Ч. м. — основа развития большинства отраслей народного хозяйства. Несмотря на бурный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, промышленности стройматериалов, чёрные металлы остаются главным конструкционным материалом в машиностроении и строительстве. Так, удельный вес чёрных металлов в общем объёме конструкционных материалов, потребляемых ведущими отраслями машиностроения СССР, превышал в 1976 96%. Отрасль потребляет примерно 20% топливно-энергетических ресурсов страны.
На протяжении тысячелетий развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием железа (См. Железо) как основного материала для изготовления орудий труда. В. И. Ленин называл железо одним из фундаментов цивилизации, одним из главных продуктов современной промышленности (см. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 23, с. 377).
Чёрная металлургия.
Производство железа на территории России известно с древнейших времён. Железные руды плавили вначале в сыродутных горнах, затем (примерно с 9 в.) в специальных наземных печах-домницах с дутьём ручными мехами. Заводское производство Чугуна и железа началось в 1632—37, когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов чугуна в сутки.
В 1700 было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. Увеличив за первую четверть 18 в. его выплавку в 5 раз, Россия заняла по производству чёрных металлов 1-е место в мире и до начала 19 в. удерживала его. Однако в последующие годы темп роста Ч. м. снизился, и к 1913 страна занимала лишь 5-е место в мире, а её доля в мировой выплавке чугуна и стали (См. Сталь) составляла 5,3%.
В результате Гражданской войны и военной интервенции 1918—20 выплавка стали в стране составляла (1920) лишь 4,5% от уровня 1913. Но уже к 1928 она достигла довоенного уровня. В годы довоенных пятилеток реконструированы старые и построены новые металлургические предприятия, создана угольно-металлургическая база — Урало-Кузбасс. Вступили в строй гиганты советской металлургии — Магнитогорский и Кузнецкий металлургический комбинаты, Криворожский, Новотагильский металлургические заводы, заводы «Запорожсталь», «Азовсталь», новые мартеновские цехи на заводах им. Дзержинского, Макеевском, «Красный Октябрь», Златоустовском и др.
Во время Великой Отечественной войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики вывели из строя заводы, дававшие около 60% общего производства стали в стране. Металл фронту поставляли металлургические предприятия Урала и Сибири, где выплавка стали повысилась в 1,5 раза. Построены заводы в республиках, ранее не имевших своей Ч. м.: в Казахстане и Узбекистане.
Основы черной металлургии
После войны в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные металлургические заводы. В 50—70-е гг. построены новые крупные предприятия: Орско-Халиловский и Карагандинский металлургический комбинаты, Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические заводы, ряд крупных железорудных горно-обогатительных комбинатов, трубных, ферросплавных, метизных, огнеупорных и других предприятий.
Модернизация устаревших агрегатов позволила существенно увеличить их производительность. Наряду со значительным увеличением объёмов производства заметно повысилось качество и расширился сортамент металлопродукции, опережающими темпами развивалось производство прогрессивных видов металла, дающих наибольший экономический эффект в народном хозяйстве: листового проката, холоднокатаного листа, холоднокатаной трансформаторной стали, гнутых профилей, фасонных профилей высокой точности, низколегированной стали, а также высокопрочных труб, железных порошков, металлокерамики. Улучшение качества металлопродукции, расширение и совершенствование её сортамента обеспечили экономию в народном хозяйстве в 1971—75 более 2 млн. т металла.
По объёмам производства большинства важнейших видов продукции Ч. м. (стали, чугуна, железной руды, стальных труб, кокса, огнеупоров) СССР занимает 1-е место в мире. (Динамика производства чёрных металлов за 1928—76 отражена в табл. 1.) В результате систематического наращивания объёмов производства существенно возросла выплавка стали на душу населения — с 305 кг в 1960 до 564 кг в 1976.
Табл. 1.—Производство чугуна, стали, проката чёрных металлов и стальных труб в СССР, млн. т
| Готовый прокат | 3.3 | 14,9 | 46,8 | 85,9 | 105,4 |
| Стальные трубы | 4,3 | 18,3 | 65,3 | 115,9 | 144,8 |
| 3,2 | 11,4 | 43,7 | 80,6 | 101,4 | |
| 0,2 | 1,0 | 5,8 | 12,4 | 16,8 |
Чёрные металлы производятся в ряде экономических районов РСФСР (Центр, Чернозёмный центр, Урал, Поволжье, Западная и Восточная Сибирь, Северо-Запад, Дальний Восток), на Украине (Донецко-Приднепровский экономический район), в Казахстане, Закавказье, Средней Азии, Прибалтике.
Для Ч. м. характерен высокий уровень концентрации производства, которая связана с увеличением единичной мощности отдельных агрегатов. Эксплуатируются: доменная печь полезным объёмом 5000 м 3 (Криворожский металлургический завод), кислородные конвертеры ёмкостью 300—350 т, толстолистовой стан 3600, непрерывные широкополосные станы горячей прокатки 2000 мощностью 6 млн.
т в год, 5-клетьевые станы холодной прокатки 1700 мощностью более 1 млн. т в год и др. В отрасли действуют железорудные предприятия мощностью (по сырой руде) 30 млн. т в год и более, крупные трубопрокатные и метизные заводы.
Для предприятий Ч. м. типичны различные формы комбинирования производства. Около 80% стали выплавляется на предприятиях с полным металлургическим циклом, сочетающих доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Ряд предприятий (комбинаты) имеет в своём составе, помимо собственно металлургического, железорудное производство. Ч. м. — отрасль с высоким уровнем специализации. Так, на специализированных. предприятиях производится более 85% стальных труб, 90% товарной железной руды и т.д.
СССР обладает всеми необходимыми ресурсами для развития Ч. м. (рудами чёрных и легирующих металлов, топливом, энергоресурсами), занимая по запасам и объёмам добычи железной руды и добычи товарного угля 1-е место в мире. Размеры добычи железной руды позволяют не только полностью удовлетворять потребности отечественной Ч. м., но и экспортировать значительное количество рудного концентрата, в основном в страны — члены СЭВ. СССР — также крупнейший производитель и экспортёр марганцевых и хромовых руд. Основные запасы железной руды сосредоточены в бассейнах Курской магнитной аномалии и Криворожском, в Казахстане, на Урале, в Сибири, на Кольском полуострове (см. Железорудная промышленность).
Топливная база Ч. м. представлена месторождениями коксующихся углей, сосредоточенными в основном в Кузнецком, Донецком, Карагандинском и Печорском бассейнах, и природного газа в Европейской части СССР, Сибири и Средней Азии.
Современная Ч. м. имеет высокий технический потенциал. Значительный прогресс достигнут в технологии производства в отдельных подотраслях и переделах Ч. м. Так, добыча железной руды в основном ведётся прогрессивным открытым способом; в коксовом производстве внедрены бездымная загрузка шихты и сухое тушение кокса (см. Коксохимическая промышленность); в доменном производстве (См.
Доменное производство) в печах с повышенным давлением газа под колошником выплавляется 97%, а с вдуванием природного газа — 84% всего чугуна (1976); в сталеплавильном производстве (См. Сталеплавильное производство) растет выплавка стали в кислородных конвертерах и электропечах, внедрены внепечная обработка стали под вакуумом, синтетическими шлаками, инертными газами, переплавные процессы (электрошлаковый, вакуумно-дуговой, вакуумно-индукционный, электроннолучевой, плазменный); увеличивается доля непрерывной разливки стали (См.
Непрерывная разливка стали); в прокатном производстве (См. Прокатное производство) эффективно применяются термическая обработка металлопродукции, средства неразрушающего автоматического контроля; в трубном — совершенствуется технология производства сварных труб большого диаметра, бесшовных труб (см. Трубопрокатное производство, Трубная промышленность); в метизном производстве внедряются автоматизированное поточные линии. Осуществляется разработка промышленных способов прямого получения железа (См. Прямое получение железа). Ведутся работы по созданию автоматизированной системы управления Ч. м.
Большое внимание в Ч. м. уделяется механизации и автоматизации производственных процессов, совершенствованию организации производства и труда, вопросам социалистического соревнования. За 9-ю пятилетку (1971—75) практически весь прирост объёмов производства в Ч. м. получен за счёт роста производительности труда, т. е. без увеличения численности работающих.
В зарубежных социалистических странах Ч. м. также успешно развивается. В результате наращивания объёмов производства доля стран — членов СЭВ в мировой выплавке стали (вместе с СССР) возросла с 24,9% в 1960 до 28,8% в 1976. В табл. 2 приведены данные о выплавке стали в странах — членах СЭВ.
Табл. 2. — Выплавка стали в странах—членах СЭВ, млн. т
| ГДР | 0,3 | 1,8 | 2,5 |
| Куба | 1,9 | 3,1 | 3,7 |
| Польша | 3,8 | 5,1 | 6,7 |
| Румыния | … | 0,1 | 0,3 |
| Чехословакия | 6,7 | 11,8 | 15,6 |
| 1,8 | 6,5 | 10,7 | |
| 6,8 | 11,5 | 14,7 |
Выплавка чугуна (1976) и производство проката чёрных металлов (1975) составили соответственно (млн. т): в Чехословакии 9,5 и 10,0, Польше 7,9 и 11,1, Румынии 7,4 и 6,8, ГДР 2,5 и 5,2.
Социалистические страны оказывают активное содействие развивающимся странам в создании и развитии Ч. м. К 1977 построенные в целом ряде стран (в т. ч. в Индии, Египте, Иране) с помощью СССР металлургические предприятия имели годовую мощность (млн. т) по производству чугуна 7,2, стали 5,3, проката 4,1, по добыче железной руды 6,7. Проектируются и строятся металлургические комплексы на 11—14 млн. т стали и проката в год.
В капиталистических странах Ч. м. наиболее развита в США и Японии. Крупными производителями чёрных металлов выступают также ФРГ, Великобритания, Франция, Италия (см. табл. 3).
Табл. 3.— Производство стали в промышленно развитых капиталистических странах, млн. т
| ФРГ | 92,1 | 122 | 120 |
| Великобритания | 22,1 | 93,3 | 107 |
| Франция | 34,1 | 45 | 42,4 |
| Италия | 24,7 | 28,3 | 22,7 |
| 17,3 | 23,8 | 23,0 | |
| 8,2 | 17,3 | 23,3 |
Произведено чугуна (1976) и проката чёрных металлов (1975) соответственно (млн. т); в Японии 86,0 и 86,3, США 79,8 и 72,5, ФРГ 32,3 и 33,0.
Ч. м. в капиталистических странах характеризуется высокой степенью монополизации производства. Так, на долю пяти компаний в Японии приходится 80% выплавки стали, в США — около 60%; на долю шести компаний в ФРГ — свыше 75%, двух компаний во Франции — 65%, одной в Великобритании — свыше 85% производства стали в стране (см. Чёрной металлургии монополии).
Мировая выплавка стали составила (млн. т); в 1950 — 192, в 1965 — 463, в 1976 — 690. Число стран, производящих сталь, возросло примерно с 50 в 1965 до 65 в 1976. Характерной особенностью развития Ч. м. является быстрый рост масштабов мирового рынка чёрных металлов. Так, экспорт металлопродукции из стран — продуцентов чёрных металлов возрос в 1965—76 более чем в 2 раза.
Лит.: Струмилин С. Г., История черной металлургии СССР, т. 1, M., 1954; Черная металлургия капиталистических стран, М., 1958; Металлургия СССР. 1917—1957, под ред. И. П. Бардина, т. 1—2, М., 1958—59; Черная металлургия СССР, М., 1967; Казанец И. П., Черная металлургия в девятой пятилетке, М., 1972: «Мировая экономика и международные отношения», 1977, № 8, приложение.
Источник: gufo.me
Черная металлургия России
Черная металлургия – огромная отрасль, представляющая собой совокупность различных отраслей по добыче сырья, выплавке стали, чугуна и по производству проката. Именно черная металлургия служит основой развития строительства и машиностроения. Марганец, руды легирующих металлов, железные руды, коксующиеся угли являются сырьем для получения черного металла.
Черная металлургия бывает трех типов:
1. Металлургия полного цикла (характеризующаяся наличием буквально всех стадий производства на едином предприятии).
2. Передельная металлургия (вид производства, при котором одна из стадий выделяется в отдельное производство или же связано с переработкой металлолома).
3. Малая металлургия (это металлургические цеха в составе крупных машиностроительных комплексов).
Отметим, что именно от типа металлургии зависит географическое размещение предприятий. Так в центрах крупных машиностроительных баз размещается малая металлургия.
Передельная металлургия, как правило, связана с переработкой металлолома, поэтому предприятия этой металлургии находятся или в районах концентрации черной металлургии или в районах крупных машиностроительных баз, где в процессе производства остается большое количество металлолома.
Ферросплавное производство представляет собой улучшение качества железных изделий с помощью добавок легирующих металлов, чтобы придать этим изделиям необходимые свойства. Производство ферросплавов материалоемкое и энергоемкое, поэтому предприятия оптимально размещать в тех районах, где недорогая энергия сочетается с ресурсами легирующих металлов.
Металлургия полного цикла отличается топливоемкостью и материалоемкостью (на топливо и сырье приходится 90% затрат на производство). Поэтому рационально размещать предприятия полного цикла в районах недорогого топлива или доступного сырья.
Черный коксующийся уголь является топливом для металлургии. Основные топливные базы для черной металлургии располагаются:
- В Печорском бассейне (Северный район).
- На Кузбассе (Западная Сибирь).
- В г.Шахты (Северный Кавказ).
- В Южноякутском бассейне (Дальний Восток).
- В Карагандинском бассейне (Казахстан).
- На Донбассе (Украина).
- В Ткварчели и Ткибули (Грузия).
Железные руды являются сырьем для черной металлургии. Главными месторождениями на территории СНГ считаются:
- Тагило-Кушвинская группа месторождений Свердловской области, Бакальская группа Челябинской, Орско-Халиловская группа Оренбургской области (Урал).
- Абаканское, Тейское, Ирбинское (Восточная Сибирь).
- Горная Шория (Западная Сибирь).
- Керченское, Приазовское, Криворжовское (Украина).
- Дашкесан (Армения).
- Соколово-Сарбайское и Лисаковское месторождения (Казахстан).
- Гаринское, Алданское (Дальний Восток).
- Оленегорское, Ковдорское, Костомукшское (Северный район).
Уральская металлургическая база – эта первая база РФ. На Урале прослеживается два основных принципа размещения металлургических предприятий.
Первый принцип – в районах топлива. Так как на Урале никогда не было угля, в качестве топлива, в основном, использовались лесные ресурсы, а именно древесный уголь. Чусовой, Алапаевск, Невьянск, Нижний Тагил стали первыми центрами металлургии на Урале. В XVIII — XIX вв. были созданы первые металлургические заводы, и до сегодняшнего дня эти центры сохранили металлургическую специализацию.
Второй принцип — размещение предприятий в районах сырья. С разработкой в 30-х гг. XX века горы Магнитной предприятия данной отросли стали активно размещать поблизости от железорудных месторождений. К этому периоду относится строительство Магнитогорского металлургического комбината, крупнейшего в Европе.
Отметим, что именно металлургия Урала выделяется высоким удельным весом в выплавке стали, чугуна и производстве проката. К металлургии полного цикла относятся следующие комбинаты: Челябинский, Магнитогорский, Нижнетагильский, Орско-Халиловский в г. Новотроицке (Оренбургская область).
Крупнейшие в России центры ферросплавного расположены на Урале (Челябинск, Серов), а также центры трубопрокатного производств (Челябинск, Первоуральск). Заводы Аши, Златоуста, Сатки (все Челябинская обл.), Алапаевска, Чусового, Ревды, Екатеринбурга (все Свердловская область) относятся к передельной металлургии. Малая металлургия хорошо развита в крупнейших машиностроительных центрах Свердловской, Пермской и Челябинской областей. Металлургическая база Урала имеет и свои проблемы: отсутствие топлива и большое истощение сырьевой базы. В основном руды сюда завозятся с Соколво-Сарбайского месторождения и с КМА, а вот уголь прибывает из Караганды и Кузбасса.
Центральная металлургическая база считается второй по величине металлургической базой России. Она расположена на территории Центрально-Черноземного и Центрального экономических районов. Здесь развитие металлургии обосновано уникальным месторождением железных руд КМА (ориентировочные запасы 16,7 млрд. тонн).
Металлургия Центра РФ специализируется на добыче железных руд и их обогащении. К предприятиям полного цикла относятся два крупных комбината: Новооскольский и Липецкий. Следует отметить, что Новооскольский комбинат построен по лицензии Германии, данная технология заключается в прямом восстановлении железа без использования доменного передела.
Передельные заводы располагаются в Электростали, Москве, Орле, Туле. Центральная металлургическая база имеет и свои проблемы, основная из которых — отсутствие топлива. Уголь приходится завозить с Кузбасса, Воркуты, Донбасса.
Третьей металлургической базой нашей страны является Западно-сибирская база. Здесь развитию металлургии способствует наличие сырья (железные руды Горной Шории) и топлива (Кузбасс) вблизи Транссибирской железнодорожной магистрали. С другой стороны, удаленность базы от главных потребителей в центрально-европейских районах осложняет ее развитие.
Именно поэтому здесь доминируют нижние этажи отрасли, которые предоставлены добычей и вывозом каменного угля. К металлургии полного цикла относится Новокузнецкий металлургический комбинат. Новосибирск является центром передельной металлургии. В Новокузнецке производят ферросплавы.
Череповец является самым большим металлургическим центром в стране. Уникальность комбината полного цикла Череповца заключается в том, что он расположен на пересечении топливной базы (Печерский каменноугольный бассейн) и сырьевой базы (железные руды Кольского полуострова). Главная задача комбината — обеспечить металлом машиностроительные базы Центрального и Северо-Западного экономических районов.
Среди стран СНГ самой крупной металлургической базой является Южная металлургическая база Украины. Основой ее развития служат каменный уголь Донбасс, а также железорудные месторождения Керчи и Кривого Рога. Южная металлургическая база характеризуется высоким уровнем развития верхних этажей отрасли. К металлургии полного цикла относятся комбинаты Днепропетровска, Макеевки, Донецка и Стаханова. А вот для передельной металлургии центрами являются Краматорск, Запорожье и Горловка.
В Казахстане также находится несколько крупных металлургических производств, их развитие обусловлено наличием собственных топливных и сырьевых баз (Карагандинский бассейн, Соколово-Сарбайское, Аятское, Лисаковское месторождения). Металлургическая база Казахстана характеризуется большим удельным весом нижних этажей отрасли, добываемое сырье отправляется преимущественно на Урал. К металлургии полного цикла относится комбинат Темиртау. Крупные центры для ферросплавного производства находятся в Темиртау, Актюбинске, Павлодаре.
Металлургическое производство в Грузии сложилось на основе месторождений каменного угля Ткварчели и Ткибули. На металлические заводы железная руда поступает с Дашкесана. В городе Рустави находится металлургический комбинат полного цикла. В Зестафони сложился крупный центр ферросплавного производства.
Источник: www.urm-company.ru
Черная металлургия это какие металлы
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ:
РЕАЛИЗАЦИЯ, ИНТЕГРАЦИЯ, СЕРВИС
- Регистрация
Металлургия как отрасль промышленности
Металлургия — (от греч. metallurgeo-добываю руду, обрабатываю металлы) — область науки и техники, отрасль промышленности[1] . К металлургии относятся:
— производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;
— обработка металлов в горячем и холодном состоянии;
— нанесение покрытий из металлов;
— область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов, интерметаллидов и сплавов.
К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности.
Разновидности металлургии
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. С металлургией тесно связаны коксохимия, производство огнеупорных материалов.
К чёрным металлам относят железо. Все остальные — цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и 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:
Чёрная металлургия
Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть производимого металла идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство).
Состав черной металлургии
В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:
— добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда)
— добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т. п.);
— производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
— производство стальных и чугунных труб;
— коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);
— вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).
Металлургический цикл черной металлургии
Собственно металлургическим циклом является производство
1) чугунно-доменное производство,
2) стали (мартеновское, кислородноконвертерное и электросталеплавильное), (непрерывная разливка, МНЛЗ),
3) проката (прокатное производство).
Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.
Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. «Малая металлургия» представляет собой выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты.
В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.
Цветная металлургия
Цветная металлургия — отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.
Размещение предприятий отрасли
Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль, помимо сырья, играет топливно-энергетический фактор.
На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии лёгких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжёлых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).
Тяжёлые металлы
Производство тяжёлых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья.
По запасам, добыче и обогащению медных руд, а также по выплавке меди ведущее место в России занимает Уральский экономический район, на территории которого выделяются Красноуральский, Кировградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.
Свинцово-цинковая промышленность в целом тяготеет к районам распространения полиметаллических руд. К таким месторождениям относятся Садонское (Северный Кавказ), Салаирское (Западная Сибирь), Нерченское (Восточная Сибирь) и Дальнегорское (Дальний Восток).
Центром Никель-Кобальтовой промышленности являются города: Норильск (Восточная Сибирь), Никель и Мончегорск (Северный экономический район).
Лёгкие металлы
Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии — важнейший принцип их размещения.
Сырьём для производства алюминия являются бокситы Северо-Западного района (Бокситогорск), Урала (город Североуральск), нефелины Кольского полуострова (Кировск) и юга Сибири (Горячегорск). Из этого алюминиевого сырья в районах добычи выделяют окись алюминия — глинозём. Получение из него металлического алюминия требует больших затрат электроэнергии. Поэтому алюминиевые заводы строят вблизи крупных электростанций, преимущественно ГЭС (Братской, Красноярской и др.)
Титано-магниевая промышленность размещается преимущественно на Урале, как в районах добычи сырья (Березниковский титано-магниевый завод), так и в районах дешёвой энергии (Усть-Каменогорский титано-магниевый завод). Заключительная стадия титано-магниевой металлургии — обработка металлов и их сплавов — чаще всего размещается в районах потребления готовой продукции.
История
Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданпеке, Плочнике[2] и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре Винча)[3], Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (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, гидромолоты 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.
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:
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 (особенно золото, которое не окисляется). 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.
Сплавы
Сплав — макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.
Сплавы имеют металлические свойства, например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. Макроскопические свойства сплавов всегда отличаются от свойств их компонентов, а макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения примесных фаз в металлической матрице.
Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы).
Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.
Сплавы, используемые в промышленности различаются по своему предназначению.
Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):
Для заливки подшипников:
Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:
Для изготовления режущих инструментов:
В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.
Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешёвых, высокопрочных изделий, когда вес и коррозия не критичны.
Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.
Медно-никелевые сплавы (такие, как монель-металл) используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления ненамагничиваемых изделий. Суперсплавы на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетатели, теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.
Источник: aitcom.ru