Металлургия - это что такое? Центры металлургической промышленности. Металлургическая промышленность России и её современное состояние

⁰

Металлургическое производство - это область науки, техники и отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов.

Введение в расплав в определенных количествах легирующих элементов позволяет изменять состав и структуру сплавов, улучшать их механические свойства, получать заданные физико-химические свойства.

Оно включает -

шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;

горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды, подготавливая их к плавке;

коксохимические заводы, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов;

энергетические цехи для получения сжатого воздуха (для дутья доменных печей), кислорода, очистки металлургических газов;

доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов или цехи для производства железорудных металлизованных окатышей;

заводы для производства ферросплавов; сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали;

прокатные цехи, в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат: балки, рельсы, прутки, проволоку, лист.

Основная продукция черной металлургии:

чугуны

передельный, используемый для передела на сталь,

литейный - для производства фасонных чугунных отливок на машиностроительных заводах;

железорудные металлизованные окатыши для выплавки стали;

ферросплавы (сплавы железа с повышенным содержанием Мп, Si, V, Ti и т.д.) для выплавки легированных сталей;

стальные слитки для производства сортового проката, листа, труб и т.д.;

стальные слитки для изготовления крупных кованых валов, роторов турбин, дисков и т.д., называемые кузнечными слитками.

Продукция цветной металлургии:

слитки цветных металлов для производства сортового проката (уголка, полосы, прутков);

слитки (чушки) цветных металлов для изготовления отливок на машиностроительных заводах;

лигатуры - сплавы цветных металлов с легирующими элементами, необходимые для производства сложных легированных сплавов для отливок;

слитки чистых и особо чистых металлов для приборостроения, электронной техники и других отраслей машиностроения.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.

Промышленная руда - это природное минеральное образование, содержащее какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях, при которых экономически целесообразно их извлечение. Руда состоит из рудного минерала , содержащего один ценный элемент (например, железо, марганец) или несколько ценных металлов -комплексные руды (полиметаллические), например, медно-никелевые руды, железомарганцевые, хромоникелевые и др. Кроме рудных минералов в состав руды входит пустая порода - минера лы , которые отделяются от рудных минералов при обогащении или переходят в шлаки при плавке.

В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые и бед ные. Перед использованием руды обогащают , т.е. удаляют из руды часть пустой породы. В результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла. Использование концентрата улучшает технико-экономические показатели работы металлургических печей.

Флюсы - это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования шла ков - легкоплавких соединений с пустой породой руды или концентратом и золой топлива.

Обычно шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому он располагается в печи над металлом и может быть удален в процессе плавки. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым , если в его составе отношение основных оксидов (CaO, MgO и др.) к кислотным оксидам (SiO 2 , Р 2 О 5) не более 1,5, и основным, если это отношение составляет 2,15 ... 4.

Топливо - это горючие вещества, основной составной частью которых являет ся углерод , которые применяются с целью получения при их сжигании тепловой энергии. В металлургических печах ис пользуют кокс, природный газ, мазут, до менный (колошниковый) газ.

Кокс получают на коксохимических заводах в коксовых печах сухой перегонкой при температуре > 1000 °С (без доступа воздуха) каменного угля коксующихся сортов. В коксе содержится 80 ... 88 % углерода, 8 ... 12 % золы, 2 ... 5 % влаги, 0,5 ... 0,8 % серы, 0,02 ... 0,2 % фосфора и 0,7 ... 2 % летучих продуктов. Для доменной плавки кокс должен содержать минимальное количество серы и золы. Куски кокса должны иметь размеры 25 ... 60 мм. Кокс должен обладать достаточной прочностью, чтобы не разрушаться под действием шихтовых материалов.

Природный газ содержит 90 ... 98 % углеводородов (СН 4 и С 2 Н 6) и 1 % азота. Мазут содержит 84 ... 88 % углерода, 10 ... 12 % водорода, небольшое количество серы и кислорода. Кроме того, используют доменный или колошниковый газ - побочный продукт доменного процесса.

Огнеупорные материалы - это материалы и изделия преимущественно на основе минерального сырья, обладающие огнеупорностью не ниже 1580 °С . Их применяют для изготовления внутреннего облицовочного слоя (футеровки) металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. гнеупорность материала - это способность противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. По химическим свойствам огнеупорные материалы разде ляют на

кислые, (динасовые, кварцеглинистые), Материалы, содержащие большое количество кремнезема SiO 2., например кварцевый песок (95 % SiO 2), динасовый кирпич, огнеупорность которых до 1700 °С

основные, содержащие основные оксиды (CaO, MgO), - основными (магнезитовый кирпич и металлургический порошок, магнезитохромитовый кирпич, огнеупорность которого более 2000 °С).

нейтральные.(шамотный кирпич --А1 2 Оз, )

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

Металл с давних времен стал незаменимым элементом в повседневной жизни человека. Благодаря ему у нас есть возможность использования электроэнергии, транспорта, гаджетов и других благ цивилизации. Именно поэтому металлургию можно считать ключевой отраслью промышленности каждого государства. Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, в которую вовлечены множество финансовых, материальных, энергетических и человеческих ресурсов.

Современная металлургия достигла значительного развития. Благодаря достижениям науки, у нас есть возможность использовать не только металлы, данные нам природой, но и инновационные композитные материалы и сплавы. Они обладают улучшенными свойствами и характеристиками.

Классификация разновидностей металлургии

Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.

Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.

Черная отвечает за производство сплавов на основе железа. В то же время к ней относят другие элементы, такие как хром и марганец. Все остальное производство изделий из других металлов называют цветным.

Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:

Добыча сырья и ее переработка. Большинство металлов не содержится в природе в чистом виде, а входит в состав различных руд, переработка которых называется обогащением. В процессе обогащения руду дробят на мелкие составляющие, из которых в процессе сепарации отделяют элементы метала и пустую породу. Из выделенных элементов производят сплавы.
Передел. Металлургическим пределом называют процесс изготовления полуфабрикатов, которые в свою очередь применяются для изготовления готовых продуктов. В процессе передела изменяется состав, структура и свойства сплавов, а также агрегатное состояние. К переделу можно отнести прокат и обжатие, трубное производство, плавку и разливку.
Переработка отходов. Большинство отходов металлургического производства либо утилизируют, либо перерабатывают, получая другие полезные продукты. Некоторая часть пустой породы и шлаков складываются на территории больших хранилищ под открытым воздухом. Но на сегодняшний день производители стараются максимально эффективно перерабатывать побочную продукцию. Некоторые шлаки повторно обрабатывают, получая дополнительный продукт, некоторые используют для производства сельскохозяйственных удобрений, но большинство уходит на изготовление строительных материалов, которые широко используются в повседневной жизни.

Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.

Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.

Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.

Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющейся в машиностроении.

Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.

При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.

Черная металлургия основывается на переработки железа, а именно руд, в которых оно содержится. Большинство железных руд являются природными оксидами. Именно поэтому первым этапом производства является выделение железа из оксида. Для этого используют большие доменные печи. Данный способ производства чугуна проводится при температуре свыше 1000 градусов.

При этом свойства полученного сырья напрямую зависят от температуры доменной печи и времени плавления. При дальнейшей обработке чугуна получают сталь или литейный чугун, с помощью которого выполняют отлив заготовок и изделий.

Для производства стали используют железо и углерод, добавление которого придает полученному сплаву желаемые свойства. Также могут применяться различные легирующие компоненты, необходимые для получений определенных особенностей стали.

Существует несколько способов производства стали, которые основываются на выплавке металла в жидком состоянии. Следует выделить следующие: мартеновский, кислородно-конверторный и электроплавильный.

Каждый вид стали называется маркой, которая указывает на ее состав и свойства. Для изменения свойств стали используют метод легирования, то есть добавления в сплав дополнительных компонентов. Наиболее часто для подобных целей используют такие элементы, как хром, марганец, бор, никель, вольфрам, титан кобальт, медь и алюминий. Обычно такие компоненты добавляют в расплавленную сталь.

Но существует иной способ, который заключается в прессовании мелкозернистого порошка компонентов с последующим запеканием при высоких температурах.

Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.

Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.

Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.

Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.

Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.

Добывающая металлургия

Это сфера промышленности, отвечающая за извлечение ценных металлов из руд¸ переплавки полученного сырья и получения готового продукта. Отделение металла от пустой породы и других шлаков может производиться путем химического, электролитического или физического воздействия.

Главная задача этой отрасли металлургии – оптимизация процесса выделения чистого металла, качественное отделение полезных компонентов от пустой породы и минимизация потерь.

Металлы используются в различных целях, как для изготовления различных драгоценностей и бижутерии, так и в высокотехнологических сферах. Например, в строении высокоточных приборов, современных гаджетов, компьютеров и других электроприборов. А также в космической сфере, авиастроении, и других сферах, где требуются особые свойства, которые имеют только ценные металлы.

Следует отметить, что раньше металлургия ориентировалась строго на переработку добываемого сырья. Но в последнее время, в связи с тем, что металлы не восстанавливающийся ресурс, острой стала проблема переработки вторичного сырья.

Повторной переработке подвержены цветные и черные металлы. Поэтому производители стараются максимально эффективно и в полной мере собирать и перерабатывать металлические изделия, вышедшие из эксплуатации. Рынок металлолома постоянно растет, в связи с чем растет количество больших и малых перерабатывающих предприятий. Их задача заключается в очищении металлов от сопутствующих материалов и последующей переплавки. Для сохранения качественной структуры и свойств, вторсырье плавят вместе со свежедобытым сырьем.

Дальнейшее развитие невозможно только с использованием природных ресурсов, количество которых постоянно уменьшается. Поэтому главной задачей на сегодняшний день можно считать переработку вторсырья и поиск аналогов, способны полноценно заменить металлы.

Развитие металлургии напрямую связано с интеллектуальным развитием человечества и его потребностей. Так как новые технологии требуют от уже существующих металлов улучшенных свойств и характеристик, а также создания инновационных сплавов, не имеющих аналогов ранее.

Металлургия – одна из главных базовых отраслей промышленности, обеспечивающая другие отрасли конструкционными материалами (черными и цветными металлами).

На протяжении достаточно длительного времени размеры выплавки металлов едва ли не в первую очередь определяли экономическую мощь любой страны. И во всём мире они быстро возрастали. Но в 70-е годы XX века темпы роста металлургии замедлились. Но сталь остаётся по-прежнему основным конструкционным материалом в мировой экономике.

Металлургия включает в себя все процессы от добычи руды до выпуска готовой продукции. В состав металлургической промышленности входит две отрасли: черная и цветная.

Черная металлургия. Железная руда добывается в 50 странах мира, но основное её производство приходится на небольшое число стран. Примерно Ѕ всей руды идет на экспорт. Размещение предприятий черной металлургии определяется следующими факторами:

Природно - ресурсным (ориентация на территориальные сочетания месторождений каменного угля и железа);

Транспортным (ориентация на грузопотоки коксующегося угля и железной руды);

Потребительским (связан с развитием мини-заводов и передельной металлургии). По добыче железной руды лидируют Китай, Бразилия, Австралия, Россия, Украина, Индия. Но по выплавке стали – Япония, Россия, США, Китай, Украина, Германия.

Цветная металлургия. Размещение предприятий цветной металлургии определяется следующими факторами:

сырьевой (выплавка тяжелых металлов из руд с малым содержанием полезного компонента (1-2%) – меди, олова, цинка, свинца);

энергетическим (выплавка легких металлов из богатой руды – энергоемкое производство – алюминия, титана, магния и др.);

транспортным (доставка сырья);

потребительским (использование вторичного сырья).

Цветная металлургия получила наибольшее развитие в странах, которые обладают запасом руд цветных металлов: Россия, Китай, США, Канада, Австралия, Бразилия. А в Японии и странах Европы – на привозном сырье.

По выплавке меди лидируют – Чили, США, Канада, Замбия, Перу, Австралия. Главные экспортеры алюминия – Канада, Норвегия, Австралия, Исландия, Швейцария. Олово добывается в Восточной и Юго–Восточной Азии. Свинец и цинк выплавляют США, Япония, Канада, Австралия, Германия и Бразилия.

Металлургия относится к группе отраслей, оказывающих негативное влияние на все компоненты природы. Необходимо применять природоохранные технологии, такие как, оборотное водоснабжение, малоотходное производство, методы химической очистки.

Важным шагом в этом направлении является сокращение доменного производства и переход на электрометаллургию и использование вторичного сырья.

Вопрос 20

Машиностроение мира.

Машиностроение - главная отрасль мировой промышленности, на него приходится около 35% стоимости мировой промышленной продукции. Среди отраслей промышленности машиностроение - наиболее трудоемкое производство. Особенно высокой трудоемкостью отличаются приборостроение, электротехническая и аэрокосмическая промышленность, атомное машиностроение и другие отрасли, выпускающие сложную технику. В связи с этим одним из главных условий размещения машиностроения является обеспечение его квалифицированной рабочей силой, наличие определенного уровня производственной культуры, центров научных исследований и разработок.

Близость к сырьевой базе важна лишь для некоторых отраслей тяжелого машиностроения (производство металлургического, горношахтного оборудования, котлостроение и др.).

В машиностроении мира доминирующее положение занимает небольшая группа развитых стран - США, на которые приходится почти 30% стоимости машиностроительной продукции, Япония - 15%, ФРГ - около 10% , Франция, Великобритания, Италия, Канада. В этих странах развиты практически все виды современного машиностроения, высока их доля в мировом экспорте машин (на развитые страны в целом приходится свыше 80% мирового экспорта машин и оборудования). При почти полной номенклатуре производства машиностроительной продукции ключевая роль в развитии машиностроения в этой группе стран принадлежит авиаракетно-космической промышленности, микроэлектронике, робототехнике, атомно-энергетической технике, станкостроению, тяжелому машиностроению, автомобилестроению.

В группу лидеров мирового машиностроения входят также Россия (6% стоимости машиностроительной продукции), Китай (3%) и несколько малых промышленно развитых стран - Швейцария, Швеция, Испания, Нидерланды и др. Машиностроение сильно продвинулось в своем развитии и в развивающихся странах. В отличие от развитых стран, машиностроение которых базируется на высоком уровне научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок (НИОКР), высокой квалификации рабочей силы и ориентировано в основном на выпуск технически сложной и высококачественной продукции, машиностроение развивающихся стран, основанное на дешевизне местной рабочей силы, специализируется, как правило, на выпуске массовых, трудоемких, на технически несложных, невысоких по качеству видах изделий. Среди предприятий здесь много чисто сборочных заводов, получающих комплекты машин в разобранном виде из промышленно развитых стран. Современными машиностроительными заводами располагают немногие развивающиеся страны, прежде всего новые индустриальные - Южная Корея, Гонконг, Тайвань, Сингапур, Индия, Турция, Бразилия, Аргентина, Мексика. Главные направления развития их машиностроения - производство бытовой электротехники, автомобилестроение, судостроение.

Машиностроение подразделяется на общее, включающее станкостроение, тяжелое машиностроение, сельскохозяйственное машиностроение и др. отрасли, транспортное машиностроение и электротехнику, включая электронику. Крупнейшие продуценты и экспортеры изделий общего машиностроения в целом - развитые страны: Германия, США, Япония и др. Развитые страны являются также главными производителями и поставщиками на мировой рынок станков (выделяются Япония, Германия, США, Италия и Швейцария). В составе общего машиностроения развивающихся стран преобладает выпуск сельскохозяйственных машин и несложного оборудования.

Мировые лидеры в области электротехники и электроники - США, Япония, Россия, Великобритания, ФРГ, Швейцария, Нидерланды. Производство бытовых электроприборов и изделий бытовой электроники получило развитие и в развивающихся странах, особенно в странах Восточной и Юго-Восточной Азии.

Среди отраслей транспортного машиностроения наиболее динамично развивается автомобилестроение. Ареал его пространственного распространения постоянно растет и включает в настоящее время, наряду с традиционными, главными производителями автомобилей (Япония, США, Канада, ФРГ, Франция, Италия, Великобритания, Швеция, Испания, Россия и др.), сравнительно новые для отрасли страны - Южная Корея, Бразилия, Аргентина, Китай, Турция, Индия, Малайзия, Польша.

В отличие от автомобилестроения, авиастроение, судостроение, производство подвижного состава железных дорог переживает застой. Основная причина этого - отсутствие спроса на их продукцию.

Судостроение из развитых стран переместилось в развивающиеся. Крупнейшими производителями судов стали Южная Корея (опередила Японию и вышла на первое место в мире), Бразилия, Аргентина, Мексика, Китай, Тайвань. В то же время США, страны Западной Европы (Великобритания, Германия и др.) в результате сокращения производства судов перестали играть заметную роль в мировом судостроении.

Авиационная промышленность сконцентрирована в странах с высоким уровнем науки и квалификации рабочей силы - США, России, Франции, Великобритании, ФРГ, Нидерландах.

В территориальной структуре мирового машиностроения выделяют четыре главных региона - Северную Америку, зарубежную Европу, Восточную и Юго-Восточную Азию и СНГ.

На Северную Америку (США, Канада, Мексика, Пуэрто-Рико) приходится примерно 1/3 стоимости продукции машиностроения. В международном разделении труда регион выступает как крупнейший производитель и экспортер машин высокой сложности, изделий тяжелого машиностроения и наукоемких отраслей. Так, в США, занимающих лидирующие позиции в регионе и мире по общей стоимости продукции машиностроения, большая роль принадлежит авиаракетно-космическому машиностроению, военно-промышленной электронике, производству ЭВМ, атомно-энергетической технике, военному кораблестроению и др.

На страны Европы (без СНГ) также приходится около 1/3 продукции мирового машиностроения. Регион представлен машиностроением всех видов, но особо выделяется общим машиностроением (станкостроением, производством оборудования для металлургии, текстильной, бумажной, часовой и др. отраслей промышленности), электротехникой и электроникой, транспортным машиностроением (автомобилестроением, авиастроением, судостроением). Лидер европейского машиностроения ФРГ - крупнейший экспортер в регионе и мире продукции общего машиностроения.

Регион, включающий страны Восточной и Юго-Восточной Азии, дает примерно четверть продукции мирового машиностроения. Основной стимулирующий фактор в развитии машиностроения в странах региона -относительная дешевизна рабочей силы. Лидер региона - Япония - вторая машиностроительная держава мира, крупнейший экспортер изделий наиболее квалифицированных отраслей (микроэлектроника, электротехника, авиатехника, робототехника и др.). Другие страны - Китай, Республика Корея, Тайвань, Таиланд, Сингапур, Малайзия, Индонезия и др. производят трудоемкую, но менее сложную продукцию (производство бытовых электроприборов, автомобилей, морских судов и пр.) и также весьма активно участвуют в работе на внешний рынок.

Особый регион мирового машиностроения образуют страны СНГ. Они имеют полную номенклатуру машиностроительного производства. Особенно большое развитие получили здесь отрасли военно-промышленного комплекса, авиационной и ракетно-космической промышленности, бытовой электроники, отдельные несложные отрасли общего машиностроения (производство сельскохозяйственной техники, металлоемких станков, энергетического оборудования и др.). В то же время по ряду отраслей, особенно наукоемких, отмечается серьезное отставание. Лидер СНГ - Россия, несмотря на огромные возможности развития машиностроения (значительный производственный, научно-технический, интеллектуальный и ресурсный потенциал, емкий внутренний рынок, предъявляющий большой спрос на разнообразную машиностроительную продукцию и пр.), в международном разделении труда выделяется лишь производством вооружения и новейшей космической техники и вынуждена даже импортировать много видов машин.

За пределами главных машиностроительных районов расположены достаточно крупные по масштабам и сложности структуры производства центры машиностроения - Индия, Бразилия, Аргентина. Их машиностроение в основном пока работает на внутренний рынок. Вывозят эти страны автомобили, морские суда, велосипеды, несложные виды бытовой техники (холодильники, стиральные машины, кондиционеры, пылесосы, калькуляторы, часы и т. п.).

. В состав металлургической промышленности входят черная и цветная металлургия . Первая занимается добычей руд черных металлов (железных, марганцевой, хромитов), выплавке чугуна и стали, производством проката и ферросплавов

В цветной металлургии принадлежит добыча и обогащение руд цветных металлов, выплавка металлов и сплавов, производство проката. К цветных относятся все остальные металлы, кроме уже названных черных. Среди основных выделяют тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, ртуть, никель) и легкие (алюминий, магний, титан) металлы. Помимо основных, отрасль перерабатывает легирующие (вольфрам, молибден, ванадий), драгоценные (зол вот, серебро, платина), редкие и рассеянные (цирконий, германий, селен) металлы, а также алмазы, топазы и другие минералали.

. Обогащение - это производственный процесс, направленный на повышение концентрации полезного элемента в руде

Черные и цветные металлы являются основными конструкционными материалами, на которых базируется ма-шинобудивництво

Черная металлургия

Черная металлургия в Украине принадлежит к числу основных отраслей промышленности, имеет экспортную ориентацию

Сырьем для черной металлургии является железная и марганцевой руды, хромиты, а также руды некоторых цветных металлов (никеля, кобальта, вольфрама и др.), металлолом. Основными видами топлива является кокс и природный газ. В металлургическом производстве используют также флюсу известняки и доломиты, огнеупорные глины для печей, формовочных песковки.

Для черной металлургии характерны комбинирование и концентрация производства. Кроме основного производства, в состав металлургического комбината входят коксохимический завод, агломерационная фабрик, электростанций ция, азотно-туковый завод, завод строительных материалов тощо.

. Агломерат (обогащенная железная руда) вместе с коксом и флюсами (известняками, которые используют для удаления вредных соединений из расплавленного железа) загружается в доменных печей. Часть чугуна, которая перерабатывается на сталь (передельный и чугун), в жидком состоянии поступает в сталеплавильных печей. Охлажденная сталь в виде слитков поступает в прокатного цеха, где из них производят прокат. Из отходов основного производства изготавливают строительные материалы, азотные удобрения и т.д.. То есть на комбинате полного цикла осуществляются все стадии производственного процесса - от добычи руды до выпуска конечной продукции * 4ї.*4"

В черной металлургии, кроме комбинатов полного цикла (большой металлургии), есть заводы перерабатывающей металлургии, производящие только сталь (с привозные чугуна и металлолома), прокат или ферросплавы. На костров ех машиностроительных заводах являются металлургические цеха (малая металлургия), которые производят для собственных нужд сталь, чугунное и стальное литьео.

Ранее сталь получали в мартеновских печах, которые сжигают кокс для выплавки металла. В 2000-2005 гг уже более 60% этой продукции давали электропечи и конвертеры (печи, где из железной руды непосредственной дньо производится сталь). Возникла новая подотрасль черной металлургии - порошковая металлургиигія.

География черной металлургии

Основными факторами размещения предприятий отрасли в топливный и сырьевой. Перерабатывающая и малая металлургия ориентируются на потребителя (крупные машиностроительные заводы), а производство стали в электропечах - на

электроэнергию. Важное значение для металлургических предприятий должна наличие воды

В Украине исторически сформировались и сегодня функционируют три основных района черной металлургии:. Донецкий (13 предприятий),. Приазовский (пять предприятий),. Приднепровский (14 предприятий). Первые два районы ориентируются, в основном, на топливо и потребителя, а. Приднепровья - на месторождения железных и марганцевой руд, воду. Днепра.

Крупнейшим производителем черных металлов и проката является. Приднепровский металлургический район, где сформировались три крупные промышленные узлы:. Днепровский (Днепропетровск,. Днепродзержинск,. Новомосковск),. Запорожской оризький (запорожские заводы"Запорожсталь", электросталеплавильных"Днепроспецсталь", завод ферросплавов) и. Криворожский (карьеры, шахты и обогатительные комбинаты железных руд. Кривого. Рога, марганцевой. Ни кополя, а также металлургические, трубные и ферросплавные заводы этих городов). Кременчугский узел находится в стадии формирования. Здесь действует только. Днепровский гирничозбагачуваль-ный комбинат, работающий на рудах. Кр еменчуцького железорудного месторождения. Огнеупорные глины используют на предприятиях. Приднепровье с местных месторождений, а известняки привозят с. Крымиму.

Донецкий металлургический район сформировался на базе местных месторождений высококачественного коксующегося угля, известняков, железной руде. Кривого. Рога и. Никопольском марганца. Крупнейшими центрами черной металлурги ргии на. Донбассе. Донецк,. Макеевка,. Алчевск,. Харцызск. К крупнейшим в Украине принадлежат. Алчевский комбинат,. Донецкий,. Енакиевский,. Краматорский,. Кос-тянтинивський - металлургические,. Харцызский и. Ма киивський - трубопрокатные заводди.

В состав. Приазовского района черной металлургии входят предприятий. Мариуполя, а также железорудное месторождение и горно-обогатительный комбинат в. Керчи. Металлургия. Приазовского района обеспечивает металло ом местные машиностроительные предприятия, часть продукции экспортируется в другие страны морским дорожном.

Раздел 1. История металлургии.

Раздел 2. Добывающая металлургия .

Раздел 3. Свойства металлов.

Раздел 4. Применения металлов .

Раздел 5. Сплавы.

Металлургия - этообласть науки и техники, промышленности.

К металлургии относятся:

производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;

получение сплавов;

обработка металлов в горячем и холодном состоянии;

нанесение покрытий из металлов;

область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов.

К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности .

Металлургия подразделяется на чёрную и цветную. Чёрная металлургия включает добычу и обогащение руд чёрных металлов, производство чугуна, стали и ферросплавов. К чёрной металлургии относят также производство проката чёрных металлов, стальных, чугунных и других предметов торговли из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов.

Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

В культуре ранних времён присутствуют , медь , олово и метеоритное железо , позволявшие вести ограниченную металлообработку. Так, высоко ценились «Небесные кинжалы» — египетское оружие, созданное из метеоритного железа 3000 лет до н. э. Но, научившись добывать и олово из горной породы и получать сплав, названный бронзой, люди в 3500 годы до н. э. вступили в Бронзовый век.

Получение железа из руды и выплавка металла было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века. Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором владычества филистимлян.

Следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях.

Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока, древний Египет и Анатолия (), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Индия, и т. д.

Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи, чугун , сталь , гидр молоты и т. п.).

Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

Металлургия в первоначальном значении - искусство извлечения металлов из руд. Возникла металлургия еще в глубокой древности. При раскопках были найдены следы выплавки купрума, датированные еще 7-6-м тысячелетием до н.э. И примерно в то же время человеку стали известны такие самородные металлы, как серебро , медь, с метеоритов.

Сначала железо и медь обрабатывали в холодном состоянии. Металл поддавался такой обработке. Более широкое распространение медные предмета торговли получили с изобретением ковки - горячей кузнечной обработки.

Затем широко распространилась (2-е тысячелетие до н.э.). Бронза - это сплав купрума с оловом, по качеству она намного превосходила медь. Это и устойчивость против коррозии, и твёрдость, и острота лезвия, и лучшее заполнение литейных форм. Это был переход к бронзовому веку.

Следующим этапом человек научился получать из руд железо. его получения заключался в использовании сыродутных горнов и был малопроизводителен. Этот процесс стали улучшать - ввели обогащение железа углеродом и последующую его закалку. Так получилась сталь . И к 1-му тысячелетию до н.э. стало наиболее распространенным среди используемых человеком материалов ( , Азия).

Металлургия железа не менялась, наверное, порядка 3 тысячелетий. Но процесс постепенно улучшался, и к середине 14 века появились первые доменные печи. Увеличение высоты этих печей и, соответственно, более мощная подача дутья, привели к удобному получению чугуна . Появился так называемый кричный передел (передел чугуна в ковкое железо). Кричный как способ получения стали был более выгоден и практически вытеснил прежние способы ее получения на основе сыродутного железа. Хотя из него и делалась та самая, знаменитая дамасская сталь .

В Британии в 1740 г. появилась тигельная плавка (уже известная на Востоке). А в последней четверти 18 века - пудлингование. Тигельная плавка - это был первый способ производства литой стали. Но эти процессы не могли конкурировать с развивающейся быстрыми темпами металлургией чугуна. Перелом произошел с изобретением трех новых процессов получения литой стали. В 1856 году - это бессемеровский процесс. В 1864 году - мартеновский, а в 1878 - томасовский процесс. К середине 20 века производство стали уже потеснило в процентном отношении.

Дальше производство развивалось путем всё большего увеличения производительности агрегатов, различными улучшениями в технологии, широкой автоматизацией производственных процессов. В электропечах начала производиться высококачественная (легированная) . Использовался переплав металла в дуговых вакуумных печах, в плазменных установках. Начали развиваться способы прямого получения железа, за которыми будущее.

А добывали золото , серебро , олово, свинец, медь, ртуть.

В доисторические времена золото получали из россыпей путем промывки. Оно выходило в виде песка и самородков. Затем начали применять золота (удаление примесей, отделение серебра), во второй половине 2-го тысячелетия до н.э. В 13-14 веках научились применять азотную кислоту для разделения золота и серебра. А в 19 веке был развит процесс амальгамации (хоть он и был известен в древности, но нет доказательств, что его использовали для добычи золота из песков и руд).

Серебро добывали из галенита, вместе со свинцом. Затем, через столетия, их начали выплавлять совместно (примерно к 3-му тысячелетию до н.э. в Малой Азии), а широкое распространение это получило еще спустя 1500-2000 лет.

Медь начали массово производить, когда Семенников В.А. изобрел в 1866 году конвертирование штейна.

Олово когда-то давно выплавляли в простых шахтных печах, после чего делалась его очистка специальными окислительными процессами. Сейчас в металлургии олово получают путем переработки руд по сложным комплексным схемам.

Ну, а ртуть производили путем обжига руды в кучах, при котором она конденсировалась на холодных предметах. Затем уже появились керамические сосуды (реторты), на смену которым пришли железные. А с ростом спроса на ртуть ее стали получать в специальных печах.

Height="294" src="/pictures/investments/img778364_20_Zoloto_iz_Fiv_750-700_do_n-e.jpg" title="20. Золото из Фив 750-700 до н.э" width="686">

Материальные ценности человека немыслимы без металлов, и значение металлургии в создании современной цивилизации очень велико. Металлы применяются в строительстве, военном деле, в транспорте и связи, в производстве средств и предметов потребления, в сельском хозяйстве. Современная металлургия позволяет получать почти все элементы периодической системы, кроме разве что галоидов и газов.

Для получения металлического листа из крицы, скажем, весом всего в 30-35 килограммов молотобоец должен был напряженно работать 12-15 часов. А попробуйте-ка столько времени помахать огромной кувалдой! С появлением же механического молота для выполнения подобной работы уже не требовалось таких усилий, да и занимала она всего4-6 часов, включая время на разогрев металла.

Развивая большую ударную силу, молоты позволяли получать гораздо большей прочности, чем в ручной кузнице. Хвостовой молот, применявшийся для отковки полосового металла на одном из шведских заводов, имел боек весом около 80 килограммов и делал 120 ударов в минуту. Разумеется, никакому молотобойцу подобное было не под силу.

Но скоро стало очевидным, что и хвостовой молот, не обеспечивает необходимой однородности механических свойств по всему объему некоторых предметов торговли (например, поковок большой длины - полосового железа и т.п.). Ведь металлическую полосу под удар бойка рабочий подвигал вручную. Требовалось найти принципиально новый способ механической обработки металла, который давал бы абсолютно одинаковое давление по всей плоскости предмета торговли.

Вам, несомненно, приходилось видеть, как хозяйки круглой скалкой раскатывают ком теста на столе. Постепенно тесто делается все тоньше и тоньше, зато занимает все большую площадь. Теперь представьте, что вместо теста вы имеете дело с раскаленным металлом, а вместо скалки и поверхности стола у вас два круглых вращающихся валка. Металл пропускают между валками один раз, другой, третий.

Все тоньше и тоньше становится металлическая полоса, все сильнее она вытягивается. И что самое главное, упрочняется равномерно по всей длине. Такой процесс обработки металла называется прокаткой. А два валика - это и есть прокатный стан.

Металлургия (Metallurgy) - это

Добывающая металлургия

Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.

Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом, либо отходом.

Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание. Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.

Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.

Металлургия (Metallurgy) - это

Свойства металлов

металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:

Твердость.

Звукопроводность.

Высокая температура плавления.

Высокая температура кипения.

При комнатной температуре металлы находятся в твёрдом состоянии (за исключением ртути, единственного металла, находящегося в жидком состоянии при комнатной температуре).

Отполированная поверхность металла блестит.

Металлы — хорошие проводники тепла и электричества.

Обладают высокой плотностью.

Применения металлов

медь обладает пластичностью и высокой электропроводностью. Именно поэтому она нашла свое широкое применение в электрических кабелях.

Золото и серебро очень тягучи, вязки и инертны, поэтому используются в ювелирном деле. Золото также используется для изготовления неокисляемых электрических соединений.

Железо и сталь обладают твердостью и прочностью. Благодаря этим их свойствам они широко используются в строительстве.

Алюминий ковок и хорошо проводит тепло. Он используется для изготовления кастрюль и фольги. Благодаря своей низкой плотности — при изготовлении частей самолётов.

Человек начал использовать металл в жизнедеятельности еще с древнейших времен. Создание качественных сельскохозяйственных орудий и оружия для охоты и защиты своего племени было бы невозможно, если для этого не использовались различные виды металлов.

Человечество развивалось и, вместе с этим, совершенствовалось и производство. Конструкции и предметы быта, созданные сегодня, могут прослужить конечному приобретателю свыше нескольких десятилетий, продолжая оставаться такими же качественными и надежными. Создание сплавов позволило вывести использование металлов на новый уровень, позволив изготовлять по-настоящему прочные предмета торговли и комплектующие, которым нестрашны воздействия низких и высоких температур и кислот.

Строительство зданий различного назначения, автомобилестроение, машиностроение и многие другие виды тяжелой и легкой промышленности невозможны без использования металлов.

Основным достоинством, которое характеризует металл, является то, что он способен принимать любую форму под воздействием на него давящего инструмента.

Наиболее часто используемыми видами сплавов сегодня являются сталь и чугун. Кроме этого, весьма распространенными в промышленности являются материалы, основным элементом которых является медь или алюминий .

В настоящее время сталь находится на первом месте по объемам годового производства металлов и сплавов. Наиболее частый ее состав - это железо и углерод, количество которого составляет два процента. Также существуют малоуглеродистые и высокоуглеродистые виды стали и сплавы, в которых добавлен ванадий, Ni или хром. широко используется не только в промышленности, но и для изготовления предметов, используемых в быту, - ножи, бритвы, ножницы, иглы и т.д.

На втором месте по годовому объему производства находится чугун. Также как и сталь, он представляет собой сплав железа и углерода, однако последнего в нем значительно больше, чем в стали. Также в чугун добавляется кремний, который делает сплав особенно прочным. Наибольшее применение чугун нашел в строительстве, где из него изготавливаются трубы, арматура, крышки люков и другие элементы, основным требование к которым является прочность.

Менее распространенными, по сравнению со сталью и чугуном, являются сплавы из алюминия, однако в некоторых сферах промышленности отказаться от их использования невозможно. Прежде всего, к ним относится машиностроение, пищевая , изготовление архитектурно-отделочных материалов.

Основным достоинством этого вида сплавов является то, что они легко поддаются обработке на металлорежущих станках, а также сварке и штампованию. Они эко логичны и совершенно безвредны, что позволяет использовать сплавы алюминия в пищевой промышленности и для перевозки и хранения продуктов. Также сплавы из алюминия стойки к коррозии и имеют высокую отражательную способность. Ограничением в их применении является то, что подобные сплавы утрачивают свои свойства при высоких температурах, тем не менее, это не мешает использовать их в ряде промышленных задач.

Сложно представить, какой бы была современная промышленность, если бы не существовал металл. Создание долговечных и надежных конструкций и предметов быта было бы невозможным, если б человечество не научилось использовать металлы и создавать их сплавы. Постоянное развитие металлургии делает металлы все более совершенными и качественными, поэтому изготовление продукции становится все более качественным и быстрым.

Металлургия (Metallurgy) - это

Сплавы

Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, купрума, железа, магния, никеля , титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Медно-никелевые сплавы используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления не намагничиваемых предметов торговли. Супер сплавы на основе никеля используются при высоких температурах (теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.

По способу изготовления сплавов различают литые и порошковые сплавы. Литые сплавы получают кристаллизацией расплава смешанных компонентов. Порошковые — прессованием смеси порошков с последующим спеканием при высокой температуре. Компонентами порошкового сплава могут быть не только порошки простых веществ, но и порошки химических соединений. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана .

В твердом агрегатном состоянии сплав может быть гомогенным (однородным, однофазным — состоит из кристаллитов одного типа) и гетерогенным (неоднородным, многофазным).

Твёрдый раствор является основой сплава (матричная фаза). Фазовый состав гетерогенного сплава зависит от его химического состава. В сплаве могут присутствовать: твердые растворы внедрения, твердые растворы замещения, химических соединений (в том числе карбиды, нитриды) и кристаллиты простых веществ.

Свойства металлов и сплавов полностью определяются их структурой (кристаллической структурой фаз и микроструктурой). Макроскопические свойства сплавов определяются микроструктурой и всегда отличаются от свойств их фаз, которые зависят только от кристаллической структуры. Макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения фаз в металлической матрице. Сплавы проявляют металлические свойства, например: электропроводность и теплопроводность, отражательную способность (металлический блеск) и пластичность. Важнейшей характеристикой сплавов является свариваемость.

Сплавы различают по назначению: конструкционные, инструментальные и специальные.

Конструкционные сплавы:

дюралюминий

Конструкционные со специальными свойствами (например, искр безопасность, антифрикционные свойства):

Для заливки подшипников:

Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:

манганин