Osnovna industrija Ruske Federacije, koja određuje održivost gospodarstva, je metalurška industrija. Osim toga, ovo je jedno od ključnih područja za razvoj gospodarstva zemlje, budući da je njegov udio u BDP-u 5%.
Definicija 1
Metalurška industrija je grana teške industrije koja uključuje procese proizvodnje metala iz ruda ili drugih materijala, kao i metalnih legura.
Struktura metalurške industrije uključuje sljedeće procese: izravnu proizvodnju metala; topla i hladna obrada metalnih proizvoda; zavarivanje; taloženje metalnih premaza.
Sam postupak izrade metalnih proizvoda sastoji se od tri faze: rudarenje i priprema rude; pretapanje; korištenje i odlaganje.
U procesu proizvodnje metala koriste se različite sirovine. Ovisno o tome koje se sirovine koriste, razlikuju se crna i obojena metalurška industrija. Prva kategorija uključuje metale, koji uključuju željezo, mangan i krom. Drugoj skupini - svi ostali metali.
Definicija 2
Pod industrijom crne metalurgije podrazumijeva se vađenje iz utrobe zemlje i naknadna prerada ruda crnih metala, kao i ljevaonice čelika i željeza, valjanje gredica i proizvodnja željeznih legura.
Proizvodi koji se proizvode u metalurškim pogonima su: glavni (ili konačni proizvod); strana (ili ona koja se pojavljuje u proizvodnji glavnih proizvoda); nusproizvodi (ili oni proizvodi koji ostaju nakon proizvodnje glavnog i nusproizvoda i mogu se koristiti kao sekundarne sirovine).
Glavni proizvodi crne metalurške industrije su valjani metali, lijevano željezo, okovi itd.
Ako usporedimo crnu s obojenom metalurgijom, tada se u proizvodnji proizvoda od obojenih metala troši mnogo energije. To je zbog niskog sadržaja korisne tvari u obojenim metalima i velikim količinama otpada koji zahtijevaju određene metode zbrinjavanja.
Glavne vrste obojenih proizvoda su dugi proizvodi i listovi.
Ako uzmemo u obzir opće čimbenike za smještaj metalurške industrije, u Rusiji postoje tri vrste metalurških baza:
Glavni čimbenici koji utječu na smještaj metalurških centara su:
Temelj razvoja strojarstva i obrade metala je upravo grana crne metalurgije. Njegovi proizvodi se koriste u gotovo svim sektorima gospodarstva. Rusija je jedan od pet svjetskih proizvođača crnih metala uz SAD, Japan, Kinu i Njemačku.
Proizvodnu bazu crne metalurgije čine poduzeća punog ciklusa: lijevano željezo - čelik - valjani proizvodi, kao i postrojenja koja proizvode lijevano željezo - čelik, čelik - valjane proizvode i zasebno lijevano željezo, čelik, valjane proizvode.
Čimbenici lokacije poduzeća crne metalurgije prilično su raznoliki. Posebni čimbenici ističu se u proizvodnji električnih čelika i ferolegura. Rusija je dovoljno opskrbljena sirovinama za crnu metalurgiju, ali su željezne rude i gorivo neravnomjerno raspoređeni po cijeloj zemlji.
Slika 1. Glavni čimbenici za smještaj poduzeća crne metalurgije. Author24 - online razmjena studentskih radova
Obojena metalurgija u Rusiji se razvija na temelju korištenja vlastitih velikih nalazišta raznih ruda obojenih, plemenitih i rijetkih metala, kao i pri vađenju dijamanata. Ruska Federacija zauzima drugo mjesto nakon Sjedinjenih Država u proizvodnji obojenih metalurških proizvoda. U industrijskoj strukturi ima 47 rudarskih poduzeća, od kojih su 22 aluminijska. U Rusiji se proizvodi više od 70 različitih obojenih metala.
U teritorijalnoj organizaciji poduzeća obojene metalurgije jasno je izražena sirovinska orijentacija. To je zbog velike raznolikosti sirovina i materijala za proizvodnju obojenih proizvoda.
Slika 2. Glavni čimbenici za smještaj poduzeća obojene metalurgije. Author24 - online razmjena studentskih radova
Svjetska metalurška industrija zastupljena je u 98 zemalja. Od ovih pedeset država bavi se iskopavanjem rude. Lideri su Kina, Rusija, Brazil, Indija i Australija. Ove zemlje izvoze do 80% svih proizvedenih sirovina.
Trenutno se godišnje iskopa više od milijardu tona željezne rude. Glavni depoziti su raspoređeni na sljedeći način:
Napomena 1
Većina svjetskih rezervi rude zahtijeva primarnu preradu tijekom proizvodnje zbog srednje i niske kvalitete materijala. Visokokvalitetna ruda praktički ne postoji.
Ogromne rezerve rude nalaze se u Kini, a korisno se željezo kopa na teritoriju Ruske Federacije. Vodeće tvrtke u čijim rukama se odvija globalni proces rudarenja i proizvodnje ruda i materijala su: Arcelor Mittal; Hebei željezo i čelik; Nippon Steel.
Prva organizacija nastala je kao rezultat spajanja indijskih i luksemburških tvrtki. Uključuje 60 poduzeća, uključujući ruski Severstal-Resource i ukrajinski Kryvorizhstal
Hebei Iron & Steel Group je poduzeće u državnom vlasništvu registrirano u Kini. Proizvodi ultratanke hladno valjane limove i čelične ploče. Nippon Steel i Sumitomo Metal Industries vodeće su u proizvodnji čelika u Japanu.
U Rusiji je metalurška industrija na drugom mjestu nakon industrije nafte i plina. Tri baze crne metalurgije nalaze se na teritoriju Ruske Federacije, neposredno u blizini izvora rude i ugljena: na Uralu, u Sibiru i u središnjem dijelu zemlje.
Najveće i najstarije poduzeće je Ural, koji proizvodi polovicu svih proizvoda crne metalurgije u Rusiji. Najveća poduzeća su Metalurška tvornica Chusovoy i Metalurška tvornica Chelyabinsk.
Najmlađe ležište je Sibirska metalurška baza. Zalihe sirovina su praktički iscrpljene. Predstavljene su dvije metalurške tvornice - Zapadnosibirsko i Kuznjecko.
Željezara i čeličana Novolipetsk smatra se velikom metalurškom tvornicom Središnje baze. Na njegov dio i još pet glavni centri metalurgija čini 93% proizvodnje. To su PAO Severstal, OAO Magnitogorsk Iron and Steel Works, Evraz, OAO Mechel, OAO Metalloinvest.
Moć i prosperitet države ovisi o učinkovitosti gospodarstva i vojnog potencijala. Razvoj potonjeg je nemoguć bez razvoja metalurgije, koja je zauzvrat temelj strojarstva. Danas je fokus na metalurškom kompleksu Rusije i njegovoj važnosti za industrijsku i gospodarsku sferu zemlje.
Što su rudarski i metalurški kompleksi? To je skup poduzeća koja se bave rudarstvom, obogaćivanjem, topljenjem metala, proizvodnjom valjanih proizvoda i preradom sekundarnih sirovina. Sljedeće industrije dio su metalurškog kompleksa:
Riža. 1 Metalurški pogon
Poduzeća rudarskog i metalurškog kompleksa nisu postavljena nasumično. Oni ovise o sljedećim čimbenicima za plasman metalurgije:
Riža. 2 Faktor goriva metalurškog plasmana
Svi navedeni čimbenici doveli su do neravnomjerne raspodjele metalurških poduzeća. Na pojedinim područjima formirane su cijele metalurške baze. U Rusiji postoje tri:
Usporedne karakteristike i shema rada metalurških baza Rusije mogu se prikazati u sljedećoj tablici:
TOP 4 člankakoji je čitao uz ovo
|
Središnji |
sibirski |
Ural |
|
|
Željezne rude |
Kurska magnetska anomalija, poluotok Kola, |
Angara, Planinska Šorija |
Uralske planine |
|
Koksni ugljen |
Privoznoy (Donjecki i Kuznjecki ugljeni bazen) |
Lokalno (Kuznjecki bazen s ugljenom) |
Uvezeno (Kazahstan) |
|
poduzeća |
Poduzeća punog ciklusa i marginalne metalurgije (proizvode samo čelik i valjane proizvode) |
Poduzeća punog ciklusa (proizvode sirovo željezo, čelik, valjane proizvode) |
Prema namjeni i kemijsko-fizikalnim karakteristikama i svojstvima, obojeni metali se dijele na:
Obojena metalurgija je kompleks poduzeća koji se bavi vađenjem, obogaćivanjem i metalurškom obradom ruda obojenih, plemenitih i rijetkih metala.
U ovom lancu izdvajaju se industrije aluminija, bakra, olovo-cinka, volfram-molibdena i titan-magnezija. Osim toga, to uključuje i poduzeća za proizvodnju plemenitih i rijetkih metala.
Centri aluminijske industrije su Bratsk, Krasnojarsk, Sayansk i Novokuznetsk. Veliki aluminijski pogoni smješteni u tim gradovima razvijaju se na temelju vlastitih sirovina s Urala, sjeverozapadne regije i Sibira, ali i uvoznih. Ova proizvodnja je prilično energetski intenzivna, pa se poduzeća nalaze u blizini hidroelektrana i termoelektrana.
Glavno središte industrije bakra naše zemlje je Ural. Poduzeća koriste lokalne sirovine iz ležišta Gaisky, Krasnouralsky, Revdinsky i Sibaysky.
Industrija olovo-cinka mlina ovisi o vađenju polimetalnih ruda, pa se stoga nalazi u blizini mjesta njihovog vađenja - Primorje, Sjeverni Kavkaz, Kuzbass i Transbaikalia. 
Riža. 3 Iskopavanje zlata na Čukotki
Problemi postoje u svakoj industriji. Metalurški kompleks nije iznimka. Među glavnim problemima crne i obojene metalurgije su sljedeći:
Ali svi se ti problemi mogu riješiti. Rusija je i dalje glavni igrač na globalnom tržištu metalurških proizvoda. Udio ruske metalurgije u svjetskoj proizvodnji čini više od 5% čelika, 11% aluminija, 21% nikla i više od 27% titana. Glavni pokazatelj konkurentnosti ruske metalurgije na inozemnom tržištu je da zemlja zadržava, pa čak i širi svoje izvozne mogućnosti.
Danas smo naučili što se podrazumijeva pod pojmom "metalurški kompleks". Ova industrija se dijeli na crnu i obojenu metalurgiju. Položaj poduzeća za rudarstvo, obradu rude, topljenje metala i proizvodnju valjanja ima svoje karakteristike i ovisi o tri faktora: sirovi, gorivo i potrošač. U Ruska Federacija Djeluju i razvijaju se tri metalurške baze: Središnji, uralski i sibirski.
Prosječna ocjena: 4.3. Ukupno primljenih ocjena: 579.
Odjeljak 1. Povijestmetalurgija.
Odjeljak 2. Rudarska metalurgija.
Odjeljak 3. Svojstva metala.
Odjeljak 4. Primjena metala.
Odjeljak 5. Legure.
metalurgija - Ovo je područje znanosti i tehnologije, grana industrije.
Metalurgija uključuje:
proizvodnja metala iz prirodnih sirovina i drugih proizvoda koji sadrže metal;
dobivanje legura;
obrada toplog i hladnog metala;
nanošenje metalnih premaza;
polje znanosti o materijalima koje proučava fizikalno i kemijsko ponašanje metala.
Metalurgija je povezana s razvojem, proizvodnjom i radom strojeva, aparata, jedinica koje se koriste u metalurškoj industriji.
Metalurgija se dijeli na crnu i obojenu. Crna metalurgija uključuje vađenje i obogaćivanje ruda crnih metala, proizvodnju lijevanog željeza, čelika i ferolegura. Crna metalurgija također uključuje proizvodnju valjanih crnih metala, čelika, lijevanog željeza i drugih proizvoda od crnih metala. Obojena metalurgija uključuje rudarstvo, obogaćivanje ruda obojenih metala, proizvodnju obojenih metala i njihovih legura.
Crni metali uključuju željezo. Svi ostali su u boji.
Prema fizičkim svojstvima i namjeni, obojeni metali se uvjetno dijele:
teški metali (bakar, olovo, cink, kositar, nikal);
svjetlo (aluminij, titan, magnezij).
Glavni tehnološki proces Dijeli se na pirometalurgiju (taljenje) i hidrometalurgiju (vađenje metala u kemijskim otopinama). Varijanta pirometalurgije je metalurgija plazme.
Najčešći metali su:
Aluminij
Povijest metalurgije
Prvi dokazi da se osoba bavila metalurgijom datiraju iz 5-6 tisućljeća prije Krista. e. i pronađeni su na Majdaneku, Plodniku i drugim nalazištima u Srbiji (uključujući bakrenu sjekiru Vinci iz 5500. godine prije Krista), Bugarskoj (5000. p.n.e.), Portugalu, Španjolskoj, Stonehengeu (Velika Britanija)).
Međutim, kao što je često slučaj s takvim dugotrajnim pojavama, starost se ne može uvijek točno odrediti.
U kulturi ranog vremena prisutni su srebro, bakar, kositar i meteorsko željezo, što je omogućilo ograničenu obradu metala. Tako su visoko cijenjeni "Nebeski bodeži" - egipatsko oružje stvoreno od meteorskog željeza 3000. pr. e. Ali, naučivši kako iz stijene izvući bakar i kositar i dobiti leguru zvanu bronca, ljudi su 3500. pr. e. ušao u brončano doba.
Dobivanje željeza iz rude i taljenje metala bilo je mnogo teže. Vjeruje se da su tehnologiju izumili Hetiti oko 1200. godine prije Krista. e., koji je označio početak željeznog doba. Tajna rudarenja i pravljenja željeza postala je ključni čimbenik moći Filistejaca.
Tragovi razvoja crne metalurgije mogu se pratiti u mnogim prošlim kulturama i civilizacijama.
To uključuje drevna i srednjovjekovna kraljevstva i carstva Bliskog istoka i Bliskog istoka, Drevni Egipt i Anadolija (Turska), Kartaga, Grci i Rimljani antičke i srednjovjekovne Europe, Kina, Indija, Japan itd.
Valja napomenuti da su mnoge metode, uređaji i tehnologije metalurgije izvorno izumljene u Drevnoj Kini, a zatim su Europljani svladali ovaj zanat (izmišljanje visokih peći, lijevanog željeza, čelika, hidrauličnih čekića itd.).
Međutim, nedavna istraživanja sugeriraju da je rimska tehnologija bila mnogo naprednija nego što se prije mislilo, posebno u rudarstvu i kovanju.
Metalurgija u svom izvornom značenju je umjetnost vađenja metala iz ruda. Metalurgija je nastala u antičko doba. Tijekom iskapanja pronađeni su tragovi taljenja bakra, datirani u 7.-6. tisućljeće pr. I otprilike u isto vrijeme, takvi su prirodni metali kao što su srebro, zlato, bakar, željezo iz meteorita postali poznati čovjeku.
U početku su se željezo i bakar prerađivali na hladno. Metal je bio podložan takvoj obradi. Bakreni proizvodi postali su sve rašireniji izumom kovanja – vrućim kovanjem.
Zatim je bronca postala široko rasprostranjena (2. tisućljeće pr. Kr.). Bronca je legura bakra i kositra, po kvaliteti je mnogo bolja od bakra. To je otpornost na koroziju, i tvrdoća, i oštrina oštrice, te najbolje punjenje kalupa. Bio je to prijelaz u brončano doba.
Sljedeći korak bio je naučiti kako dobiti željezo iz ruda. Proces dobivanja sastojao se u korištenju kovačnica sira i bio je neproduktivan. Počeli su poboljšavati ovaj proces - uveli su obogaćivanje željeza ugljikom i njegovo naknadno stvrdnjavanje. Ovako je nastao čelik. I do 1. tisućljeća pr. željezo je postalo najčešći među materijalima koje čovjek koristi (Europa, Azija).
Metalurgija željeza se nije promijenila, vjerojatno oko 3 tisućljeća. Ali proces se postupno poboljšavao, a sredinom 14. stoljeća pojavile su se prve visoke peći. Povećanje visine ovih peći i, sukladno tome, snažnija opskrba mlazom doveli su do pogodne proizvodnje sirovog željeza. Pojavila se takozvana bloomery redistribucija (predjela lijevanog željeza u kovno željezo). Proces cvjetanja kao metoda dobivanja čelika bio je isplativiji i praktički je zamijenio dosadašnje metode njegove proizvodnje na bazi sirovog željeza. Iako je od njega napravljen vrlo poznati čelik iz Damaska.
U Engleskoj se 1740. godine pojavilo topljenje lončića (već poznato na Istoku). A u posljednjoj četvrtini 18. stoljeća - lokva. Taljenje u loncima bila je prva metoda proizvodnje lijevanog čelika. Ali ti se procesi nisu mogli natjecati s metalurgijom lijevanog željeza koja se brzo razvijala. Prekretnica je došla s izumom tri nova procesa za proizvodnju lijevanog čelika. 1856. - ovo je suđenje Bessemeru. Godine 1864. - otvoreno ložište, a 1878. - Thomasov proces. Sredinom 20. stoljeća proizvodnja čelika već je potisnula sirovo željezo u postotcima.
Nadalje, proizvodnja se razvijala povećanjem produktivnosti jedinica, raznim poboljšanjima tehnologije i opsežnom automatizacijom proizvodnih procesa. U električnim pećima počeo se proizvoditi visokokvalitetni (legirani) čelik. Pretapanje metala korišteno je u lučnim vakuumskim pećima, u plazma instalacijama. Počele su se razvijati metode za izravnu proizvodnju željeza, koje su budućnost.
I kopali su zlato, srebro, kositar, olovo, bakar, živu.
U pretpovijesno doba zlato se ispiranjem dobivalo iz placera. Izašao je u obliku pijeska i grumenova. Zatim se počelo koristiti rafiniranje zlata (uklanjanje nečistoća, odvajanje srebra), u drugoj polovici 2. tisućljeća pr. U 13.-14. stoljeću naučili su koristiti dušičnu kiselinu za odvajanje zlata i srebra. A u 19. stoljeću razvijen je proces amalgamacije (iako je bio poznat u antici, nema dokaza da se koristio za vađenje zlata iz pijeska i ruda).
Srebro se kopalo iz galena, zajedno s olovom. Zatim su se, nakon stoljeća, počeli zajedno topiti (otprilike do 3. tisućljeća prije Krista u Maloj Aziji), a to je postalo rašireno čak i nakon 1500-2000 godina.
Bakar se počeo masovno proizvoditi kada je Semennikov V.A. izumio mat pretvaranje 1866. godine.
Nekada se kositar topio u jednostavnim osovinskim pećima, nakon čega je pročišćavan posebnim oksidacijskim procesima. Danas se u metalurgiji kositar dobiva preradom ruda prema složenim integriranim shemama.
Pa, živa se proizvodila pečenjem rude u hrpama, u kojima se kondenzirala na hladnim predmetima. Tada su se pojavile keramičke posude (retorte), koje su zamijenjene željeznim. A s rastućom potražnjom za živom, počeli su je primati u posebnim pećima.
Materijalne vrijednostičovjeka nezamislivi su bez metala, a važnost metalurgije u stvaranju moderne civilizacije je vrlo velika. Metali se koriste u građevinarstvu, vojnim poslovima, u prometu i vezama, u proizvodnji sredstava i robe široke potrošnje, u poljoprivreda. Moderna metalurgija omogućuje dobivanje gotovo svih elemenata periodnog sustava, osim možda halogenida i plinova.
Da bi se dobio metalni lim iz čekića, recimo, težak samo 30-35 kilograma, čekić je morao naporno raditi 12-15 sati. I pokušaj tako dugo mahati golemim maljem! Pojavom mehaničkog čekića, takav rad više nije zahtijevao takve napore, a trebalo je samo 4-6 sati, uključujući vrijeme za zagrijavanje metala.
Razvijajući veliku udarnu silu, čekići su omogućili dobivanje metala puno veće čvrstoće nego u ručnoj kovačnici. Repni čekić, koji se koristio za kovanje trake u jednoj od švedskih tvornica, imao je udarač težak oko 80 kilograma i činio je 120 otkucaja u minuti. Naravno, nijedan čekić ne bi mogao učiniti takvo što.
Ali ubrzo je postalo očito da repni čekić ne osigurava potrebnu ujednačenost mehaničkih svojstava u cijelom volumenu nekih proizvoda (na primjer, otkovci velike duljine - željezo za trake itd.). Uostalom, radnik je ručno pomicao metalnu traku pod udarcem udarača. Bilo je bitno pronaći novi put mehanička obrada metala, što bi dalo apsolutno isti pritisak u cijeloj ravnini proizvoda.
Vidjeli ste, nesumnjivo, kako domaćice okruglom oklagijom razvaljuju grudicu tijesta na stolu. Postupno, tijesto postaje sve tanje i tanje, ali treba sve veliko područje. Sada zamislite da umjesto tijesta imate posla s vrućim metalom, a umjesto oklagije i stola imate dva okrugla rolata koja se okreću. Metal se provlači između valjaka jednom, dvaput, trećim.
Metalna traka postaje sve tanja, rasteže se sve više. I što je najvažnije, ravnomjerno je stvrdnut cijelom dužinom. Ovaj proces obrade metala naziva se valjanje. I dva valjka - ovo je valjaonica.
Rudarska metalurgija
Rudarska metalurgija je vađenje vrijednih metala iz rude i pretapanje ekstrahiranih sirovina u čisti metal. Kako bi se metalni oksid ili sulfid pretvorio u čisti metal, ruda se mora odvojiti fizičkim, kemijskim ili elektrolitičkim putem.
Metalurzi rade s tri glavne komponente: sirovinama, koncentratom (vrijedni metalni oksid ili sulfid) i otpadom. Nakon rudarenja, veliki komadi rude se drobe do točke u kojoj je svaka čestica ili vrijedan koncentrat ili otpadni proizvod.
Rudarstvo nije potrebno ako ruda i okoliš dopuštaju ispiranje. Na taj način možete otopiti mineral i dobiti otopinu obogaćenu mineralima.
Često ruda sadrži nekoliko vrijednih metala. U tom slučaju, otpad iz jednog procesa može se koristiti kao sirovina za drugi proces.
Svojstva metala
Metali općenito imaju sljedeća fizička svojstva:
Tvrdoća.
Zvučna vodljivost.
Visoka točka taljenja.
Visoka točka vrenja.
Na sobna temperatura Metali su u čvrstom stanju (s izuzetkom žive, jedinog metala koji je na sobnoj temperaturi u tekućem stanju).
Polirana površina metala sjaji.
Metali su dobri provodnici topline i struje.
Imaju veliku gustoću.
Metalne aplikacije
Bakar ima duktilnost i visoku električnu vodljivost. Zato je svoju široku primjenu našao u električnim kabelima.
Zlato i srebro su vrlo viskozni, viskozni i inertni, stoga se koriste u nakitu. Zlato se također koristi za izradu neoksidirajućih električnih veza.
Željezo i čelik su tvrdi i izdržljivi. Zbog ovih svojstava naširoko se koriste u građevinarstvu.
Aluminij je savitljiv i dobro provodi toplinu. Koristi se za izradu tepsije i folije. Zbog male gustoće - u proizvodnji dijelova zrakoplova.
Čovjek je od davnina počeo koristiti metal u svom životu. Stvaranje visokokvalitetnih poljoprivrednih oruđa i oružja za lov i zaštitu vašeg plemena bilo bi nemoguće da se za to ne koriste. različite vrste metali.
Čovječanstvo je evoluiralo, a istovremeno se poboljšala proizvodnja. Dizajni i kućanski predmeti stvoreni danas mogu služiti krajnjem korisniku više od nekoliko desetljeća, a pritom i dalje ostati iste kvalitete i pouzdanosti. Stvaranje legura omogućilo je postavljanje metala na novu razinu, omogućujući proizvodnju uistinu trajnih proizvoda i komponenti koje se ne boje izlaganja niskim i visokim temperaturama i kiselinama.
Izgradnja zgrada različite namjene, automobilska industrija, strojarstvo i mnoge druge vrste teške i lake industrije nemoguća je bez upotrebe metala.
Glavna prednost koja karakterizira metal je u tome što može poprimiti bilo koji oblik pod utjecajem alata za pritisak na njega.
Najčešće korištene vrste legura danas su čelik i lijevano željezo. Osim toga, vrlo česti u industriji su materijali, čiji je glavni element bakar ili aluminij.
Trenutno je čelik na prvom mjestu po godišnjoj proizvodnji metala i legura. Njegov najčešći sastav su željezo i ugljik, čija je količina dva posto. Postoje i niskougljični i visokougljični čelici i legure u koje je dodan vanadij, nikal ili krom. Čelik se široko koristi ne samo u industriji, već i za proizvodnju predmeta koji se koriste u svakodnevnom životu - noževi, britve, škare, igle itd.
Na drugom mjestu po godišnjoj proizvodnji je sirovo željezo. Kao i čelik, to je legura željeza i ugljika, ali postotak potonjeg u njemu je puno veći nego u čeliku. Silicij se također dodaje lijevanom željezu, što čini leguru posebno izdržljivom. Lijevano željezo je našlo najveću primjenu u građevinarstvu, gdje se od njega izrađuju cijevi, okovi, poklopci šahtova i drugi elementi, čiji je glavni zahtjev čvrstoća.
Manje uobičajene od čelika i lijevanog željeza su aluminijske legure, ali u nekim je industrijama nemoguće napustiti njihovu upotrebu. Prije svega, to uključuje inženjering, prehrambenu industriju, proizvodnju arhitektonskih i završnih materijala.
Glavna prednost ove vrste legura je što se mogu lako obrađivati na strojevima za rezanje metala, kao i zavarivanje i štancanje. Oni su ekološki prihvatljivi i potpuno bezopasni, što omogućuje korištenje aluminijskih legura u prehrambenoj industriji te za transport i skladištenje proizvoda. Također, aluminijske legure su otporne na koroziju i imaju visoku refleksivnost. Ograničenje u njihovoj upotrebi je da takve legure gube svojstva na visokim temperaturama, međutim, to ne sprječava njihovu upotrebu u brojnim industrijskim primjenama.
Teško je zamisliti kakva bi bila moderna industrija da metal ne postoji. Stvaranje trajnih i pouzdanih struktura i kućanskih predmeta bilo bi nemoguće da čovječanstvo nije naučilo koristiti metale i stvarati njihove legure. Stalni razvoj metalurgije čini metale sve savršenijima i kvalitetnijima, pa izrada proizvoda postaje sve kvalitetnija i brža.
Legure bakra i nikla koriste se u korozivnim okruženjima i za proizvodnju proizvoda koji se ne magnetiziraju. Superlegure na bazi nikla koriste se pri visokim temperaturama (izmjenjivači topline itd.). Pri vrlo visokim temperaturama koriste se monokristalne legure.
Prema načinu izrade legura razlikuju se lijevane i praškaste legure. Lijevane legure dobivaju se kristalizacijom taline miješanih komponenti. Prah - prešanjem mješavine prahova, nakon čega slijedi sinteriranje na visoka temperatura. Komponente legure praha mogu biti ne samo prahovi jednostavnih tvari, već i prahovi kemijskih spojeva. Na primjer, glavne komponente tvrdih legura su volframovi ili titani karbidi.
U čvrstom agregacijskom stanju, legura može biti homogena (homogena, jednofazna - sastoji se od kristalita istog tipa) i heterogena (nejednolika, višefazna).
Čvrsta otopina je osnova legure (matrična faza). Fazni sastav heterogene legure ovisi o njenom kemijski sastav. Legura može sadržavati: međuprostorne krute otopine, supstitucijske čvrste otopine, kemijske spojeve (uključujući karbide, nitride) i kristalite jednostavnih tvari.
Svojstva metala i legura u potpunosti određuju njihova struktura (kristalna struktura faza i mikrostruktura). Makroskopska svojstva legura određena su mikrostrukturom i uvijek se razlikuju od svojstava njihovih faza, koja ovise samo o kristalnoj strukturi. Makroskopska homogenost višefaznih (heterogenih) legura postiže se ravnomjernom raspodjelom faza u metalnoj matrici. Legure pokazuju metalna svojstva, kao što su: električna i toplinska vodljivost, refleksivnost (metalni sjaj) i duktilnost. Najvažnija karakteristika legure je zavarljivost.
Izvori
Wikipedia - Slobodna enciklopedija, WikiPedia
djela.tarefer.ru – Sažeci
lomonosov-fund.ru – Poznavanje Lomonosova
autowelding.ru – Obrada metala
oko-planet.su - Oko planeta
nplit.ru - Explorer's Library
Metalurški kompleks Rusije glavni je sinonim za dobrobit i prosperitet cijele naše države, njezino povjerenje u budućnost.
Prije svega, služi kao temelj cjelokupnog trenutno postojećeg strojarstva. Razumijevajući to, saznat ćemo koja su poduzeća uključena u rudarski i metalurški kompleks.
To su uglavnom one industrije koje ekstrahiraju, obogaćuju, tope, valjaju i prerađuju sirovine. Tvrtka ima svoju jasnu strukturu:
Industrija sa svojim nijansama. Važno je shvatiti da za to nije važan samo metal, već i rudarstvo s naknadnom obradom.
Istaknite njegove važne karakteristike:
Crna metalurgija je proizvodnja, koksiranje ugljena, sekundarna granica legura, proizvodnja vatrostalnih materijala i još mnogo toga. Poduzeća uključena u crnu metalurgiju su od najveće važnosti i zapravo su osnova industrije cijele države u cjelini.
Glavna stvar je da se oko njih nalaze prerađivačke industrije. razni otpad, osobito nakon taljenja lijevanog željeza. Metalno intenzivna strojogradnja i proizvodnja električne energije smatraju se najčešćim satelitom crne metalurgije. Ova industrija ima velike izglede za budućnost.
Prije svega, treba imati na umu da je Rusija uvijek bila i jest apsolutni lider u smislu gustoće proizvodnje crnih metala. I ovo prvenstvo bez prava prijenosa u druge države. Naša zemlja ovdje pouzdano drži svoje pozicije.
Vodeća postrojenja su, naime, metalurška i energetsko-kemijska postrojenja. Navedimo najvažnije centre crne metalurgije u Rusiji:
Metalurška karta zemlje strukturno je podijeljena u tri glavne skupine. Oni se uče u školi i jesu osnovno znanje moderna kulturna osoba. Ovaj:
Upravo je ona glavna i, možda, najmoćnija u smislu europskih i svjetskih pokazatelja. Ima visoku koncentraciju proizvodnje.
Grad Magnitogorsk je od najveće važnosti u svojoj povijesti. Tu je poznata metalurška tvornica. Ovo je najstarije i najtoplije "srce" crne metalurgije.
Proizvodi:
Takvi proizvodni pogoni nalaze se u blizini sirovina (Ural, Norilsk) i energije (Kuzbas, istočni Sibir). Sada je uralska metalurgija u procesu modernizacije i daljnjeg razvoja.
Uključuje tvornice cikličke proizvodnje. Zastupljen u gradovima: Cherepovets, Lipetsk, Tula i Stary Oskol. Tu bazu čine rezerve željezne rude. Nalaze se na dubini do 800 metara, što je plitka dubina.
Pokrenuta je i uspješno radi Elektrometalurška tvornica Oskol. Uveo je avangardnu metodu bez metalurškog procesa u visokim pećima.
Možda ima jednu osobinu: ona je "najmlađa" od postojećih baza danas. Počeo je svoje formiranje tijekom razdoblja SSSR-a. Otprilike jedna petina ukupne količine sirovina za sirovo željezo proizvodi se u Sibiru.
Sibirska baza je tvornica u Kuznjecku i tvornica u Novokuznjecku. Upravo se Novokuznetsk smatra glavnim gradom sibirske metalurgije i vodećim po kvaliteti proizvodnje.
Najmoćniji centri punog ciklusa su: Magnitogorsk, Chelyabinsk, Nizhny Tagil, Beloretsk, Ashinsky, Chusovskoy, Oskolsky i niz drugih. Svi oni imaju velike izglede za razvoj. Njihova je geografija, bez pretjerivanja, ogromna.
Ovo područje je zauzeto razvojem i obogaćivanjem ruda, sudjelujući u njihovom visokokvalitetnom topljenju. Prema svojim karakteristikama i namjeni dijeli se na kategorije: teški, lagani i vrijedni. Njegovi centri za topljenje bakra gotovo su zatvoreni gradovi, sa svojom infrastrukturom i životom.
Otvaranje takvih područja u potpunosti ovisi o: gospodarstvu, ekolozima, sirovinama. To je Ural, koji uključuje tvornice u Krasnouralsku, Kirovgradu i Mednogorsku, koje se uvijek grade uz proizvodnju. Time se poboljšava kvaliteta izrade i promet sirovina.
Razvoj karakteriziraju visoke stope i količine. Stoga ogromna Rusija prednjači i stalno povećava svoj izvoz. Naša zemlja proizvodi: 6% željeza, 12% aluminija, 22% nikla i 28% titana. Pročitajte više ovorazumno je pogledati informacije u dolje prikazanim tablicama proizvodnje.
Radi praktičnosti i preglednosti dogovoreno je izdavanje posebnih karata i atlasa. Mogu se pogledati i naručiti online. Vrlo su šarene i udobne. Tamo su detaljno naznačeni glavni centri sa svim odjelima: talionice bakra, mjesta za vađenje rude i obojenih metala i još mnogo toga.
Ispod su karte crne i obojene metalurgije u Rusiji.
Temeljni čimbenici koji utječu na položaj biljaka u zemlji doslovno su sljedeći:
Sada znamo: postoji jasna podjela na crnu i obojenu metalurgiju. Ova raspodjela ekstrakcijom, obogaćivanjem i topljenjem izravno ovisi o glavnim komponentama: sirovinama, gorivu i potrošnji. Naša zemlja je europski lider u ovoj oblasti. Tri glavna zemljopisna "stupa" na kojima stoji su: Centar, Ural i Sibir.
Metalurgija je u susjedstvu razvoja, proizvodnje, rada strojeva, opreme, jedinica koje se koriste u metalurgiji. maturalna večer.
Proučavati zakonitosti procesa koncentracije, ekstrakcije, proizvodnje, rafiniranja i legiranja metala, kao i procesa povezane s promjenama sastava, strukture i svojstava legura i materijala, poluproizvoda i proizvoda od njih u metalurgiji, fizikalni, kemijski, fizikalni .-kem. i mat. metode istraživanja.
M Metalurgija se dijeli na crnu i obojenu. Crna metalurgija pokriva proizvodnju željeza, čelika i ferolegura (vidi željezne legure). Metalurgija je usko povezana s kemijom koksa, proizvodnjom vatrostalnih materijala. Crna metalurgija također uključuje proizvodnju valjanih proizvoda, čelika, lijevanog željeza i drugih proizvoda (crni metali čine ~ 95% svih metalnih proizvoda proizvedenih u svijetu). U 70-ima. postojala je tendencija zamjene crnih metala legurama aluminija i titana, kao i kompozitima, polimerima, keramikom. materijala, što uz visoku kvalitetu proizvedenih metala i nisku metalnu intenzivnost proizvoda u industrijski razvijenom kapitalist. zemlje dovele su do smanjenja obujma proizvodnje crnih metala u tim zemljama (tablica 1).
Tablica 1.-PROIZVODNJA ČELIKA I LIJEVA U BROJ ZEMALJA, MN.T
* Podaci za 1985. ** Podaci za 1982. godinu.
Na primjer, u SSSR-u je 1988. godine potrošnja čelika i stakloplastike bila odn. 160 i 6 milijuna tona, dok u SAD-u - 100 i 28 milijuna tona.
Obojena metalurgija uključuje proizvodnju i preradu obojenih i rijetkih metala i njihovih legura. Usput, prom-st bojametalurgija proizvodi dec. kem. komp., materijali, rudar. gnojiva i dr. Metalurgija, procesi se koriste i za proizvodnju poluvodičkih materijala (Si, Ge, Se, Te, As, P itd.), radioaktivnih metala. Moderna metalurgija pokriva procese dobivanja mnogih. periodični elementi. sustavi (osim plinovitih). Obim proizvodnje (1987.) pojedinih obojenih metala (tisuću tona): USA-Al 3200, Cu 1560, Zn 260, Pb 330 (metal u iskopanoj rudi); Japan-Al 41, Cu 980, Zn 666, Pb 268; FRG-Al 737,7, Cu 421,2 (1986), Zn 370,9 (1986), Pb 366,6 (1986).
Moderna metalurški proizvodnja uključuje sljedeće. technol. poslovi: priprema i obogaćivanje ruda; hidrometalurški (vidi Hidrometalurgija), pirometalurški. (vidi Pirometalurgija, Metalotermija), elektrotermički. i elektrolitički. procesi ekstrakcije i rafiniranja metala; dobivanje proizvoda sinteriranjem praha (vidi Metalurgija praha, Sinteriranje); kem. i fizički metode rafiniranja metala; taljenje i izlijevanje metala i legura; obrada metala pritiskom (valjanje, štancanje, itd.); toplinski, termomehanički, kemijsko-toplinski i druge vrste obrade metala kako bi im se dao potreban sv-in, itd.; postupci za nanošenje zaštitnih i očvršćujućih premaza (na metale i metale na proizvode).
U obogatiti. tehnologije naib. raširena flot., gravit., magn. i elektrostatički. metode obogaćivanja (vidi Obogaćivanje minerala, Flotacija). Flotacija. procesi se koriste za obogaćivanje više od 90% ruda obojenih i rijetkih metala. Koncentrati dobiveni nakon obogaćivanja podvrgavaju se sušenju, usrednjavanju sastava, miješanju i aglomeraciji (aglomeracija, peletiranje, briketiranje) kako bi se pojačala njihova reakcija. sposobnost i izvedba njihovih posljednjih. preraspodjela.
Kao rezultat toga, pirometalurški procesi (uključujući oksidaciju, redukciju itd.) metal se koncentrira i nečistoće se uklanjaju u nastale faze (parno-plinska faza, taline metala i troske, mat i čvrsta tvar). Nakon odvajanja, faze se šalju na obradu radi daljnje ekstrakcije vrijednih komponenti. Za intenziviranje metalurške procesi (u konverterima i autoklavima), uvode se plinoviti O 2 , Cl 2 i druga oksidirajuća sredstva. C, CO, H 2 i aktivni metali koriste se kao redukcijski agensi. Uobičajena obnavljanja. procesi - topljenje u visokim pećima, taljenje sekundarnog Cu, Sn i Pb u osovinskim pećima, proizvodnja ferolegura i titanove troske u iskorištavanju rude. električne peći, povećalo-mič. restauracija TiCl 4 da se dobije metalik. Ti. Oksidirati rafiniranje je razvijeno u otvorenom ložištu i proizvodnji konverterskog čelika, u proizvodnji anodnog Cu i Pb tehnologiji. Za ekstrakciju i rafinaciju metala našla primjenu tehnol. procesi korištenjem klorida, jodida i karbonila metala, kao i destilacija, rektifikacija, vakuumska separacija i sublimacija itd. Vanpećne metode rafiniranja čelika, procesi u vakuumu i Ar okruženju u tehnologiji visokoreaktivnih metala (Ti, Zr, Nb, itd.).
Proizvodnja proizvoda posebnih svojstava i visoke kvalitete provodi se metalurgijom praha, što omogućuje postizanje viših tehničkih i ekonomskih. performanse u usporedbi s tradicionalnim. načine. Za dobivanje metala i poluvodičkih materijala visoke čistoće koriste se zonsko taljenje, rast monokristala izvlačenjem iz taline i druge metode. Glavni smjer teh. napredak u području dobivanja odljevaka iz taline. metala i legura je prijelaz na kontinuirano lijevanje čelika i legura te na kombinaciju procesa lijevanja i oblikovanja metala (neingotno valjanje Al, Cu, Zn i dr.).
Obrada metala, proizvodnja kovanja i štancanja i prešanje su najvažnije tehnologije. metalurškim procesima. i strojarstva. poduzeća. Rolling-basic način obrade metala i legura. Izvodi se na valjaonicama - moćnim visoko automatiziranim. agregati s učinkom od nekoliko. milijuna tona valjanih proizvoda godišnje. Valjanje proizvodi lim i profil, bimetale, cijevi, savijene i periodične. profili i druge vrste proizvoda. Žica se dobiva izvlačenjem.
Toplinska obrada uključuje kaljenje, žarenje i kaljenje metala. Osim obrade gotovih dijelova za strojogradnju. poduzeća, toplinska obrada je podvrgnuta mnogim. vrste proizvoda za metalurške. tvornice - čelične tračnice (volumetrijsko kaljenje ili kaljenje glave), debeli limovi i armaturni čelici, tanki limovi transformatorskog čelika itd. Velika važnost u metalurgiji imaju postupke kemijsko-toplinske obrade i primjene na razgradnju metala. zaštitni premazi, npr. pocinčavanje, kalajisanje (vidi Galvanizacija), nanošenje plastike itd.
Modernu metalurgiju karakterizira emisije u okoliš (tab. 2.3), u SSSR-u, također zanemarive. primjena kontinuiranog lijevanja čelika, nizak povrat metala na ponovno koristiti, niska integrirana upotreba sirovina i abs. prevlast čelika u bilanci metala (95%).
Tab. 2.-EMISIJE (T/DAN NA 1 MILIJUN PRODANOG ČELIKA GODINA) NA ATMOSFERU GLAVNIH METALURŠKIH INDUSTRIJA U SSSR-u
U SSSR-u 50-ih godina. po prvi put u svijetu razvijena je metoda kontinuiranog lijevanja čelika koja naglo smanjuje gubitak metala u procesu proizvodnje. Godine 1986., ovom metodom je u SSSR-u izliveno 14% čelika koji se topi, u Japanu - 92,7, Njemačkoj - 84,6, Yuzh. Koreja-71,19, SAD-53,4%. Mn. zemlje, uključujući Japan, Njemačku i druge, potpuno su napustile ekološki štetnu proizvodnju čelika na otvorenom; glavni metode dobivanja čelika u kapitalist. zemlje - kisik-konverter i električni čelik. U SSSR-u znači količina čelika proizvedena je metodom otvorenog ložišta.
U SSSR-u je 1986. proizvedeno 161 milijun tona čelika, od čega je dobiveno 112 milijuna tona gotovih valjanih proizvoda; t. arr., gubitak metala je 49 milijuna tona (30,4%). U SAD-u isti gubici iznose 18,4%, Njemačkoj - 9,4%, Jug. Koreja-1%. Povrat (%) metala za ponovnu upotrebu (recikliranje metala) procjenjuje se u prosjeku u svijetu: Al 11,7, Cu 40,9, Au 15,9, Fe 27,9, Pb 40, Hg 20,6, Ni 19,1 , Ag 47,2, Sn 20,4, Zn 2
Glavni načini razvoja i poboljšanja metalurgije - integrirano korištenje sirovina, smanjenje potrošnje sirovina, troškova energije i potrošnje metala po jedinici metalnih proizvoda, osiguranje rasta valjanih crnih metala bez povećanja njihove proizvodnje, stvaranje ekološki prihvatljivih tehnologije. procesa.
Smanjivanje broja otpada na minimum (neotpadna proizvodnja) ne može biti. provodi u granicama samo metalurške. industrije, ali zahtijeva međusektorsku suradnju (zatvorenu proizvodnju) i novi koncept organizacije proizvodnje - "procese do sirovina" (tj. do mjesta bogatihminerali itd. priroda. resursi) za razliku od prakse koja se trenutno koristi u SSSR-u – „sirovine za procese“. Prvi put u ekologiji koncept organiziranja proizvodnje iz proizvodnje predložio je akademik AE Fersman 1932. godine. Prijelaz na takvu proizvodnju (procesi do sirovina) povećat će integrirano korištenje sirovina i proizvodnog otpada (reprodukcija sirovina). ), osigurati recikliranje metala , stvoriti metalik materijala, uzimajući u obzir uštedu resursa i rasprostranjenost metala u prirodi, organizirati zatvorenu tehnologiju. (kemijsko-metalurški) kompleksi u regijama s visokom koncentracijom naslaga različitih tehnoloških usmjerenja (na primjer, poluotok Kola, regija Norilsk). U granicama zatvorene proizvodnje, m. riješeni su zadaci opskrbe proizvodnje sirovinama, konstrukcijskim materijalima i osigurana zaštita
