Metalurgia - co to jest? Centra przemysłu hutniczego

Inżynieria, budownictwo, elektrotechnika - nie można sobie wyobrazić tych wszystkich i wielu innych dziedzin bez metalurgii. Czym jest ta branża? W jaki sposób wydobywa się metale? Jakie one są? Odpowiedzi na te pytania można znaleźć w artykule.

Definicja

Metalurgia jest kierunkiem w przemyśle, który zajmuje się wydobyciem surowców, produkcją stopów, usuwaniem odpadów i wytwarzaniem produktów z otrzymanych stopów.

Metalurgia, w zależności od surowców, dzieli się na czarny i nieżelazny. Pierwsza grupa obejmuje metale zawierające żelazo, chrom i mangan. Do drugiej - cała reszta.

Proces wytwarzania wyrobów z metali obejmuje takie etapy, jak:

• wydobywanie i przerób rudy;

• redystrybucja;

• recykling.

Przemysł metalurgiczny obejmuje procesy otrzymywania wielu elementów układu okresowego, z wyjątkiem gazów i halogenków.

Czarny

Hutnictwo żelaza jest gałęzią hutnictwa wytwarzającą stopy żelaza, manganu i chromu.

W naturze żelazo znajduje się w rudzie w postaci węglanów, wodorotlenków i tlenków. Dlatego pierwszym etapem produkcji w hutnictwie żelaza i stali jest uwalnianie żelaza z rudy przy użyciu wielkiego pieca w temperaturze wyższej niż +1000 ° C. W razie potrzeby właściwości metalu zmieniają się na tym etapie.

Hutnictwo żelaza obejmuje takie obszary, jak:

• ekstrakcja i wzbogacanie materiałów niemetalowych;
• produkcja metali żelaznych;
• produkcja rur ze stali i żeliwa;
• przemysł koksowniczy;
• wtórne przetwarzanie surowców.

Produkty wytwarzane w zakładach metalurgicznych to:

• główny, to znaczy gotowy produkt gotowy do użycia;

• stronie, to znaczy produktu, który jest otrzymywany podczas produkcji głównych produktów;

• związane, to znaczy produkty pozostałe po wytworzeniu surowców pierwotnych i wtórnych, które są używane jako surowce wtórne lub takie, jakie są.

Górnictwo

Metale są wytwarzane przez ekstrakcję z rud lub surowców wtórnych. Wszystkie rudy zawierające cenne pierwiastki są podzielone na bogate (ponad 55% cennych pierwiastków), ubogie (mniej niż 50%) i ubogie (poniżej 25%).

Podczas wydobywania rudy istnieją trzy główne metody:

• otwarty;

• pod ziemią;

• połączone.

Metoda otwarta jest najbardziej powszechna i ekonomiczna. Dzięki tej metodzie przedsiębiorstwo organizuje niezbędną infrastrukturę i rozwija pole przez kamieniołomy.

Metodę podziemną stosuje się, gdy skały są głęboko pod ziemią. W porównaniu z otwartą, ta metoda jest droższa ze względu na potrzebę specjalnego wyposażenia technicznego. Ponadto jest bardziej istotny niż inne metody, ponieważ zasoby rudy żelaza zbliżone do powierzchni są prawie wyczerpane. W ten sposób wydobywa się ponad 70% rudy żelaza.

Metoda łączona, jak sama nazwa wskazuje, łączy powyższe dwie metody.

Produkcja

W hutnictwie wytwarzanie metali żelaznych jest rozumiane jako złożony proces technologiczny, który można podzielić na dwa etapy:

• produkcja żelaza;

• przetwarzanie żelaza w stal.

Wymagane materiały dla produkcja żeliwa są rudy żelaza, paliwo (koks) i strumień. To w tej kolejności są one ładowane do wielkie piece gdzie pod ciężarem własnej masy spadają na dno pieca. W dolnej części pieca znajdują się otwory - firmy, przez które dostarczane jest podgrzane powietrze wspomagające proces spalania. W wyniku topienia żelazo i inne pierwiastki są odzyskiwane z rudy, a żużel i żeliwo otrzymywane w procesie są wylewane przez specjalne otwory - żużel i żeliwo.

Proces redystrybucji żelaza w stal polega na zmniejszeniu poziomu węgla i zanieczyszczeń poprzez selektywne utlenianie i przeniesieniu ich do żużla podczas wytapiania. W tym celu żelazo-stopy zawierające Al, Mn i Si wprowadza się do stopionego żelaza. Tworzą one trudno rozpuszczalne tlenki, które częściowo unoszą się w żużlu.

Produkty

Wyroby hutnictwa żelaza są szeroko stosowane w inżynierii, budownictwie, narzędziach, kompleksie wojskowo-przemysłowym i rolnictwie.

Głównymi produktami metalurgii żelaza są:

• metal (arkusz, kształt, odmiany);

• gotowy wynajem;

• sprzęt;

• redystrybucja;

• surówka i odlewnia;

• koks;

• materiały ogniotrwałe;

• produkty chemiczne.

Kolorowy

Hutnictwo metali nieżelaznych obejmuje wszystkie rodzaje metali, z wyjątkiem żelaza. Sama branża jest podzielona na hutnictwo metali lekkich i ciężkich, które opiera się na takich właściwościach metali jak gęstość i waga. Wszystkie rodzaje metali stosowanych w metalurgii metali nieżelaznych można podzielić na:

• płuca, które obejmują magnez, glin, tytan;

• ciężkie, które obejmują cynę, cynk, ołów, nikiel, miedź;

• ziem rzadkich, które obejmują erb, terb, samar, prazeodym, neodym, lantan, dysproz, cer, itr;

• sztuczne, do którego należy americium, technet;

• małe, w tym rtęć, kobalt, arsen, antymon, kadm, bizmut;

• rozproszone, do którego należy selen, german, tal, ind, gal, cyrkon;

• stopowanie, które obejmuje wanad, niob, tantal, molibden, wolfram;

• szlachetny, w tym platyna, złoto, srebro.

W porównaniu z metalurgią żelaza, metalurgia metali kolorowych jest bardziej energochłonna. Wynika to z niskiej zawartości substancji przydatnych w metalach nieżelaznych, a co za tym idzie dużej ilości odpadów wymagających specjalnego wykorzystania i przetwarzania metodami chemicznymi.

Wydobywanie surowców i ich wzbogacanie

Metale nieżelazne są otrzymywane z koncentratu rudy, czyli z wzbogaconej rudy. W ramach wzbogacania rozumiemy rozdzielanie rudy na metale i minerały, co pozwala sztucznie zwiększać zawartość metali w surowcach. Oddzielenie wykorzystuje technologie, takie jak kruszenie, mielenie, sortowanie i przetwarzanie przez odwodnienie. Po otrzymaniu metalu z rudy jest on przetwarzany i polerowany.

Po tych wszystkich procesach metal jest wysyłany do warsztatów lub przedsiębiorstw, w których wytwarzane są niezbędne produkty - maszyny, rury, maszyny itp.

Rafinacja

Surowe metale zawierają różne zanieczyszczenia, które wpływają właściwości fizyczne i chemiczne metali, a także zawierają ważne drogie przedmioty, takie jak złoto lub srebro. Dlatego jednym z najważniejszych etapów obróbki metalu jest rafinacja, czyli czyszczenie. Rafinacja odbywa się na trzy sposoby:

• elektrolityczne - stosowane do głębokiego czyszczenia metali nieżelaznych;

• substancja chemiczna, która jest również nazywana rafinowaniem, jest stosowana do głębokiego rafinowania złota;

• pirometalurgiczny - stosowany w produkcji metali o wysokiej czystości i dzieli się na frakcję, segregację, rafinację oksydatywną.

Produkcja stopów

Stop jest substancją składającą się z dwóch lub więcej metali i niemetali, na przykład węgla, fosforu, arsenu.

Stopy nie mogą być wykonane z dwóch podobnych metali. Na przykład cynk i ołów.

Najcenniejsze stopy to:

• brąz - związek miedzi i cyny;

• mosiądz - związek miedzi i cynku;

• duraluminium - związek glinu, miedzi, żelaza, krzemu, magnezu i manganu;

• węglik wolframu - związek wolframu z węglem i kobaltem;

• nichrom - związek niklu, chromu i żelaza;

• alni jest związkiem niemagnetycznego aluminium, niklu i kobaltu.

Branża produktów

Osoba nieznana blisko metalurgii, na wzmiankę o metalach nieżelaznych, najpierw przychodzi na myśl złoto i srebro. Powyżej uznano różnorodność hutnictwa metali nieżelaznych. Tutaj rozważamy produkty, które są produkowane w tej dziedzinie. To jest:

• długie produkty - sześciokąt, pręt, drut;
• blachy - taśmy, taśmy, arkusze.

Oprócz profilu produkty chemiczne wytwarzane są w zakładach metalurgicznych i zakładach - chlorynie, potażu, kwasie siarkowym, siarce elementarnej, siarczanie cynku i miedzi.

Rodzaje podstaw i czynniki ich umieszczenia

Przed rozważeniem głównych baz metalurgicznych na świecie iw Rosji warto krótko opisać rodzaje baz i czynniki ich lokalizacji.

W przemyśle hutniczym istnieją 3 rodzaje baz.

1. Baza pracuje z własną rudą i węglem.

2. Baza działa albo z własną rudą i węglem importowanym, albo z importowanej rudy i własnego węgla.

3. Działa w pobliżu zbiorników węglowych lub w pobliżu konsumentów.

Czynniki wpływające na lokalizację centrów metalurgicznych obejmują:

• konsument , który obejmuje bliskość dużych kompleksów inżynieryjnych - głównych odbiorców stali;

• ekologiczny , obejmujący przestarzałe przedsiębiorstwa stosujące jedną z "najbrudniejszych" metod produkcji - proces wielkopiecowy;

• transport , który obejmuje przedsiębiorstwa wykorzystujące importowaną rudę i węgiel, ponieważ są one dalekie od ich źródeł;

• paliwo , w skład którego wchodzą firmy zlokalizowane w pobliżu zlewni węgla;

• surowce , do których należą firmy zlokalizowane w pobliżu lokalizacji rudy.

Metalurgia na świecie

Światowa hutnictwo koncentruje się w 98 krajach świata, z których wydobywana jest tylko w 50. Liderzy to pięć krajów - Chiny, Brazylia, Rosja, Australia i Indie, które dostarczają 80% surowców na rynek światowy. Większość światowych zasobów rudy jest materiałem średniej i niskiej jakości, wymagającym wzbogacenia procesu produkcyjnego. Wysokiej jakości rudy na świecie są bardzo nieliczne. Na przykład rezerwy Rosji jako jednego z liderów branży metalurgicznej stanowią zaledwie 12% światowych rezerw.

Większość rudy wydobywana jest w Chinach, a użyteczne żelazo znajduje się w Rosji.

Wiodącymi firmami regulującymi światowy proces wydobycia i produkcji rud metali i metali są Arcelor Mittal, Hebei Iron & Steel, Nippon Steel.

Arcelor Mittal jest spółką powstałą w wyniku połączenia spółek w Indiach i Luksemburgu. Posiada przedsiębiorstwa w 60 krajach świata, w tym rosyjski "Severstal-Resource" i ukraiński "Krivorozhstal".

Hebei Iron & Steel Group to kolejna firma powstała w wyniku fuzji kilku spółek. Ale to nie jest prywatne, ale przedsiębiorstwo państwowe zarejestrowane w Chinach. Powstaje tutaj wyjątkowy produkt - ultracienkie płyty blaszane i stalowe walcowane na zimno. Oprócz wydobycia i produkcji firma zajmuje się badaniami i inwestycjami.

Nippon Steel i Sumitomo Metal Industries - japoński lider w produkcja stali. Wielkie piece tej firmy zostały zainstalowane w 1857 roku.

Metalurgia Rosji

W rosyjskiej gospodarce hutnictwo zajmuje drugie miejsce po przemyśle naftowym i gazowym. W tym obszarze ponad 2% pracujących obywateli w kraju pracuje dla 1,5 tys. Przedsiębiorstw.

W Federacji Rosyjskiej istnieją trzy główne podstawy hutnictwa żelaza i stali, których lokalizacja jest wyjaśniona bliskością źródeł rudy żelaza i węgla:

• Ural;

• Syberyjski;

• Centralny.

Najstarszym i największym przedsiębiorstwem hutniczym jest Uralskoye, gdzie produkowana jest połowa wszystkich wyrobów stalowych w Rosji. Ośrodkami hutnictwa Uralu są: Jekaterynburg, Niżny Tagił, Czelabińsk i Magnitogorsk. Największymi przedsiębiorstwami są Zakład Metalurgiczny Chusovoy i Zakład Metalurgiczny w Czelabińsku.

Syberyjska baza metalurgiczna jest najmłodsza z trzech i jest budowana w celu zastąpienia Uralu, gdzie wyczerpały się pokłady metali. Istnieją tylko dwie duże huty - Kuznetsky i West Siberian.

Centralna baza metalurgiczna znajduje się w rejonie Biełgorod i Kursk. Największą hutą i zakładami metalurgicznymi jest nowolipecka huta i rośliny w Starym Oskolu i Tuła.

93% produkcji stanowi sześć głównych ośrodków metalurgicznych. To jest:

• PJSC "Severstal";

• Mechel OAO;

• "Evraz";

• OJSC Metalloinvest;

• OAO Novolipetsk Metalurgical Plant;

• OJSC Magnitogorsk Iron and Steel Works.

Metalurgia to branża, która odgrywa ważną rolę w życiu każdego człowieka.