только 1,5, а по объему - 4,5% в сравнении со сталью. В мире сейчас производится более 11 млн. т алюминия, более 7 млн. т меди, 5 млн. т цинка, 4 млн. т свинца. И сотни миллионов тонн железа!

Можно ли рассматривать полимерные материалы как заменители стали? Разумеется, нет. Пластики, бесспорно, перспективные материалы, но лишь 6-7% потребляемых пластиков применяются вместо стали.

Основной причиной отставания темпов роста выплавки стали от темпов роста промышленного производства является сокращение удельного расхода металла на единицу изделий и мощностей, что вызвано техническим прогрессом. Переход к легированным и нержавеющим сталям удлинил срок службы металла, сократил его расход на машины и двигатели. Еще один важнейший аспект проблемы - сокращение потерь металла от коррозии. Важную роль при этом будут играть полимеры как защитные покрытия.

Железо и технический прогресс

Производство черных металлов продолжает расти с каждым годом. Статистика показывает, что за 90 лет (1870-1960 гг.) мировое производство стали увеличилось в 694 раза. Удвоение производства стали (по сравнению с уровнем 1876 г.) происходило последовательно в 1879, 1886, 1894, 1901, 1911, 1938 и 1955 гг., т. е. через промежутки в 3, 7, 8, 7, 10, 27, 17 лет. В 1969 г. произошло очередное удвоение производства стали (по сравнению с 1955 г.). Таким образом, для последнего удвоения понадобилось 14 лет.

Возникает вопрос: надолго ли хватит запасов железорудного сырья при огромных и растущих масштабах производства стали?

Предполагается, что в среднем земной шар состоит на 34,6% из железа (по массе). Но человеку доступна лишь незначительная часть этих колоссальных запасов. Извлечь желе-зо удается лишь из поверхностных скоплений богатых руд. Согласно оценке экспертов ООН, промышленные запасы железных руд в мире составляют примерно 250 млрд. т. Даже если ежегодный расход мировой металлургией превысит миллиард тонн, можно смело считать, что обнаруженных железных руд определенно хватит на два ближайших столетия.

Однако несмотря на успехи геологических наук в поисках новых месторождений, особенно в слаборазвитых районах мира, все-таки обнаруживается неравномерное распределение запасов железных руд по различным районам земного шара. Учитывая возможное истощение запасов богатых и легкодоступных месторождений железных руд, ученые в наши дни уже думают о процессах получения железа в будущем. О некоторых предполагаемых способах и рассказывается далее.