Базовой отраслью промышленности РФ, которая определяет жизнеспособность экономики, является металлургическая промышленность . Кроме этого это одна из ключевых направлений развития экономики страны, так как ее доля в ВВП составляет 5%.
Определение 1
Металлургическая промышленность – это отрасль тяжелой промышленности, которая включает в себя процессы изготовления металлов из руд или других материалов, а также металлических сплавов.
В структуру металлургической промышленности входят следующие процессы: непосредственное производство металлов; горячая и холодная обработка металлических изделий; сварка; нанесение металлических покрытий.
Сама процедура изготовления металлических изделий состоит из трех этапов: добыча и подготовка руды; переплавка; использование и утилизация.
В процессе производства металлов используется различное сырье. В зависимости от того, какое именно сырье применяется, выделяют черную и цветную металлургическую промышленность. К первой категории относятся металлы, в состав которых входят железо, марганец и хром. К другой группе – все остальные металлы.
Определение 2
Под черной металлургической промышленностью понимается извлечение из недр земли и последующая обработка руд черных металлов, а также сталелитейное и чугунолитейное производства, прокат заготовок и изготовление сплавов из железа.
Продукция, которая производится на металлургических комбинатах является: основной (или конечным продуктом); побочной (или той, что появляется при изготовлении основных изделий); попутной (или той продукцией, которая остается после производства основной и побочной продукции и может применяться как вторичное сырье).
Основной продукцией черной металлургической промышленности считается металлопрокат, чугун, метизы и др.
Если сравнивать черную с цветной металлургией, то при производстве цветных металлических изделий затрачивается много энергии. Это объясняется низким содержанием полезных веществ в цветных металлах и большими объемами отходов, которые требуют определенных способов утилизации.
Основными видами цветных изделий являются сортовый и листовой прокат.
Если рассматривать общие факторы размещения отраслей металлургиечкой промышленности, то выделяют три типа металлургических баз в России:
Основными факторами, которые влияют на расположение металлургических центров, являются:
Базой для развития машиностроения и металлообработки является именно отрасль черной металлургии. Ее продукция используется практически во всех сферах экономики. Россия входит в пятерку мировых производителей черных металлов вместе с США, Японией, Китаем и Германией.
Производственную базу черной металлургии составляют предприятия полного цикла: чугун - сталь - прокат, а также комбинаты, которые выпускают чугун - сталь, сталь - прокат и отдельно чугун, сталь, прокат.
Факторы размещения предприятий черной металлургии довольно разнообразны. Особыми факторами выделяют в производстве электросталей и ферросплавов. Россия достаточно обеспечена сырьем для черной металлургии, но размещены железные руды и топливо на территории страны неравномерно.
Рисунок 1. Основные факторы размещения предприятий черной металлургии. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ
Цветная металлургия в России развивается на основе применения собственных больших месторождений разнообразных руд цветных, благородных и редких металлов, а также на добыче алмазов. РФ занимает второе место после США по выпуску продукции цветной металлургической промышленности. В структуре промышленности 47 горнодобывающих предприятий, из которых 22 – это алюминиевая промышленность. В России производится более 70 разнообразных цветных металлов.
В территориальной организации предприятий цветной металлургии ярко выражена сырьевая ориентация. Это связано с большим разнообразием добываемых сырья и материалов для производства цветных изделий.
Рисунок 2. Основные факторы размещения предприятий цветной металлургической промышленности. Автор24 - интернет-биржа студенческих работ
Мировая металлургическая промышленность представлена в 98 странах. Из этих пятьдесят государств занимаются добычей руды. Лидерами считаются Китай, Россия, Бразилия, Индия и Австралия. Эти страны экспортируют до 80% всего добываемого сырья.
В настоящее время ежегодно добывается более 1 млрд т железной руды. Основные месторождения распределены следующим образом:
Замечание 1
Большая часть мировых запасов руд требует первичной обработки в процессе производства из-за среднего и низкого качество материала. Высокого качества руда практически отсутствует.
Огромные запасы руды находятся в Китае, а полезное железо добывается на территории РФ. Компаниями-лидерами, в чьих руках мировой процесс добычи и производства руды и материалов, являются: Arcelor Mittal; Hebei Iron & Steel; Nippon Steel.
Первая организация образовалась в результате слияния индийских и люксембургских компаний. В ее состав входят 60 предприятий, в том числе и российское «Северсталь-Ресурс» и украинское «Криворожсталь»
Hebei Iron & Steel Group – это государственное предприятие, зарегистрированное в Ките. Оно производи ультратонкий холоднокатанный лист и стальные плиты. Nippon Steel и Sumitomo Metal Industries - лидер по производству стали в Японии.
В России металлургическая промышленность находится на втором месте после нефтегазовой отрасли. На территории РФ размещены три базы черной металлургии, непосредственно вблизи источников руды и угля: на Урале, в Сибири и в центральной части страны.
Самым крупным и старым предприятием является Уральское, производящее половину всей продукции черной металлургии в России. Крупнейшие предприятия – Чусовский металлургический завод и Челябинский металлургический комбинат.
Самая молодое месторождение – Сибирская металлургическая база. Запасы сырья практически исчерпаны. Представлены два металлургических комбината – Западно-Сибирский и Кузнецкий.
Крупным металлургическим заводом Центральной базы считается Новолипецкий металлургический комбинат. На его долю и еще пяти крупных центров металлургии приходится 93% выпускаемой продукции. Это ПАО «Северсталь», ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», «Евраз», ОАО «Мечел», ОАО «Металлоинвест».
Могущество и процветание государства зависит от эффективности экономики и военного потенциала. Развитие последних невозможно без развития металлургии, которая в свою очередь является основой машиностроения. Сегодня в центре внимания металлургический комплекс России и его значение для промышленно-хозяйственной сферы страны.
Что такое горно-металлургические комплексы? Это совокупность предприятий, которые занимаются добычей, обогащением, выплавкой металла, производством проката и переработкой вторичного сырья. Следующие отрасли входят в состав металлургического комплекса:
Рис. 1 Металлургический завод
Предприятия горно-металлургического комплекса не размещаются хаотично. Они зависят от следующих факторов размещения металлургии:
Рис. 2 Топливный фактор размещения металлургии
Все вышеперечисленные факторы привели к неравномерному размещению металлургических предприятий. На отдельных территориях сформировались целые металлургические базы. В России выделяют три:
Сравнительную характеристику и схему работы металлургических баз России можно представить в следующей таблице:
ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой
|
Центральная |
Сибирская |
Уральская |
|
|
Железные руды |
Курская магнитная аномалия, Кольский полуостров, |
Приангарье, Горная Шория |
Уральские горы |
|
Коксующийся уголь |
Привозной (Донецкий и Кузнецкий каменноугольный бассейн) |
Местный (Кузнецкий каменноугольный бассейн) |
Привозной (Казахстан) |
|
Предприятия |
Предприятия полного цикла и предельной металлургии (производят только сталь и прокат) |
Предприятия полного цикла (производят чугун, сталь, прокат) |
Исходя из назначения и химических и физических особенностей и свойств цветные металлы делятся на:
Цветная металлургия - это комплекс предприятий, которая занимается добычей, обогащением и металлургическим переделом руд цветных, благородных и редких металлов.
В этой цепочке различают алюминиевую, медную, свинцово-цинковую, вольфрамо-молибденовую и титаново-магнивую промышленности. Кроме того, сюда же входят и предприятия по производству благородных и редких металлов.
Центрами алюминиевой промышленности являются Братск, Красноярск, Саянск и Новокузнецк. Расположенные в этих городах крупные алюминиевые заводы развиваются на основе собственного сырья из Урала, Северо-Западного региона и Сибири, а так же привозного. Данное производство достаточно энергоемкое, поэтому предприятия размещены недалеко от ГЭС и ТЭС.
Главным центром медной промышленности нашей страны является Урал. Предприятия используют местное сырье из Гайского, Красноуральского, Ревдинского и Сибайского месторождений.
Свинцово-цинковая промышленность станы зависит от добычи полиметаллических руд, поэтому и расположена рядом с местами их добычи - Приморье, Северный Кавказ, Кузбасс и Забайкалье.
Рис. 3 Добыча золота на Чукотке
Проблемы есть в любой отрасли. Металлургический комплекс не является исключением. Среди главных проблем чёрной и цветной металлургии можно выделить следующие:
Но все эти вопросы можно решить. На глобальном рынке металлургической продукции Россия продолжает быть крупным игроком. На долю российской металлургии в мировом производстве приходится более 5% стали, 11% алюминия, 21% никеля, более 27 % титана. Главным показателем конкурентоспособности российской металлургии на внешнем рынке является то, что страна сохраняет и даже расширяет свои экспортные возможности.
Сегодня мы узнали, что понимается под термином «металлургический комплекс». Данная отрасль делится на чёрную и цветную металлургии. Размещение предприятий по добыче, обогащению руды, выплавке металлов и производству проката имеет свои особенности и зависит от трёх факторов: сырьевого, топливного и потребительского. В Российской Федерации действуют и развиваются три металлургические базы: Центральная, Уральская и Сибирская.
Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 579.
Раздел 1. История металлургии.
Раздел 2. Добывающая металлургия.
Раздел 3. Свойства металлов.
Раздел 4. Применения металлов.
Раздел 5. Сплавы.
Металлургия – этообласть науки и техники, отрасль 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 изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов.
К чёрным металлам относят железо. Все остальные - цветные.
По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят:
тяжёлые металлы (медь, свинец, цинк, олово, никель);
лёгкие (алюминий, титан, магний).
По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию (плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия.
Самыми распространенными металлами являются:
Алюминий
История металлургии
Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданеке, Плоднике и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре винчу), Болгарии (5000 лет до н. э.), Португалия, Испании, Стоунхендже (Великобритания).
Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.
В культуре ранних времён присутствуют серебро, 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 медь 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 могущества 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 (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония 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 меди, датированные еще 7-6-м тысячелетием до н.э. И примерно в то же время человеку стали известны такие самородные металлы, как серебро, золото, медь, железо с метеоритов.
Сначала железо и медь обрабатывали в холодном состоянии. Металл поддавался такой обработке. Более широкое распространение медные изделия получили с изобретением ковки - горячей кузнечной обработки.
Затем широко распространилась бронза (2-е тысячелетие до н.э.). Бронза - это сплав меди 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. Процесс 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. железо стало наиболее распространенным среди используемых человеком материалов (Европа, 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 процесс 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 Англии 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 чугун 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) сталь. 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 рафинирование 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.
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 металл 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 изделий (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 изделия.
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.
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.
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 потребителю свыше нескольких десятилетий, продолжая оставаться такими же качественными и надежными. Создание сплавов позволило вывести использование металлов на новый уровень, позволив изготовлять по-настоящему прочные изделия 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, никель или хром. Сталь 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 процент 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 промышленность, 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.
Медно-никелевые сплавы используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления не намагничиваемых изделий. 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.
Источники
Википедия – Свободная энциклопедия, WikiPedia
works.tarefer.ru – Рефераты
lomonosov-fund.ru – Знания Ломоносов
autowelding.ru – Металлообработка
oko-planet.su – Око планеты
nplit.ru – Библиотека исследователя
Металлургический комплекс России — это основной синоним благополучия и процветания всего нашего государства, его уверенности в будущем.
Прежде всего он служит основой всего существующего ныне машиностроения. Понимая это выясним, какие же предприятия входят в горно-металлургический комплекс.
Это главным образом те производства, что добывают, обогащают, плавят, прокатывают и перерабатывают сырьё. У предприятия имеется своя чёткая структура:
Отрасль, предполагающая свои нюансы. Важно понимать, что не только металл имеет значение для неё, но и добыча с последующей переработкой.
Выделяют важные её особенности:
Чёрная металлургия – это производство, коксование угля, вторичный предел сплавов, производство огнеупоров и многое другое. Предприятия, входящие в чёрную металлургию, имеют наибольшее значение и по сути являются основой индустрии всего государства в целом.
Главное, что вокруг них возникают производства по переработке различных отходов, особенно после плавки чугуна. Самым частым спутником чёрной металлургии считают металлоёмкое машиностроение и электроэнергетическое производство. Эта отрасль имеет великие перспективы в завтрашнем дне.
Прежде всего, следует помнить, что Россия по уровню плотности производства чёрного металла всегда являлась и сегодня является абсолютным лидером. И это первенство без права передачи другим государствам. Наша страна здесь уверенно удерживает свои позиции.
Ведущие заводы представляют собой, по сути, металлургическо-энергохимические комбинаты. Назовём самые главные центры чёрной металлургии в России:
Металлургическая карта страны структурно делится на три основные группы. Они изучаются в школе и являются базовыми знаниями современного культурного человека. Это:
Именно она является основной и, пожалуй, самой мощной по европейским и мировым показателям. Отличается большой концентрацией производства.
Наиглавнейшее значение в её истории имеет город Магнитогорск. Там находится известнейший металлургический комбинат. Это – старейшее и самое горячее «сердце» чёрной металлургии.
На нём добывается:
Такие производства размещают рядом с сырьём (Урал, Норильск) и энергетикой (Кузбасс, Восточная Сибирь). Сейчас Уральская металлургия находится в процессе модернизации и дальнейшего развития.
Она включает в себя заводы цикличного производства. Представлена в городах: Череповец, Липецк, Тула и Старый Оскол. Формируют эту базу запасы железных руд. Они расположены на глубине до 800 метров, что является малой глубиной.
Запущен и успешно работает Оскольский электрометаллургический завод. На нём внедрён авангардный метод без доменного металлургического процесса.
Пожалуй у неё есть одна особенность: она самая «юная» из существующих на сегодня баз. Начала своё формирование ещё период СССР. Приблизительно одну пятую часть всего объёма сырья по чугуну производят именно в Сибири.
Сибирская база — это комбинат в Кузнецке и завод в Новокузнецке. Именно Новокузнецк считается столицей Сибирской металлургии и лидером по качеству производства.
Мощнейшими центрами полного цикла являются: Магнитогорский, Челябинский, Нижнетагильский, Белорецкий, Ашинский, Чусовской, Оскольский и ряд других. Все они имеют огромные перспективы развития. География их, без преувеличения, огромна.
Эта область занята вопросами освоения и обогащения руд, участвуя в их качественной плавке. По своим характеристикам и целевому предназначению она разделяется на категории: тяжёлые, лёгкие и ценные. Её медеплавильные центры - это почти что закрытые города, с собственной инфраструктурой и жизнью.
Открытие таких районов всецело зависит от: экономики, экологи, сырья. Это – Урал, включающий в себя заводы в Красноуральске, Кировграде и Медногорске, которые всегда строятся рядом с добычей. Это повышает качество изготовления и оборотность сырья.
Развитие характеризуется большими темпами и объёмами. Поэтому огромная Россия находится в лидерах и постоянно увеличивает свой экспорт. Наша страна производит: 6% железа, 12% алюминия, 22% никеля и 28% титана. Подробнее эту информацию разумно посмотреть в таблицах производств, представленных ниже.
Для удобства и наглядности налажен выпуск специальных карт и атласов. Их можно посмотреть и заказать на просторах интернета. Они весьма красочны и удобны. Там подробно указаны основные центры со всеми подразделениями: медеплавильные комбинаты, места по добычи руды и цветных металлов и многое другое.
Ниже представлены карты черной и цветной металлургии в России.
Основополагающими факторами, оказывающими влияние на локацию комбинатов по стране, являются буквально следующие:
Теперь мы знаем: существует чёткое разделение на металлургию чёрную и цветную. Это распределение по добыче, обогащению и плавке зависит напрямую от основных составляющих: сырья, топлива и потребления. Наша страна – европейский лидер в этой области. Три основных географических «кита», на которых она стоит, это: Центр, Урал и Сибирь.
К металлургии примыкает разработка,
произ-во, эксплуатация машин, аппаратуры, агрегатов, используемых в метал-лургич.
пром-сти.
Для изучения закономерностей
процессов концентриро-вания, извлечения, получения, рафинирования и легирования
металлов , а также процессов, связанных с изменением состава, структуры и св-в
сплавов и материалов, полуфабрикатов и изделий из них в металлургии используют физ.,
хим., физ.-хим. и мат. методы исследования.
М
еталлургия подразделяют на черную
и цветную. Черная металлургия охватывает произ-во чугуна, стали и ферросплавов (см. Железа
сплавы). С металлургией тесно связаны коксохимия , произ-во огнеупорных
материалов . К черной металлургии относят также произ-во проката, стальных, чугунных
и др. изделий (на долю черных металлов приходится ~ 95% всей производимой в
мире металлопродукции). В 70-е гг. определилась тенденция замены черных металлов
сплавами алюминия и титана , а также композиционными, полимерными, керамич. материалами,
что вместе с высоким качеством выпускаемых металлов и низкой металлоемкостью
продукции в промыш-ленно развитых капиталистич. странах привело к снижению объема
произ-ва черных металлов в этих странах (табл. 1).
Табл.1.-ПРОИЗВОДСТВО
СТАЛИ И ЧУГУНА В РЯДЕ СТРАН, МЛН.Т
* Данные за 1985. ** Данные
за 1982.
Напр., в СССР в 1988 потребление
стали и стеклопластиков составило соотв. 160 и 6 млн. т, в то время как в США-100
и 28 млн. т.
Цветная металлургия включает
произ-во и обработку цветных и редких металлов и их сплавов . Попутно пром-сть
цветной
металлургии производит
разл. хим. соед., материалы, минер. удобрения и др. Металлургии, процессы применяют
также для произ-ва полупроводниковых материалов (Si, Ge, Se, Те, As, Р и др.),
радиоактивных металлов . Современная металлургия охватывает процессы получения мн. элементов
периодич. системы (кроме газообразных). Объемы произ-ва (1987) нек-рых цветных
металлов (тыс. т): США-Аl 3200, Сu 1560, Zn 260, Pb 330 (металл в добытой руде);
Япония-Аl 41, Сu 980, Zn 666, Pb 268; ФРГ-Аl 737,7, Сu 421,2 (1986), Zn 370,9
(1986), Pb 366,6 (1986).
Совр. металлургич. произ-во
включает след. технол. операции: подготовку и обогащение руд ; гидрометаллургич.
(см. Гидрометаллургия), пирометаллургич. (см. Пирометаллургия , Металлотермия),
электротермич. и электролитич. процессы извлечения и рафинирования металлов ;
получение изделий спеканием порошков (см. Порошковая металлургия , Спекание);
хим. и физ. методы рафинирования металлов ; плавку и разливку металлов и
сплавов ; обработку металлов давлением (прокат, штамповка и т.д.); термич., термомех.,
химико-термич. и др. виды обработки металлов для придания им требуемых св-в
и др.; процессы нанесения защитных и упрочняющих покрытий (на металлы и металлов
на изделия).
В обогатит. технологии
наиб. распространение получили флотац., гравитац., магн. и электростатич. методы
обогащения (см. Обогащение полезных ископаемых , Флотация). Флотац. процессы
применяют для обогащения более чем 90% руд цветных и редких металлов . Полученные
после обогащения концентраты подвергают сушке , усреднению состава, смешению
и окускованию (агломерация, окатывание, брикетирование), для того чтобы повысить
их реакц. способность и производительность их послед. передела.
В результате пирометаллургич.
процессов (включают окисление , восстановление и др.) происходит концентриро-вание
металла и удаление примесей в образующиеся фазы (парогазовая фаза, металлич.
и шлаковые расплавы , штейн и твердые в-ва). После разделения фазы направляются
на переработку для дальнейшего извлечения ценных составляющих. Для интенсификации
металлургич. процессов (в конвертерах и автоклавах) вводят газообразные О 2 ,
Сl 2 и др. окислители . В качестве восстановителей применяют С, СО,
Н 2 и активные металлы . Распространенные восстановит. процессы-доменная
плавка, выплавка вторичной Сu, Sn и Pb в шахтных печах , произ-во ферросплавов
и титанового шлака в рудовосстановит. электропечах, магнийтер-мич. восстановление
TiCl 4 с получением металлич. Ti. Окислит. рафинирование получило
развитие в мартеновском и конвертерном произ-вах стали, при получении анодной
Сu и в технологии Pb. Для извлечения и рафинирования металлов нашли применение
технол. процессы с использованием хлоридов , иодидов и карбонилов металлов , а
также дистилляция , ректификация , вакуумная сепарация и сублимация и др. Получили
развитие внепечные методы рафинирования стали, процессы в вакууме и среде Аr
в технологии высокореакционноспособных металлов (Ti, Zr, Nb и др.).
Произ-во изделий с особыми
св-вами и высоким качеством осуществляют методами порошковой металлургии , что позволяет
достигать более высоких технико-экономич. показателей по сравнению с традиц.
способами. Для получения высокочистых металлов и полупроводниковых материалов
применяют зонную плавку , выращивание монокристаллов вытягиванием из расплавов
и др. способы. Осн. направление техн. прогресса в области получения отливок
из расплавл. металлов
и сплавов-это переход к непрерывной разливке стали и сплавов и к совмещению
процессов литья и обработки металлов давлением (бесслитковая прокатка Аl, Сu,
Zn и др.).
Обработка металлов давлением ,
кузнечно-штамповочное произ-во и прессование - важнейшие технол. процессы на
металлургич. и машиностроит. предприятиях. Прокатка-осн. способ обработки металлов
и сплавов . Она осуществляется на прокатных станах - мощных высокоавтоматизир.
агрегатах производительностью неск. млн. т проката в год. Прокаткой производят
листовой и сортовой металл , биметаллы, трубы, гнутые и периодич. профили и др.
виды изделий. Проволоку получают волочением.
Термич. обработка включает
закалку, отжиг и отпуск металлов . Кроме обработки готовых деталей на машиностроит.
предприятиях, термообработке подвергают мн. виды продукции на металлургич. заводах
- стальные рельсы (объемная закалка или закалка головки), толстые листы и арматурные
стали, тонкие листы из трансформаторной стали и др. Большое значение в металлургии имеют
процессы химико-термической обработки и нанесение на металл разл. защитных
покрытий, напр. оцинкование, лужение (см. Гальванотехника), нанесение
пластмасс и др.
Современная металлургия характеризуется
значит. выбросами в окружающую среду (табл. 2,3), в СССР-также незначит. применением
непрерывной разливки стали, низким возвратом металлов на повторное использование,
низким комплексным использованием сырья и абс. преобладанием в балансе металлов
сталей (95%).
Табл. 2.-ВЫБРОСЫ (Т/СУТ
НА 1 МЛН. ВЫПЛАВЛЯЕМОЙ СТАЛИ В
ГОД) В АТМОСФЕРУ ОСНОВНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ
ПРОИЗВОДСТВ В СССР
В СССР в 50-е гг. впервые
в мире был разработан метод непрерывной разливки стали, резко снижающий потери
металла в процессе произ-ва. В 1986 этим способом разливали в СССР 14% выплавляемой
стали, в Японии-92,7, ФРГ-84,6, Юж. Корее-71,19, США-53,4%. Мн. страны, в т.
ч. Япония, ФРГ и др., полностью отказались от экологически вредного мартеновского
произ-ва стали; осн. методы получения стали в капиталистич. странах - кислородно-конвертерный
и электросталеплавильный. В СССР значит. кол-ва стали производят мартеновским
способом.
В СССР в 1986 произведено
161 млн. т стали, из них получено готового проката 112 млн. т; т. обр., потери
металла составляют 49 млн. т (30,4%). В США те же потери составляют 18,4%, ФРГ-9,4%,
Юж. Корее-1%. Возврат (%) металлов на повторное использование (рециркуляция
металлов) оценивается в среднем в мире: Аl 11,7, Сu 40,9, Аu 15,9, Fe 27,9,
Pb 40, Hg 20,6, Ni 19,1, Ag 47,2, Sn 20,4, Zn 27.
Осн. пути развития и совершенствования
металлургии-комплексное использование сырья, снижение расхода сырья, энергозатрат и металлоемкости
на единицу металлопродукции, обеспечение прироста проката черных металлов без
увеличения их произ-ва, создание экологически чистых технол. процессов.
Сведение кол-ва отходов к минимуму (безотходные производства)не м. б. осуществлено в пределах только металлургич. отраслей, а требует межотраслевой кооперации (замкнутое произ-во) и новой концепции организации произ-ва-"процессы к сырью" (т.е. в места богатые разд полезными ископаемыми и др. прир. ресурсами) в отличие от применяемой ныне в СССР практики - "сырье к процессам". Впервые экологии, концепция организации про-из-ва была высказана академиком А. Е. Ферсманом в 1932. Переход к такому произ-ву (процессы к сырью) позволит повысить комплексное использование сырья и отходов произ-ва (воспроизводство сырья), обеспечить рециркуляцию металлов , создавать металлич. материалы с учетом ресурсосбережения и распространенности металлов в природе, организовать замкнутые технол. (химико-металлур-гич.) комплексы в регионах с большой концентрацией месторождений различной технологической ориентации (напр., Кольский п-ов, Норильский регион). В пределах замкнутого производства м. б. решены задачи обеспечения производства сырьем, конструкционными материалами и обеспечена защита
