Historia ludzkości liczy ponad tysiąclat. Przez cały okres istnienia naszej rasy notowano stabilny postęp techniczny, w którym ważną rolę odgrywała umiejętność obróbki metalu, jego tworzenia i wydobywania. Dlatego jest całkiem logiczne, że metalurgia jest czymś, bez czego nie można sobie wyobrazić naszego życia, normalnego wykonywania obowiązków zawodowych i wiele więcej.
Definicja
Przede wszystkim warto zrozumieć, jak naukowo, z technicznego punktu widzenia, nazywa się nowoczesna sfera produkcji.
Tak więc metalurgia to dział nauki, technologii,który obejmuje proces otrzymywania różnych metali z rudy lub innych materiałów, a także wszelkie procesy związane z przekształcaniem składu chemicznego, właściwości i struktury stopów.
Struktura
Dzisiaj metalurgia to najpotężniejszy przemysł. Ponadto jest to szerokie pojęcie, które obejmuje:
- Bezpośrednia produkcja metali.
- Przetwarzanie wyrobów metalowych na gorąco i na zimno.
- Spawalniczy.
- Nakładanie różnych powłok metalowych.
- Sekcja naukowa - materiałoznawstwo. Ten kierunek w teoretycznych badaniach procesów fizycznych i chemicznych skupia się na poznaniu zachowania metali, stopów i związków międzymetalicznych.
Odmiany
Na całym świecie istnieją dwie główne gałęzie metalurgii - żelazna i nieżelazna. Ta gradacja rozwinęła się historycznie.
Metalurgia żelaza to obróbka żelazai wszystkie stopy, w których jest obecny. Przemysł ten obejmuje również wydobycie z wnętrzności ziemi i późniejsze wzbogacanie rud metali żelaznych, odlewnictwo stali i żelaza, walcowanie kęsów, produkcję żelazostopów.
Metalurgia metali nieżelaznych obejmuje obróbkę rudy dowolnego metalu z wyjątkiem żelaza. Nawiasem mówiąc, metale nieżelazne są tradycyjnie podzielone na dwie duże grupy:
- Ciężki (nikiel, cyna, ołów, miedź).
- Lekki (tytan, magnez, aluminium).
Rozwiązania naukowe
Nie ma wątpliwości, że metalurgia to działalnośćwymagające wprowadzenia innowacyjnych technologii. W związku z tym wiele krajów naszej planety aktywnie prowadzi prace badawcze, których celem jest badanie i zastosowanie w praktyce szerokiej gamy mikroorganizmów, które pomogłyby rozwiązać na przykład tak palący problem, jak oczyszczanie ścieków, które jest obowiązkowym składnikiem produkcji metalurgicznej. Ponadto takie procesy jak utlenianie biologiczne, wytrącanie, sorpcja i inne stały się już rzeczywistością.
Separacja według procesu
Zakłady metalurgiczne można warunkowo podzielić na dwie główne grupy:
- pirometalurgia, w której procesy zachodzą w bardzo wysokich temperaturach (topienie, prażenie);
- hydrometalurgia, która polega na ekstrakcji metali z rud przy użyciu wody i innych roztworów wodnych przy użyciu odczynników chemicznych.
Zasada wyboru miejsca pod budowę zakładu metalurgicznego
Aby zrozumieć, na podstawie jakich wniosków zapada decyzja o budowie przedsiębiorstwa w określonej lokalizacji, warto rozważyć główne czynniki lokalizacji hutnictwa.
W szczególności, jeśli pytanie dotyczy lokalizacji huty metali nieżelaznych, to takie kryteria jak:
- Dostępność zasobów energetycznych. Produkcja związana z obróbką lekkich metali nieżelaznych wymaga ogromnej ilości energii elektrycznej. Dlatego takie przedsiębiorstwa są budowane jak najbliżej elektrowni wodnych.
- Wymagana ilość surowców. Oczywiście im bliżej złóż rudy, tym odpowiednio lepiej.
- Czynnik środowiskowy. Niestety, krajów obszaru poradzieckiego nie można zaliczyć do kategorii, w której przedsiębiorstwa hutnicze są przyjazne środowisku.
Zatem lokalizacja metalurgii jest złożoną kwestią, której rozwiązanie należy poświęcić najwyższą uwagę, biorąc pod uwagę wszelkiego rodzaju wymagania i niuanse.
Aby uzyskać jak najbardziej szczegółowy obraz w opisie obróbki metali, ważne jest wskazanie kluczowych obszarów tej produkcji.
Przedsiębiorstwa hutnictwa żelaza obejmują kilka tak zwanych redystrybucji. Wśród nich: piec wielkopiecowy, stalownia, walcowanie. Rozważmy każdy z nich bardziej szczegółowo.
Produkcja wielkopiecowa
To na tym etapie następuje wydanieżelazo bezpośrednio z rudy. Dzieje się to w wielkim piecu i przy temperaturach powyżej 1000 stopni Celsjusza. W ten sposób wytapia się surówkę. Jego właściwości będą bezpośrednio zależały od przebiegu procesu topienia. Regulując topienie rudy, można ostatecznie otrzymać jeden z dwóch rodzajów żeliwa: żeliwo konwersyjne (używane później do produkcji stali) i odlewnicze (odlewane są z niego kęsy żeliwne).
Produkcja stali
Łącząc żelazo z węglem i, jeśli to konieczne,z różnymi pierwiastkami stopowymi w rezultacie otrzymuje się stal. Jest wystarczająco dużo metod na jego wytapianie. Szczególnie zwracamy uwagę na konwerter tlenu i wytapianie elektryczne, które są najnowocześniejsze i najbardziej wydajne.
Topienie konwertera charakteryzuje się jegoprzemijanie i skutkujące stalą o wymaganym składzie chemicznym. Proces polega na przedmuchiwaniu przez lancę ciekłego metalu z tlenem, w wyniku czego żeliwo jest utleniane i przekształcane w stal.
Najbardziej efektywna jest metoda produkcji stali elektrycznej.To dzięki zastosowaniu pieców łukowych można wytapiać najwyższej jakości gatunki stali stopowych. W takich jednostkach ładowany do nich metal nagrzewa się bardzo szybko, przy czym możliwe jest dodanie wymaganej ilości pierwiastków stopowych. Ponadto stal otrzymana tą metodą ma niską zawartość wtrąceń niemetalicznych, siarki i fosforu.
Alloying
Proces ten polega na zmianie składustal poprzez wprowadzenie do niej obliczonych stężeń pierwiastków pomocniczych w celu późniejszego nadania jej określonych właściwości. Do najczęściej stosowanych składników stopowych należą: mangan, tytan, kobalt, wolfram, aluminium.
Wynajem
Wiele zakładów metalurgicznych zawierać kroczącą grupę sklepów.Wytwarzają zarówno półprodukty, jak i już całkowicie gotowe produkty. Istota procesu polega na przechodzeniu metalu w szczelinie między walcami obracającymi się w przeciwnych kierunkach walcarki. Ponadto kluczową kwestią jest to, że odległość między rolkami powinna być mniejsza niż grubość przepuszczanego kęsa. Z tego powodu metal jest wciągany do światła, przesuwa się i ostatecznie odkształca się do określonych parametrów.
Po każdym przejściu wykonuje się szczelinę między rolkamimniej. Ważny punkt - często metal nie jest wystarczająco plastyczny w stanie zimnym. Dlatego do przetwarzania jest wstępnie podgrzewany do wymaganej temperatury.
Zużycie surowców wtórnych
W nowoczesnych warunkach rynek konsumpcyjnystale się rozwijają materiały nadające się do recyklingu, zarówno żelazne, jak i nieżelazne. Wynika to w dużej mierze z faktu, że niestety zasoby rudy nie są odnawialne. Każdy rok ich produkcji znacznie zmniejsza rezerwy. Biorąc pod uwagę fakt, że zapotrzebowanie na wyroby metalowe w inżynierii mechanicznej, budownictwie, lotnictwie, przemyśle stoczniowym i innych sektorach gospodarki narodowej stale rośnie, wydaje się całkiem zasadny rozwój przetwórstwa części i wyrobów, które już wyczerpały swoje zasoby.
Można śmiało powiedzieć, że rozwójmetalurgię tłumaczy się w pewnym stopniu pozytywną dynamiką segmentu przemysłu - wykorzystania surowców wtórnych. Jednocześnie przetwarzaniem złomu zajmują się zarówno duże, jak i małe firmy.
Światowe trendy w rozwoju metalurgii
W ostatnich latach nastąpił wyraźny wzrostwielkości produkcji walcówki, stali i żeliwa. Wynika to w dużej mierze z faktycznej ekspansji Chin, które stały się jednym z czołowych graczy na świecie na rynku produkcji metalurgicznej.
Jednocześnie pozwalały na to różne czynniki metalurgiiCelestial Empire odzyska prawie 60% całego światowego rynku. Pozostała dziesiątka największych producentów to: Japonia (8%), Indie i Stany Zjednoczone Ameryki (6%), Rosja i Korea Południowa (5%), Niemcy (3%), Turcja, Tajwan, Brazylia (2 %).
Jeśli weźmiemy pod uwagę rok 2015 osobno, toistnieje tendencja spadkowa w działalności producentów metali. Ponadto największy spadek odnotowano na Ukrainie, gdzie zanotowano wynik, który jest o 29,8% niższy niż przed rokiem.
Nowe technologie w metalurgii
Jak każda inna branża, metalurgia jest po prostu nie do pomyślenia bez opracowania i wdrożenia w praktyce innowacyjnych rozwiązań.
Tak więc pracownicy państwa Niżny Nowogróduniwersytety opracowały i zaczęły wprowadzać do praktyki nowe, nanostrukturalne, odporne na ścieranie stopy twarde na bazie węglika wolframu. Głównym kierunkiem zastosowania innowacji jest produkcja nowoczesnych narzędzi do obróbki metali.
Ponadto Rosja zmodernizowała siębęben rusztowy ze specjalną dyszą kulową w celu stworzenia nowej technologii przetwarzania płynnego żużla. Wydarzenie to zostało zrealizowane na podstawie zarządzenia Ministerstwa Edukacji i Nauki. Ten krok był w pełni uzasadniony, ponieważ jego rezultaty ostatecznie przerosły wszelkie oczekiwania.
Największe przedsiębiorstwa metalurgiczne na świecie
Międzynarodowe rankingi twierdzą, że wiodącymi światowymi producentami metali są:
- Arcelor Mittal To firma z siedzibą w Luksemburgu.Jego udział to 10% całkowitej światowej produkcji stali. W Rosji firma jest właścicielem kopalni Berezovskaya, Pervomayskaya, Anzherskaya, a także grupy Severstal.
- Hebei Iron & Steel To gigant z Chin.Należy całkowicie do państwa. Oprócz produkcji firma zajmuje się wydobyciem surowców, ich transportem oraz badaniami i rozwojem. Fabryki firmy wykorzystują wyłącznie nowe rozwiązania i najnowocześniejsze linie technologiczne, co pozwoliło Chińczykom nauczyć się produkować ultracienkie blachy stalowe i ultracienkie blachy zimnowalcowane.
- Stal Nippon - przedstawiciel Japonii.Kierownictwo firmy, która rozpoczęła swoją działalność w 1957 roku, stara się o połączenie z innym przedsiębiorstwem o nazwie Sumitomo Metal Industries. Zdaniem ekspertów takie połączenie pozwoli Japończykom szybko zająć pierwsze miejsce na świecie, wyprzedzając wszystkich konkurentów.
