Металургія - це Галузі металургії, підприємства та їх розміщення

Історія людства налічує не одну тисячу років. Протягом усього періоду існування нашої раси відзначається стабільний технічний прогрес, важливу роль в якому зіграла вміння людини поводитися з металом, створювати і добувати його. Тому цілком логічно, що металургія – це те, без чого неможливо уявити наш побут, нормальне виконання робочих обов'язків і багато іншого.

Визначення

Насамперед варто розібратися з тим, як по-науковому, з технічної точки зору, називають сучасну сферу виробництва. Отже, металургія - це розділ науки, техніки, який охоплює процес отримання різних металів з руди або інших матеріалів, а також всі процеси, що мають зв'язок з трансформацією хімічного складу, властивостей і структури сплавів.

Структура

На сьогоднішній день металургія – це потужна галузь промисловості. Крім того, вона – широке поняття, яке включає в себе:

Безпосереднє виробництво металів.

Оброблення металевих виробів як в гарячому, так і холодному вигляді.

Зварювання.

Нанесення різних металевих покриттів.

Розділ науки – матеріалознавство. Дане напрям в теоретичному вивченні фізико-хімічних процесів орієнтується на пізнання поведінки металів, сплавів та інтерметалідів.

Різновиди

У всьому світі існує дві основні галузі металургії – чорна і кольорова. Така градація склалася історично. Чорна металургія полягає в обробці заліза і всіх сплавів, в якому воно присутнє. Також ця галузь передбачає вилучення з надр землі і подальше збагачення руд чорних металів, сталеливарне і чавуноливарне виробництво, прокат заготовок, виробництво феросплавів.


До кольорової металургії зараховують роботу з рудою будь-якого металу, крім заліза. До речі, кольорові метали умовно ділять на дві великі групи: - Важкі (нікель, олово, свинець, мідь). - Легкі (титан, магній, алюміній).

Наукові рішення

Безсумнівно, що металургія – це діяльність, що вимагає впровадження інноваційних технологій. У зв'язку з цим багато країн нашої планети активно ведуть дослідницькі роботи, метою яких є вивчення та застосування на практиці найрізноманітніших мікроорганізмів, які допомогли б вирішити, наприклад, такий злободенне питання, як очищення стічних вод, які є обов'язковою складовою металургійного виробництва. Крім цього, вже стали реальністю такі процеси, як біологічне окислення, осадження, сорбція та інші.

Поділ по технологічному процесу

Заводи металургії можна умовно зарахувати до двом основним групам: - пирометаллургии, де процеси протікають при дуже високих температурах (плавка, випалювання); - гідрометалургії, яка полягає у витяганні металів з руд за допомогою води та інших водних розчинів з використанням хімічних реактивів.

Принцип вибору місця будівництва металургійного заводу

Для того щоб зрозуміти, на основі яких висновків приймається рішення про будівництво підприємства в тому чи іншому місці, варто розглянути основні фактори розміщення металургії.
Зокрема, якщо питання стосується дислокації заводу кольорової металургії, то тут на перший план виходять такі критерії, як:

Наявність енергоресурсів. Виробництво, пов'язане з обробкою легких кольорових металів, вимагає колосальної кількості електричної енергії. Тому подібні підприємства зводять максимально близько до гідроелектростанцій.

Необхідну кількість сировини. Зрозуміло, що чим ближче знаходяться поклади руди, тим, відповідно, краще.

Екологічний фактор. На жаль, країни пострадянського простору не можуть бути віднесені до категорії, де підприємства металургії є екологічно безпечними.

Таким чином, розміщення металургії – складне питання, вирішення якого слід приділяти найпильнішу увагу з урахуванням різних вимог і нюансів. Для формування максимально докладної картини в описі обробки металів важливо вказати на ключові ділянки даного виробництва. Підприємства чорної металургії мають у своєму складі кілька так званих переділів. Серед них: аглодоменний, сталеплавильного, прокатного. Розглянемо кожен з них детальніше.

Доменне виробництво

Саме на цьому етапі здійснюють звільнення заліза безпосередньо з руди. Відбувається це в доменної печі при температурі понад 1000 градусів Цельсія. Таким чином відбувається виплавка чавуну. Властивості його будуть прямо залежати від протікання процесу плавки. Регулюючи плавлення руди, можна в кінцевому рахунку отримати один із двох видів чавуну: переробний (використовують у подальшому для виробництва сталі) і ливарний (з нього відливають чавунні заготовки).

Виробництво сталі

Поєднуючи залізо з вуглецем і, при необхідності, з різними легуючими елементами, в результаті отримують сталь. Методів її виплавки достатньо кількість. Особливо відзначимо киснево-конверторний та електроплавильний, які є найбільш сучасними і високопродуктивними. Конверторная плавка характеризується своєю скоротечностью та отриманням в підсумку стали з необхідним хімічним складом. Основу процесу становить продування рідкого металу киснем через фурму, в результаті чого чавун окислюється і перетворюється в сталь.
Електросталеплавильний спосіб – самий ефективний. Саме завдяки використанню дугових печей можна виплавити найякісніші леговані марки сталі. В таких агрегатах нагрівання завантаженого в них металу відбувається дуже швидко, при цьому є можливість додавати необхідну кількість легуючих елементів. Крім того, одержувана таким методом сталь має низький вміст неметалевих включень, сірки і фосфору.

Легування

Цей процес полягає в зміні складу сталі за допомогою впровадження в неї розрахованих концентрацій допоміжних елементів для подальшого надання їй певних властивостей. У числі найбільш часто застосовуваних легуючих компонентів значаться: марганець, титан, кобальт, вольфрам, алюміній.

Прокат

Багато заводів металургії мають у своєму складі прокатну групу цехів. У них виробляють напівфабрикати, так і вже повністю готову продукцію. Сутність процесу полягає у пропуску металу в зазорі між обертаються в протилежних напрямках валками прокатного стану. Причому ключовим моментом є те, що відстань між валками повинно бути менше, ніж товщина пропускається заготовки. За рахунок цього метал втягується в просвіт, переміщується і в результаті деформується до заданих параметрів. Після кожного пропуску зазор між валками роблять менше. Важливий момент – часто недостатньо пластичний метал в холодному стані. І тому для обробки його заздалегідь підігрівають до потрібної температури.

Споживання вторинної сировини

В сучасних умовах ринок споживання вторсировини як чорних, так і кольорових металів неухильно розвивається. Багато в чому це обумовлено тим, що ресурси руди, на превеликий жаль, не є відновлюваними. Кожен рік їх видобутку істотно знижує запаси. Враховуючи той факт, що потреби в металопродукції в машинобудуванні, будівництві, авіабудуванні, суднобудуванні та інших галузях народного господарства неухильно ростуть, цілком розумним виглядає рішення розвивати переробку вже відпрацювали свій ресурс деталей і виробів. Можна з упевненістю стверджувати, що розвиток металургії в деякій мірі пояснюється і позитивною динамікою сегменту галузі – використанням вторинної сировини. При цьому переробкою металобрухту займаються і великі, і дрібні компанії.

Світові тенденції розвитку металургії

В останні роки спостерігається чітке підвищення обсягів випуску металопрокату, сталі і чавуну. Багато в чому це пояснюється цією експансією Китаю, який став одним з провідних планетарних гравців на ринку металургійного виробництва. При цьому різні чинники металургії дозволили Піднебесної відвоювати собі практично 60% всього світового ринку. Решту десятку основних виробників склали: Японія (8%), Індія та Сполучені Штати Америки (6%), Росія і Південна Корея (5%), Німеччина (3%), Туреччина, Тайвань, Бразилія (2%). Якщо ж розглядати окремо 2015 рік, то спостерігається тенденція зниження активності виробників металопродукції. Причому найбільший спад відзначений в Україні, де був зафіксований результат, який на 298% нижче торішнього.

Нові технології в металургії

Як і будь-яка інша промисловість, металургія просто немислима без розробки і впровадження на практиці інноваційних розробок. Так, співробітники Нижегородського державного університету розробили та почали впроваджувати в практику нові наноструктуровані зносостійкі сплави тверді, в основі яких лежить карбід вольфраму. Основний напрямок застосування нововведення – виробництво сучасного металообробного інструменту. Крім того, в Росії був модернізований колосниковий барабан зі спеціальною кульової насадкою з метою створення нової технології переробки рідкого шлаку. Цей захід було виконано на основі державного замовлення Міністерства освіти і науки. Такий крок повністю себе виправдав, оскільки його результати в підсумку перевершили всі очікування.

Найбільші підприємства металургії у світі

Міжнародні рейтинги стверджують, що провідними виробниками металу на планеті є:

Arcelor Mittal – компанія з головним офісом в Люксембурзі. Її частка становить 10% усього світового виробництва сталі. У Росії компанії належать шахти Березовська, Першотравнева, Анжерська, а також "Северсталь-груп".

Hebei Iron & Steel – гігант з Китаю. Він повністю належить державі. Крім виробництва, компанія займається видобутком сировини, його транспортуванням і проведенням науково-дослідних робіт. На заводах компанії використовуються виключно нові розробки, і самі современие технологічні лінії, що дозволило китайцям навчитися виробляти тонкі сталеві плити і надтонкий холоднокатаний лист.

Nippon Steel – представник Японії. Менеджмент компанії, яка розпочала свою роботу ще у 1957 році, прагне до об'єднання з іншим підприємством, іменованим Sumitomo Metal Industries. На думку експертів, таке злиття дозволить досить швидко вийти японцям на перше місце в світі, обігнавши всіх своїх конкурентів.