Металлургия
Металлурги́я — искусство извлечения металлов из руд и их обработки, а также область науки и техники, занимающаяся процессами получения металлов и сплавов из различных видов сырья. Эта отрасль промышленности включает в себя изменение свойств металлов и изготовление разнообразных металлических изделий. Металловедение изучает структуру и свойства металлических материалов в зависимости от их состава и обработки[1].
История
История развития металлургии началась ещё в каменном веке и продолжается до сегодняшних дней, когда учёные постоянно внедряют передовые современные технологии в эту отрасль. Металлургия прошла через несколько исторических этапов, начиная с древних времён, где человек проводил первые опыты с металлическими материалами, такими как железо метеоритного происхождения, олово и серебро. В различные периоды развития человечества появлялись новые технологии извлечения металлов из руд и создания сплавов. Например, важным моментом был Бронзовый век, а затем и железный век[2].
С развитием общества появились новые методы и техники обработки металлов, такие как цементация, закалка железа, что способствовало улучшению их свойств. В Средневековье и далее разработки в металлургии становились всё более сложными и эффективными, что привело к появлению новых типов печей и методов обработки металлов. С появлением новых методов производства металла, таких как мартеновский, бессемеровский, томасовский процессы, объёмы производства значительно увеличились. С развитием индустрии в XIX — XX века в металлургии были внедрены современные способы производства, такие как кислородное дутьё, разливка стали без остановки. В наше время учёные продолжают развивать методы обогащения руды и производство стали в электропечах[2].
Отрасли металлургии
Металлургия охватывает различные подотрасли, включая:
- Чёрная металлургия, где производится сталь и другие сплавы на основе железа.
- Цветная металлургия, которая занимается добычей и переработкой цветных металлов, таких как алюминий, медь, свинец, цинк и другие.
- Производство редких металлов, включая добычу и обработку металлов, таких как золото, серебро, платина, палладий и другие.
- Металлообработка, где производятся металлические изделия и конструкции.
- Металлохимия, занимающаяся производством химических соединений на основе металлов[3].
Ведущие центры металлургии находятся по всему миру. Некоторые из них:
- Китай, являющийся крупнейшим производителем стали в мире.
- Япония, специализирующаяся на выпуске высококачественной стали и цветных металлов.
- Индия, фокусирующаяся на производстве редких и редкоземельных металлов.
- Россия, которая производит широкий ассортимент металлов, включая сталь, алюминий, медь и другие[3].
Чёрная металлургия является ключевым компонентом в развитии машиностроения (одна треть всех произведённых металлов используется в этой отрасли) и строительства (четверть металла используется в строительстве).
Чёрная металлургия
Чёрная металлургия включает следующие основные сегменты:
- добыча и обогащение руд чёрных металлов (железной, хромовой, марганцевой руды);
- добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (например, флюсовых известняков, огнеупорных глин и другие материалы);
- производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);
- производство стальных и чугунных труб;
- коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и других продуктов);
- вторичная переработка материалов чёрных металлов (обработка лома и отходов чёрных металлов).
Основными звеньями металлургического процесса в чёрной металлургии являются:
- производство чугуна в доменных печах;
- производство стали (мартеновский, кислородно-конвертерный, электросталеплавильный) с использованием различных технологий (непрерывная разливка, мини-станы);
- производство проката (производство готовых металлических листов и профилей).
Предприятия, занимающиеся выплавкой чугуна, производством углеродистой стали и проката, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла. Предприятия, не выплавляющие чугун, классифицируются как предприятия передельной металлургии. «Малая металлургия» включает в себя производство стали и проката на машиностроительных заводах. Комбинаты являются основным типом предприятий в чёрной металлургии. При размещении предприятий чёрной металлургии полного цикла ключевую роль играют сырьё и топливо, особенно важны сочетания железных руд и коксующихся углей[4].
Цветная металлургия
Цветная металлургия представляет собой область металлургии, которая включает в себя добычу, обогащение руд цветных металлов, а также их выплавку и создание сплавов. С учётом их физических свойств и применений, цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления выделяют металлургию лёгких и тяжёлых металлов[4].
Размещение предприятий в отрасли зависит от многих экономических и природных факторов, особенно от наличия сырья. Ключевую роль играют также топливно-энергетические факторы. В России сформировано несколько основных баз для цветной металлургии. Различия в их специализации обусловлены различными видами цветных металлов (производство алюминия, титана и магния) и их распространением, а также производством тяжёлых металлов (меди, свинца, цинка, олова, никеля). Производство тяжёлых цветных металлов, требующих меньше энергии, обычно сосредоточено в районах добычи сырья. К примеру, в России ведущее место в добыче меди занимает Уральский экономический район, где расположены несколько крупных меднодобывающих предприятий[4].
Свинцово-цинковая промышленность часто сосредоточена рядом с месторождениями полиметаллических руд, таких как Садонское (Северный Кавказ) и Нерченское (Восточная Сибирь). Центрами никелево-кобальтовой промышленности являются города Норильск, Никель и Мончегорск. Для производства лёгких металлов потребляется значительное количество энергии, поэтому предприятия, занимающиеся производством лёгких металлов, часто размещаются рядом с источниками дешёвой энергии. Например, для производства алюминия используют бокситы из Северо-Западного района, Урала и юга Сибири. Титано-магниевая промышленность обычно сосредоточена на Урале, как в районах добычи сырья, так и в местах доступа к дешёвой энергии. Хотя обработка титано-магниевых металлов и сплавов обычно проводится в районах, где спрос на конечную продукцию наиболее высок[4].
Способы обработки металлов
Изделия, полученные из расплавленных металлов и сплавов в виде отливок и слитков, предназначены для последующей обработки методом давления. Комбинирование процессов литья и давлением обеспечивает экономию электроэнергии, необходимой для нагрева заготовок перед прокаткой, и повышает качество изделий. Применение обработки металлов методом давления известно с давних времён[1].
Металлические изделия в основном производятся на машиностроительных заводах, используя методы ковки, штамповки и прессования. Основным методом обработки металлов и сплавов давлением на металлургических заводах является прокатка. Помимо листового и сортового металла, с использованием прокатных станов также производятся трубы, изогнутые и профилированные профили, биметаллические изделия и другие типы продукции. Для производства проволоки используется метод волочения[1].
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 Леонтьев Л., Чекмарёв А.,Черных Е. Металлургия. Большая российская энциклопедия. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 2,0 2,1 Краткая история развития металлургии. Магнит. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 3,0 3,1 Металлургия. lindpack.ru. Дата обращения: 14 мая 2024.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Металлургия как отрасль промышленности. aitcom.ru. Дата обращения: 14 мая 2024.
Данная статья имеет статус «готовой». Это не говорит о качестве статьи, однако в ней уже в достаточной степени раскрыта основная тема. Если вы хотите улучшить статью — правьте смело!