У 70-90-х роках минулого століття в усіх розвинених країнах була проведена глибока реструктуризація і технічна модернізація металургійного виробництва, у процесі якої були ліквідовані застарілі і зайві виробничі потужності. Мартенівське виробництво було замінене киснево-конверторним процесом і виробництвом електросталі. Була впроваджена технологія безперервного розливу сталі. Це дозволило суттєво збільшити продуктивність праці і зменшити енерго-  і матеріалоємність продукції. В процесі модернізації помітно знизилося негативне навантаження металургійного виробництва на навколишнє середовище.

     Україна і Росія, які є великими виробниками  чорного металу, дотепер не зуміли реалізувати програми реструктуризації і технічного відновлення своїх секторів чорної металургії і тому залишаються зоною найвідсталішого у світі металургійного виробництва. Виявляється це в низькому рівні продуктивності праці, завищених енерго-  і матеріаловитратах і високому ступені забруднення навколишнього середовища. Україна належить до декількох країн світу, в яких збереглося переважання застарілих технологій.

     У металургійному виробництві все ще значне місце посідає мартенівський спосіб виплавки сталі. У світі цей показник становить всього 3,0%. Крім України досить великий мас  штаб мартенівського виробництва зберігся тільки в Росії. Але і там його питома вага набагато нижча – 23,7%. У невеликих розмірах мартенівське виробництво є в Китаї (1,1%) й Індії (6,9%).

     В українському секторі чорної металургії низьку частку посідають технології виробництва електросталі і безперервного розливу сталі. Частка електросталі в 2009 р. становила 4,2% проти світового рівня в 33,8%, безперервного розливу сталі – 23,1% проти світового рівня 88,0%. [2]

     Для з’ясування причин повільного витиснення мартенівського способу виплавки сталі були проведені інтерв’ю з експертами і представниками підприємств. Як з’ясувалося, в умовах України у виробників не було досить сильних стимулів для заміни мартенівського способу киснево-конверторним і виробництвом електросталі. Окрім відсутності необхідних інвестиційних ресурсів, зіграла свою роль і порівняльна економічність існуючого мартенівського виробництва. В умовах обмеженого застосування технології безперервного розливу сталі воно виявилося економічнішим за киснево-конверторний спосіб.

     Українські  металурги мали можливість використовувати при мартенівському способі підвищену кількість металобрухту замість чавуну, що забезпечило необхідну якість виплавленої сталі.

     Розширення виробництва електросталі стримується високим рівнем цін на електроенергію і проблемами з постачанням якісного металобрухту великими партіями.  З цієї причини при технологічному і технічному оновленні підприємств значна увага приділяється вдосконаленню саме мартенівського виробництва. Так, застосування на Донецькому металургійному заводі продувки мартенівської ванни інертним газом з метою інтенсифікації процесів тепло-  і масообміну в сполученні з використанням агрегату піч-ківш дозволило скоротити тривалість плавки, знизити витрати палива і вогнетривів. При цьому з’явилася можливість синхронізувати роботу декількох мартенівських печей з установкою безперервного розливу сталі.

     Очікується, що при обмежених інвестиційних  ресурсах заміна мартенівського виробництва більш прогресивними способами відбудеться тільки після повного виробітку ресурсів їхнього устаткування. Це займе період у 10-15 років. Збільшення обсягів виробництва киснево-конверторної сталі і електросталі переважно відбуватиметься за рахунок реконструкції і технічного покращення існуючих виробничих потужностей і підвищення ступеня їх використання.

     Головним  напрямком технологічного відновлення  є розширення застосування технології безперервного розливу сталі. Розширення застосування цієї технології відбуватиметься насамперед за рахунок більш повного освоєння потужностей існуючих машин безперервного лиття за  готівок. Це передбачено на Дніпровському металургійному комбінаті, Донецькому і Єнакіївському металургійних заводах. Нове будівництво машин планується здійснити на Алчевському металургійному комбінаті, «Криворіжсталі», а також на Єнакіївському металургійному заводі.

     Нарощування обсягів безперервного розливу сталі відбуватиметься переважно в киснево-конверторних цехах, а у випадку вдалих результатів застосування машин безперервного лиття заготівок у мартенівських цехах Алчевського металургійного комбінату і Донецького металургійного заводу – і в мартенівському виробництві.

     Про технічний рівень прокатного виробництва  можна судити за таким найзагальнішим показником як частка виробництва заготівок, співвідношення обсягів виробництва  сортового і плоского прокату. У  складі плоского прокату – по частці виробництва листа з покриттям.

     Україна далеко відстає від рівня світу у виробництві плоского прокату і виробництві листа з покриттям. На нераціональній структурі виробництва прокату позначається не тільки тиск зовнішнього попиту, але й існуюча спеціалізація виробничих потужностей прокатного виробництва, які Україна успадкувала від колишнього СРСР. [4]

     При існуючій в Україні практиці технічного оновлення в середньостроковій  перспективі неможна очікувати  суттєвих змін в їх спеціалізації. Незначне покращання структури прокатної  продукції буде досягнуто за рахунок більш повного використання наявних потужностей плоского прокату і незначної їх модернізації під час капітального ремонту.  Низький технічний рівень і застосування застарілих технологій зумовлює підвищену порівняно зі світовим рівнем праце-, енерго-  і матеріалоємність металургійного виробництва в Україні. За оцінками експертів, виробництво української металургійної продукції порівняно з рівнем розвинених країн має на 5-7% вищу матеріалоємність, і на 25-30% вищу енергоємність. Продуктивність праці на українських металургійних підприємствах перебуває приблизно на рівні Росії, дещо вище, ніж у Китаї, проте в 3,4-4 рази нижче, ніж у розвинених країнах, і в 2,7 рази нижче, ніж у Бразилії. [2] 

    3. Перспективні напрямки інтенсифікації виробництва 

    Чорна металургія має колосальний енергозберігаючий  і екологічний потенціал саме за рахунок наявності в ній  морально застарілих технологічних процесів, до яких відноситься мартенівське виробництво. Одним з основних питань перебудови чорної металургії є оптимізація сталеплавильного виробництва.

    Одним з основних інноваційних напрямів в  цій галузі є порошкова металургія. Успіхи, які досягнуто в багатьох галузях нової техніки, в значній мірі пов’язані з її розвитком. Порошкова металургія, як і звичайна металургія, є, з одного боку, областю техніки, що робить порошки металів, сплавів, тугоплавких сполук інтерметалідів і виробів з них із заданими властивостями, а з іншого боку – наукою про принципи одержання дисперсійних систем, їхніх властивостях і методах виробництва з них деталей різного призначення.

    У галузевому відношенні порошкова металургія являє собою сполучення металургійного (порошки) і машинобудівного (вироби) виробництв, що різко відрізняє її від таких технологічних процесів як кування, штампування, різання металів, зварювання. Нерозривність металургійного і металообробного переділів і визначає винятково високу ефективність порошкової металургії, що, наприклад, дозволяє одержувати залізні і сталеві порошки безпосередньо з руд або відходів металургійного виробництва з наступним пресуванням з цих порошків напівфабрикату, їх спіканням і штампуванням, минаючи такі складні металопроцеси, що характеризуються великими втратами, як доменний, мартенівський, прокатний, а також обробка металів різанням.

    Основними промисловими методами одержання металевих  порошків є: відновлення оксидів  твердими відновлювачами і газами, розпилення рідких металів за допомогою повітря, газів, відцентрових сил, ударних впливів з наступним низькотемпературним відновленням.

     Типовими деталями з порошкових конструкційних матеріалів є шестірні, зірочки, кулачки, корпуси, кільця, шайби, заглушки, важелі, деталі замкових механізмів, державки різців і ін. деталі машин і приладів. Потреба в цій групі деталей перевищує 60% усієї потреби порошкових матеріалів.

    Виготовлення  виробів з порошку включає  приготування сумішей необхідних порошків і сполучних добавок, попереднє  пресування при кімнатній температурі, високотемпературне (Т = (0,7–0,8) Т_пл, де Т_пл – температура плавлення основного компонента спікаємой продукції) пресування і віджиг. Готовий виріб має потребу в незначній поверхневій обробці. Порошкова металургія дозволяє створювати вироби із самих тугоплавких матеріалів і їхніх композицій, що звичайними шляхами зробити неможливо. Матеріалам, що не допускають механічної обробки, може бути надана дуже складна і точна форма.

    Використання  порошкової металургії має такі основні переваги:

• знижуються витрати на подальшу механічну обробку, без якої можна обійтись або істотно її зменшити, готовий виріб точніший за формою і розмірами;
• технології зберігають енергію та ресурси, зменшується кількість операцій з виготовлення виробу, використовується понад 97% вихідної сировини;
• використовуючи багатокомпонентні суміші, поєднуючи металеві і неметалеві компоненти, можливо отримати виріб з унікальними властивостями, наприклад, підшипники ковзання з ефектом самозмазування;
• одержання більш високих технічних, економічних і експлуатаційних характеристик виробів порівняно із традиційними технологіями.

    Недоліком порошкової металургії є трохи менша механічна міцність і щільність виробів, чим при звичайній технології металообробки.

    Впровадження  технології порошкової металургії в  промисловість дозволяє зменшити енерговитрати, тому що вона найменше енергоємна. [5] 

    В даний час повсюдно поширений  в Україні мартенівський спосіб виплавки сталі (44-49% від усього її обсягу) витісняється киснево-конвертерним і електросталеплавильним виробництвом.

    Киснево-конвертерне  виробництво являє собою один з видів переділу рідкого чавуна в сталь без витрати палива шляхом продувки чавуна в конвертері технічно чистим киснем, який подається через фурму, що вводиться в метал зверху. Кількість повітря, необхідного для переробки 1 т чавуну, складає 350 кубометрів.

    Успіх киснево-конвертерного способу полягає в можливості переробки чавуну практично будь-якої сполуки, використанням металобрухту від 10 до 30%, можливістю виплавки широкого асортименту сталей, включаючи леговані, високою продуктивністю, малими витратами на будівництво, великою гнучкістю і якістю продукції. Цей спосіб більш продуктивний, ніж мартенівський, менш шкідливий для навколишнього середовища.

    Виробництво сталі в електричних печах. В електропечі можна одержувати леговану сталь з низьким змістом сірки і фосфору, неметалічних включень, при цьому втрати легуючих елементів значно менші. В процесі електроплавки можна точно регулювати температуру металу і його склад, виплавляти сплави майже будь-якого складу.

    Електричні  печі мають істотні переваги в  порівнянні з іншими сталеплавильними агрегатами, тому високолеговані інструментальні сплави, шарикопідшипникові, жаростійкі і жароміцні сплави, що не іржавіють, а також багато конструкційних сталей виплавляють тільки в цих печах.

    Потужні електропечі успішно застосовують для одержання низьколегованих і високовуглеродистих сталей мартенівського сортаменту. Крім того, в електропечах одержують різні феросплави, що представляють собою сплави заліза з елементами, які необхідно вводити в сталь для легування і розкислення.

    Електронно-променева  плавка металів. Для одержання особливо чистих металів і сплавів використовують електронно-променеву плавку. Плавка заснована на використанні кінетичної енергії вільних електронів, що одержали прискорення в електричному полі високої напруги. На метал направляється потік електронів, в результаті чого він нагрівається і плавиться.

      Електронно-променева плавка має ряд переваг: електронні промені дозволяють одержати високу щільність енергії нагрівання, регулювати швидкість плавки у великих межах, виключити забруднення розплаву матеріалом тигля і застосовувати шихту в будь-якому виді. Перегрів розплавленого металу в сполученні з малими швидкостями плавки і глибоким вакуумом створюють ефективні умови для очищення металу від різних домішок.