Текст выступления:

Шойын өндіру
1. Шойын өндіру: шолу және өзекті мәселелер

Шойын өндірісі Қазақстан үшін ғана емес, сонымен қатар бүкіл әлемдік металлургия саласы үшін де аса маңызды бағыттардың бірі болып табылады. Бұл сала халқымыздың индустриалдық дамуына негіз қалап қана қоймай, экономиканың металлургиялық секторындағы маңызды буын саналады. Осы сөздің аясында біз шойын өндірудің тарихи дамуы, оның физикалық және химиялық қасиеттері, негізгі шикізат көздері, өндірістің технологиялық үдерістері және қоршаған ортаға әсері туралы жан-жақты тоқталатын боламыз.

2. Шойынның тарихы және маңызы

Шойын алғаш рет біздің заманымызға дейінгі V ғасырда Қытайда жасалып, Еуразияның түрлі аймақтарына таралып, адамзаттың индустриялық дамуының негізін қалады. Қазақстан аумағында шойын өндірісі XIX ғасырдың соңында басталып, бұл металлургияның дамуына негізгі серпін берді. Елдің өнеркәсіптік әлеуетінің өсуіне ықпал еткен шойын өндіру-өндірісі осы күнге дейін металлургия саласының негізгі тірегі болып табылады.

3. Шойынның физикалық және химиялық сипаттамалары

Құрамы және негізгі қасиеттері: Шойын – темірдің көміртегі 2-4% аралығында болатын қорытпасы, сондай-ақ құрамында кремний және басқа қоспалар бар. Оның балқу температурасы 1150-1300 градус Цельсий аралығында, бұл оның өндірісте қолданылуына тиімділік береді. Шойынның беріктік пен сынғыштық қасиеттері оның әртүрлі өндірістік мақсаттарға жұмсалуын анықтайды.

Түрлері мен ерекшеліктері: Сүр шойын құрамында графит мол болғандықтан, оны өңдеу оңай келеді, бұл бұйымдарды қалыптастыру процесін жеңілдетеді. Ақ шойын болса, цементиттің көптігімен ерекшеленіп, қатты әрі беріктік қасиеті жоғары, негізгі қолдану саласы – болат өндірісі. Осы екі типтің әрқайсысы металлургиялық өндірістің ерекше тармақтарын дамытуға жол ашады.

4. Шикізат көздері және дайындық үдерісі

Темір кені – шойын өндірудің басты шикізаты, ол гематит және магнетит түрінде кездеседі. Шикізаттың сапасы темірдің мөлшеріне және тазалығына тәуелді, бұл өндіріс тиімділігіне тікелей әсер етеді. Кокс қатты отын ретінде тас көмірден алынып, домна пешінің ішіндегі отын ретінде пайдаланылады, себебі оның жану қасиеті өндірісті жылдамдатады. Әктас Пештің ішкі атмосферасын жақсартып, шлактардың қалыптасуына ықпал етеді, ал пешке тигізетін заттардың сапасын арттыру мақсатында барлық шикізат мұқият тазартылады. Бұл кезеңдер өндіріс технологиясының негізін құрап, сапалы өнім алуға мүмкіндік береді.

5. Домна пешінің құрылымы мен жұмыс істеу механизмі

Домна пеші шойын өндірудің негізгі аппараты болып табылады. Оның құрылысы көп қабатты және күрделі жүйеден тұрады, ішкі жағы жоғары температураға төзімді материалдардан жасалады. Пештің негізгі жұмыс істеу бағыты – шикізатты жоғары температурада балқытып, темірді бөлектеу. Пештің ішіндегі ауа ағыны мен отынның жануы, шикізатты балқу үдерісі нақты есептеліп, автоматты түрде бақыланады. Осылайша домна пеші металлургиядағы жүрек секілді функция атқарады.

6. Домна үдерісінің кезеңдері

Домна пешінде темір кені мен кокс бірқатар кезеңдерден өтіп, таза шойынға айналады. Ең алдымен, темір кенін пештің жоғарғы бөлігіне жүктейді. Одан кейін кокс жану процесінде оттегімен әрекеттесіп, жоғары температура қалыптастырады. Осы үдеріс барысында көміртек тотығының көмегімен темір оксидтері тотықсыздандырылып, темір бөлінеді. Пештің төменгі бөлігінде шлак жинақталып, оны кейіннен шығарып алады. Әрбір кезең металлургия саласындағы ғылыми жетістіктерге негізделіп, өндіріс тиімділігін арттыруға бағытталған.

7. Домна пешіндегі негізгі химиялық реакциялар

Домна пешіндегі химиялық үдерістер күрделі, бірақ үйлесімді жүйедегі бірнеше басты реакциялардан тұрады. Ең маңыздыларының бірі – темір оксидін тотықсыздандыру: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, мұнда таза темір алынады. Жанған кокс оттегімен әрекеттесіп, көмірқышқыл газын түзеді: C + O2 → CO2. Бұл көміртек тотығы оттекпен бірге көміртекпен қосылып, карбоксид газын жасайды: CO2 + C → 2CO. Сонымен қатар, әктас ыдырау арқылы шлак түзіледі: CaCO3 ыдырағанда CaSiO3 құрылымы қалыптасады, бұл отынның ішкі жағдайын жақсартып, пештің дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

8. Шойынның негізгі түрлері мен қолданылуы

Шойынның әртүрлі түрлері өз ерекшеліктерімен металлургия мен инженерлік іс-шараларда кеңінен қолданылады. Мысалы, сүр шойын өзінің жақсы өңделетін қасиетімен құрылыс және машина жасау салаларында маңызды рөл атқарады. Ақ шойын қаттылығы мен беріктігіне байланысты болат өндірісінде қолданылады. Бұл материалдардың әрқайсысы өндірістің нақты талаптарына және түрленуіне сай таңдалады және қолданудың көп салаларын қамтиды.

9. Шойын түрлерінің салыстырмалы қасиеттері

Шойын түрлерінің құрамындағы көміртек мөлшері мен олардың құрылымдық ерекшеліктерінің тікелей байланысы бар. Мысалы, көміртегі көп шойын қатты және сынғыш болады, ал аз көміртекті шойын иілгіш әрі өңдеуге жеңіл. Мұндай қасиеттер әртүрлі өндірістік мақсаттарға арналған шойын таңдауда шешуші фактор болып табылады. Қазақстан металлургия институтының 2023 жылғы зерттеулері бойынша, бұл ерекшеліктер материалдық сапа мен қызмет көрсету мерзіміне тікелей әсер етеді.

10. Экологиялық мәселелер және қоршаған ортаға әсер

Шойын өндірісі экологияға айтарлықтай әсер етеді: атмосфераға көмірқышқыл газы (CO2), күкіртті газ (SO2) және ұсақ бөлшектер таралады, бұл ауа сапасын төмендетеді. Сонымен бірге өндірістік ағын сулар арқылы топырақ және жер асты сулары ластанады. Осы себептен, өнеркәсіп орындары газдарды сүзіп, суды тазарту технологияларын күшейтіп, қоршаған ортаны қорғау шараларын белсенді енгізуде. Табиғат пен адам денсаулығын сақтау жағын үнемі назарда ұстау - жауапты міндет болып табылады.

11. Қазақстандағы шойын өндірісінің даму ерекшеліктері

Қазақстанда теміртау және Қарағанды қалалары шойын өндіру саласының орталықтары ретінде дамыған, мұнда жоғары технологиялық зауыттар құрылып, жұмыс істейді. «АрселорМиттал Теміртау» компаниясы еліміздегі ең ірі шойын өндірушілердің бірі болып табылады және металлургия саласының деңгейін көтеруге үлкен үлес қосады. Жыл сайын Қазақстанда 3-4 миллион тоннаға жуық шойын өндіріліп, бұл өнім өнеркәсіп, машина жасау және құрылыс секторларының дамуына негіз береді.

12. Қазақстанда шойын өндірісінің динамикасы (2013-2022)

2013 жылдан 2022 жылға дейінгі кезеңде Қазақстанда шойын өндірісі тұрақты түрде өсті. Статистика агенттігінің мәліметтері бойынша, өндіріс көлемі 35%-ға артты. Бұл өсім елдің табиғи ресурстарды тиімді пайдалануын және металлургиялық саланың технологиялық жаңғыруын көрсетеді. Нәтижесінде еліміздің экономикалық дамуы металлургия секторында нығайып, өнеркәсіптік перспективасы кеңейе түсті.

13. Шойын мен болат өндірісіндегі технологиялық байланыс

Шойын – болат өндірісінің негізі ретінде маңызды рөл атқарады. Болаттың беріктігі мен икемділігін арттыру үшін көміртек мөлшері төмендетіледі. Қазақстанда болат өндіру үшін мартен пештері, конвертерлер және электр пештері сияқты алуан түрлі технология қолданылады, бұл өндірістің тиімділігін айтарлықтай арттырады. Қазақстанда шығарылатын болаттың 80%-дан астамы шойынның бұл шикізаты негізінде жасалып, материалдың сапасын жақсартуға бағытталған.

14. Шойын өнімдерінің қолдану аясы

Шойын өнімдері көптеген салаларда қолданылады. Мысалы, құрылыс индустриясында негізінен сүр шойын қолданылады, себебі ол өңдеуге жеңіл және икемді. Машина жасау саласында ақ шойынның қаттылығы мен беріктігі жоғары бағаланады. Сонымен бірге, автобөлшектер мен тұрмыстық техника өндіруде де шойын өнімдері аса қажет, бұл оның әмбебаптығы мен өндірістік маңыздылығын көрсетеді.

15. Дүниежүзілік шойын өндіруші елдер рейтингі (2022)

2022 жылы дүниежүзілік шойын өндірісінде Қытай жетекші орынға шықты, ол әлемдік өндірістің басым көпшілігін қамтамасыз етеді. Қазақстан 20-орында болып, өзінің аймақтық маңыздылығын сақтап келеді. Басқа ірі өндіруші мемлекеттер қатарында Индия, Жапония және Оңтүстік Корея бар. Бұл рейтинг металлургиялық саланың жаһандық дамуы мен елдердің индустриялық потенциалын айқын бейнелейді.

16. Инновациялық технологиялар мен жаңалықтар

Қазіргі заманғы домна пештері өндіріс тиімділігін арттыру үшін автоматтандырылған басқару жүйелерімен жабдықталған. Бұл жүйелер жұмыс барысын нақты уақыт режимінде қадағалап, өнім сапасын тұрақты етуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, дана технологиялар арқылы өндірістік процестердің қауіпсіздігі жоғары деңгейге көтеріліп, еңбек жағдайлары жақсарды. Автоматизацияның дамуы металлургиялық саланың негізін қалаған дәстүрлі әдістерді цифрландыру мен роботизация арқылы жаңғыртуға жол ашады. Мұның әсерінен өндірістің тұрақтылығы мен экологиялық талаптарға сәйкестігі едәуір жақсарды.

Газды қалдықтарды өңдеуге арналған жаңа технологиялар енгізіліп, атмосфераға шығатын зиянды заттардың мөлшері күрт азайды. Бұл технологиялар қалдықсыз өндіріс принципіне сай келеді және қоршаған ортаға зиянды азайту арқылы индустрияның экологиялық жауапкершілігін арттырады. Мысалы, газдарды қайта өңдеу арқылы алынған энергия өндірісте қайта пайдаланылады, бұл энергия үнемдеудің жаңа кезеңін бастайды.

Нанотехнология және жасанды интеллекттің үйлесімі өндіріс процестерін оптимизациялауда таптырмас құралдарға айналып отыр. Бұл әдістер арқылы энергетикалық ресурстарды тиімді қолдану мүмкіндігі артып, экологиялық тұрақтылық қамтамасыз етіледі. Мұндай ғылыми жетістіктер металлургияның жаңа бағыттарын ашып, индустриялық процестерді жетілдіруге жол береді, нәтижесінде өнімнің сапасы мен қоршаған ортаға әсері оңтайланады.

17. Шойын өндірісіндегі заманауи сын-қатерлер мен болашағы

Шойын өндірісі 21-ші ғасырда көптеген күрделі сын-қатерлерге тап болуда. Біріншіден, шикізат қорларының шектеулі болуы өндіріс көлемін ұлғайтуға кедергі келтіреді, сондықтан технологияны жаңарту арқылы шикізат тиімділігін арттыру қажет. Екіншіден, экологиялық талаптардың қатаюы арқылы өндіріс экологияға зиянсыз болуға міндеттелген. Бұған сәйкес, қоршаған ортаға әсерді азайтатын заманауи технологиялар енгізу міндетті.

Сонымен қатар, цифрлық трансформация металлургиялық өндіріс дамуының негізгі драйверіне айналды. Қалдықтарды қайта өңдеу, жасыл металлургия тұжырымдамалары өндіріс тиімділігін арттырып, экология мен экономика арасындағы тепе-теңдікті орнатуға бағытталған. Ғылыми зерттеулер мен инновацияларға инвестиция құю арқылы Қазақстан металлургиясы жаһандық нарықта бәсекеге қабілеттілігін сақтап отыр.

18. Қазақстандағы шойын өндірісінің әлеуметтік рөлі

Қазақстандағы шойын өндірісі еліміздің әлеуметтік-экономикалық тұрақтылығын қамтамасыз етуде маңызды орын алады. Бұл сала 10 мыңнан астам тұрақты жұмыс орнын құрып, жергілікті қоғамдастықтың әл-ауқатын арттыруға ықпал етеді. Әсіресе, өнеркәсіп аймақтарда тұрақты жұмыс орындары жастардың жұмысқа орналасуына мүмкіндік туғызады.

Сонымен қатар, өндіріс орындары инфрақұрылымды дамытып, білім беру және денсаулық сақтау салаларына инвестициялар салады. Бұл әлеуметтік бағдарламалардың жүзеге асуына әкеліп, жергілікті тұрғындардың өмір сапасын жақсартады. Қоғамдық жобаларға бөлінетін қаржы көлемі, атап айтқанда, компаниялардың табысының шамамен 5%-ы осындай әлеуметтік бастамаларға бағытталуы кәсіпорындар мен қоғам арасындағы жауапкершіліктің белгісі болып табылады.

19. Өндірістік еңбек қауіпсіздігі және жұмысшылардың қорғалуы

Өндірістегі ең маңызды мәселелердің бірі – еңбек қауіпсіздігі. Қазіргі кезде ыстық температура мен улы газдардың зиянды әсерінен қорғау технологиялары міндетті түрде енгізілді. Бұл қауіп-қатерлерге қарсы кешенді шаралар жұмысшылардың денсаулығын сақтау үшін маңызды.

Арнайы желдету жүйелері мен қорғаныш киімдері қолдану өндірістік жарақаттардың төмендеуіне септігін тигізеді. Бұл құралдар еңбек жағдайларын жақсартып, жарақат алу қаупін азайтады. Мысалы, 2022 жылы Қазақстанда өндірістік жарақаттардың саны 17%-ға азайды, бұл қауіпсіздік шараларының тиімділігін айқын көрсетеді. Бұл көрсеткіш металлургиялық өнеркәсіпте қызмет ететін барлық деңгейдегі мамандардың жауапкершілігі мен ынтымақтастығының нәтижесі.

20. Шойын өндірісінің қазіргі және келешек маңызы

Шойын өндірісі Қазақстанның индустриялық дамуының базалық саласы болып табылады. Оның маңызы экономиканың тұрақты дамуына, жаңа технологияларды енгізуге және экологиялық талаптарды сақтау арқылы өндіріс тиімділігін арттыруға бағытталған. Бұған қоса, металлургия саласындағы инновациялар мен экологиялық тәртіп индустрияның тұрақтылығына ықпал етіп, еліміздің болашақ индустриалды стратегиясында басты орын алады.

Дереккөздер

Қазақстан металлургия институты. Металлургия саласындағы зерттеулер. Алматы, 2023.

ҚР Статистика агенттігі. 2023 жылғы өндіріс динамикасы туралы есеп. Нұр-Сұлтан, 2023.

Worldsteel Association. Steel Statistical Yearbook 2023.

Исаев А. С., Металлургия тарихы және технологиясы, Алматы, 2022.

Жұмабаев Е. Қ., Қазақстандағы шойын өндірісінің экологиясы, Алматы, 2021.

А. Қожахметов, «Қазақстан металлургиясының даму тарихы», Астана, 2018.

Б. Шәріпов, «Экологиялық металлургия: әлемдік тенденциялар», Алматы, 2020.

В. Иванова, «Цифрлық технологиялар металлургияда», «Инновация и производство», №12, 2022.

Д. Смайылов, «Еңбек қауіпсіздігі стандарттары Қазақстанда», Қарағанды, 2019.

Е. Мұратбеков, «Жасыл металлургияның экологиялық аспектілері», «Экология және техника», №5, 2023.