В металлургический комплекс входят черная и цветная металлургия. Металлургия России, обеспечивая производство и научно-техническое развитие практически всех отраслей промышленности, базируется на отечественных сырьевых ресурсах, ориентируясь на зарубежного и российского потребителя. На долю России приходится 14% производства товарной железной руды и 10-15% цветных и редких металлов, добываемых в мире.
По объему производства, потребления и внешнеторговому обороту черные, цветные и редкие металлы, а также первичная продукция из них занимают второе место после топливно-энергетических ресурсов. Железные руды и первичная продукция черной металлургии, алюминий, никель, медь остаются важной статьей экспорта страны. Крупные металлургические предприятия имеют районообразующее значение. При их возникновении формируется ряд взаимосвязанных отраслей -- электроэнергетика, химическая промышленность, производство строительных материалов, металлоемкое машиностроение, разнообразные сопутствующие отрасли и, конечно же, транспорт.
Черная металлургия
Черная металлургия служит базой для развития машиностроения и металлообработки, и ее продукция находит применение практически во всех сферах экономики. Она охватывает такие стадии технологического процесса, как добыча, обогащение и агломерация руд черных металлов, производство огнеупоров, добыча нерудного сырья, коксование угля, производство чугуна, стали и проката, ферросплавов, вторичный передел черных металлов и др. Но основу черной металлургии составляет производство чугуна, стали и проката.
На территориальную организацию черной металлургии оказывает влияние:
- · концентрация производства, по уровню которой Россия занимает ведущее место в мире -- металлургические заводы полного цикла Липецка, Череповца, Магнитогорска, Нижнего Тагила, Новотроицка, Челябинска и Новокузнецка производят более 90% чугуна и около 89% российской стали;
- · производственное комбинирование, означающее объединение на одном предприятии нескольких взаимосвязанных производств различных отраслей;
- · материалоемкость производства, обеспечивающая 85-90% всех затрат по выплавке чугуна (на производство 1 т чугуна идет 1,5 т железной и 200 кг марганцевой руды, 1,5 т угля, свыше 0,5 т флюсов и до 30 м3 оборотной воды);
- · высокая энергоемкость, которая выше, чем в развитых странах мира;
- · высокая трудоемкость на отечественных металлургических предприятиях.
Производственную базу черной металлургии составляют предприятия полного цикла: чугун -- сталь -- прокат, а также заводы, выпускающие чугун -- сталь, сталь -- прокат и раздельно чугун, сталь, прокат, относящиеся к передельной металлургии. Выделяется малая металлургия, или производство стали и проката на машиностроительных заводах в основном из металлолома.
Факторы размещения предприятий черной металлургии чрезвычайно разнообразны. Черная металлургия полного цикла располагается либо вблизи источников сырья (Уральская металлургическая база, металлургическая база центральных районов европейской части), либо вблизи топливных ресурсов (Западно-Сибирская металлургическая база), либо между источниками сырья и топливными ресурсами (Череповецкий металлургический завод).
Предприятия передельной металлургии, использующие в качестве сырья в основном металлический лом, ориентируются на районы развитого машиностроения и места потребления готовой продукции. Еще теснее связана с машиностроительными заводами малая металлургия.
Особыми факторами размещения отличается производство электросталей и ферросплавов. Электростали производят вблизи источников электроэнергии и металлического лома (г. Электросталь Московской обл.). Ферросплавы -- сплавы железа с легирующими металлами -- получают в доменных печах или электротермическим способом на металлургических предприятиях и специализированных заводах (Челябинск).
Природной основой черной металлургии служат источники металлического сырья и топлива. Россия хорошо обеспечена сырьем для черной металлургии, но размещены железные руды и топливо на территории страны неравномерно.
По запасам железной руды Россия занимает первое место в мире, из которых более половины сосредоточены в европейской части страны. Крупнейшим железорудным бассейном является Курская магнитная аномалия, расположенная в Центрально-Черноземном районе. Основные запасы железных руд КМА, признанных лучшими в мире по качеству, сосредоточены в Лебединском, Стойленском, Чернянском, Погромецком, Яковлевском, Гостищевском и Михайловском месторождениях. На Кольском полуострове и в Карелии эксплуатируются Ковдорское, Оленегорское и Костомукшское месторождения. Значительные ресурсы железных руд на Урале, где месторождения (Качканарская, Тагило-Кушвинская, Бакальская и Орско-Халиловская группы) тянутся с севера на юг параллельно Уральскому хребту. Выявлены месторождения железных руд в Западной (Горная Шория, Рудный Алтай) и Восточной Сибири (Ангаро-Питский, Ангаро-Илимский бассейны). На Дальнем Востоке перспективна Алданская железорудная провинция и Олекмо-Амгуньский район в Якутии.
Запасы марганца и хрома в России ограничены. Разрабатываются месторождения марганца, представленные в Кемеровской (Усинское) и Свердловской (Полуночное) областях, хрома -- в Пермском крае (Сараны).
Крупнейшим производителем чугуна и стали в России с ХVIII в. остается Уральская металлургическая база, которая является наиболее полифункциональной и дает 47% черных металлов в стране. Она работает на привозном топливе -- уголь Кузбасса и Караганды (Казахстан) -- и рудах КМА, Казахстана (Соколовско-Сорбайские), местном Качканарском месторождении. Здесь действуют предприятия полного цикла (Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новотроицк), передельные (Екатеринбург, Ижевск, Златоуст, Лысьва, Серов, Чусовой), по производству доменных ферросплавов (Серов, Челябинск), по выпуску трубопроката (Первоуральск, Каменск-Уральский, Челябинск, Северск). Это единственный регион в стране, где выплавляются природно-легированные металлы (Новотроицк, Верхний Уфалей) и чугун на древесном угле. На восточных склонах Уральских гор расположены предприятия полного цикла, на западных -- предприятия передельной металлургии.
Второй по значению является Центральная металлургическая база, охватывающая Центрально-Черноземный, Центральный, Волго-Вятский, Северный, Северо-Западный экономические районы, а также Верхнее и Среднее Поволжье. Она полностью работает на привозном топливе (донецкие, печорские угли), ядром ее является ТПК КМА.
На территории Центральной металлургической базы расположен ряд основных предприятий и производств. В Центральном Черноземье осуществляется выплавка чугуна и доменных ферросплавов (Липецк), находится Новолипецкий завод полного цикла, в Старом Осколе -- единственный в России электрометаллургический комбинат. В Центральном районе действует Новотульский комбинат полного цикла, завод по выплавке литейного чугуна и доменных ферросплавов (Тула), Орловский сталепрокатный завод, Московский передельный завод “Серп и молот”, комбинат “Электросталь”. Череповецкий завод, расположенный в Северном районе, использует железные руды Кольского полуострова и каменный уголь Печоры. В Волго-Вятском районе находятся металлургические заводы Выксы и Кулебак. В Верхнем и Среднем Поволжье передельная металлургия развивается во всех машиностроительных центрах -- Набережных Челнах, Тольятти, Ульяновске. Энгельсе и др.
В последние годы происходит процесс интенсивной реконструкции и технического переоснащения отрасли. Однако пока черная металлургия России в техническом и технологическом отношении существенно уступает аналогичным производствам в развитых странах. У нас до сих пор существует устаревшая технология мартеновского производства стали, беден ассортимент проката, низка доля высококачественных марок металла.
Цветная металлургия
Цветная металлургия специализируется на добыче, обогащении, металлургическом переделе руд цветных, благородных и редких металлов, а также на добыче алмазов. В ее состав входят отрасли: медная, свинцово-цинковая, никель-кобальтовая, алюминиевая, титаномагниевая, вольфрамомолибденовая, благородных металлов, твердых сплавов, редких металлов и др.
Цветная металлургия России развивается на основе использования собственных больших и разнообразных ресурсов и по выпуску продукции занимает второе место в мире после США. В России производится свыше 70 разнообразных металлов и элементов. Цветная металлургия России -- это 47 горнодобывающих предприятий, из которых 22 относятся к алюминиевой промышленности. К числу регионов с наиболее благополучным положением цветной металлургии относятся Красноярский край, Челябинская и Мурманская области, где на цветную металлургию приходится 2/5 промышленной продукции.
Отрасль отличается высокой концентрацией производства: АО «Норильский никель» выпускает свыше 40% металлов платиновой группы, перерабатывает более 70% российской меди и контролирует почти 35% мировых запасов никеля. Кроме того, это экологически вредное производство -- по степени загрязнения атмосферы, водных источников и почвы цветная металлургия превосходит все другие отрасли горнодобывающей промышленности. Отрасль отличают также самые большие расходы, связанные с потреблением топлива и транспортными перевозками.
В связи с разнообразием используемого сырья и широким применением продукции отрасли в современной промышленности цветная металлургия характеризуется сложной структурой. Технологический процесс получения металла из руды делится на добычу и обогащение исходного сырья, металлургический передел и обработку цветных металлов. Своеобразие ресурсной базы заключается в крайне низком содержании извлекаемого металла в руде: медь в рудах составляет 1-5%, свинцово-цинковые руды содержат 1,6-5,5% свинца, 4-6% цинка, до 1% меди. Поэтому в металлургический передел поступают только обогащенные концентраты, содержащие 35-70% металла. Получение концентратов руд цветных металлов дает возможность транспортировать их на большие расстояния и тем самым территориально разобщить процессы добычи, обогащения и непосредственно металлургический передел, который отличается повышенной энергоемкостью и размещается в районах дешевого сырья и топлива.
Основные факторы размещения цветной металлургии по-разному воздействуют на территориальную организацию отраслей и даже внутри одного технологического процесса. Тем не менее при чрезвычайно разнообразном наборе факторов размещения основных отраслей цветной металлургии общим является их ярко выраженная сырьевая ориентация.
Алюминиевая промышленность в качестве сырья использует бокситы, месторождения которых находятся на Северо-Западе (Бокситогорск), Севере (Иксинское, Тимшерское), Урале (Северо-Уральское, Каменск-Уральское), в Восточной Сибири (Нижне-Ангарское), а также нефелины Севера (Хибинское) и Западной Сибири (Кия-Шалтырское). Из-за дефицита высококачественного алюминиевого сырья ежегодно в Россию ввозят до 3 млн. т глинозема из бокситов.
Медная промышленность -- одна из старейших отраслей цветной металлургии России, развитие которой началось еще в ХVI в. на Урале. Производство меди включает три стадии: добыча и обогащение руд, выплавка черновой меди и выплавка рафинированной меди. Из-за низкого содержания металла в руде медная промышленность сохранилась в основном в районах добычи. На Урале разрабатываются многочисленные месторождения (Гайское, Блявинское, Красноуральское, Ревда, Сибай, Юбилейное), но металлургический передел значительно превосходит добычу и обогащение, и в силу нехватки собственного сырья используются привозные концентраты из Казахстана и Кольского полуострова. Здесь действует 10 медеплавильных (Красноуральск, Кировград, Среднеуральск, Медногорск и др.) и рафинирующих (Верхняя Пышма, Кыштым) заводов.
Из других районов выделяются Север (Мончегорск) и Восточная Сибирь (Норильск). В Забайкальском крае ведется подготовка к началу промышленного освоения Удоканского месторождения (третье в мире по разведанным запасам). Рафинирование и прокат меди в Москве возникли на основе использования медного лома.
Свинцово-цинковая промышленность базируется на использовании полиметаллических руд, а ее размещение характеризуется территориальным разрывом отдельных стадий технологического процесса. Получение концентратов руд с содержанием металла 60-70% делает выгодным их транспортировку на большие расстояния. Для получения металлического свинца требуется относительно небольшое количество топлива по сравнению с цинковым переделом. В целом свинцово-цинковая промышленность тяготеет к месторождениям полиметаллических руд, которые находятся на Северном Кавказе (Садон), в Западной (Салаир) и Восточной Сибири (Нерчинский завод, Хапчеранга), на Дальнем Востоке (Дальнегорск). На Урале цинк содержится в медных рудах. В Среднеуральске выпускают цинковые концентраты, а в Челябинске производят металлический цинк из привозных концентратов. Полный металлургический передел представлен во Владикавказе (Северный Кавказ). В Белово (Западная Сибирь) получают свинцовые концентраты и выплавляют цинк, в Нерченске (Восточная Сибирь) производят свинцовые и цинковые концентраты. Часть свинца поступает из Казахстана.
Никель-кобальтовая промышленность тесно связана с источниками сырья из-за низкого содержания металлов в рудах (0,2-0,3%), сложности их переработки, большого расхода топлива, многостадийности процесса и необходимости комплексного использования сырья. На территории России разрабатываются месторождения Кольского полуострова (Мончегорск, Печенга-Никель), Норильска (Талнахское) и Урала (Режское, Уфалейское, Орское).
Дальнейшее развитие металлургического комплекса России должно идти в направлении улучшения качества конечных видов металлопродукции, уменьшения издержек производства и проведения ресурсосберегающей политики, повышающей ее конкурентоспособность.
Металлургия является одной из базовых отраслей промышленности и обеспечивает человечество конструкционными материалами, черными и цветными металлами. Долгое время эта отрасль развивалась очень активно, но с 70-х годов ХХ века наметилось некоторое замедление темпов ее роста. Связано это в первую очередь со снижением металлоемкости производств. Сегодня просматриваются следующие тенденции в развитии металлургии:
- Изменение пропорций между развитыми и развивающимися странами в пользу последних;
- Ослабление прежней топливно-сырьевой ориентации и усиление ориентации на транспортные пути;
- Усиление ориентации на потребителя;
- Переход от крупных предприятий (комбинатов) к средним и мелким.
Металлургия включает в себя все процессы — от добычи руды до выпуска проката. В ее состав входят две отрасли: черная и цветная металлургия.
Черная металлургия мира
Однако, не все эти страны экспортируют руду. Крупнейшие ее экспортеры - Австралия (165 млн т в год) и Бразилия (155), обеспечивают около 60% мирового экспорта. Кроме того, крупными экспортерами железной руды являются Индия (37), ЮАР (24), Канада (22), Украина (18), Швеция (14), Мавритания (10), Россия (7), Венесуэла (7).
В целом на экспорт ежегодно поступает около 500 млн тонн (почти 50%).
Многие , в том числе добывающие железную руду - США, Великобритания, Италия, Китай и др., ее импортируют. Крупнейшие импортеры - Япония (125 млн т в год), Китай (110), Европейские страны (в первую очередь Германия), Республика Корея, США. Это связано с тем, что несмотря на определенные структурные изменения, происшедшие в. отрасли, основным типом предприятий черной металлургии большинства развитых стран остаются комбинаты полного цикла. Черная металлургия полного цикла отличается высокой материалоемкостью производства, т. е. высоким расходом используемых материалов по отношению к весу готовой продукции. Особенно велик расход железной руды, несколько меньше - коксующегося угля. На выплавку 1 т чугуна расходуется не менее 1,5-2 т железной руды (чем богаче руда железом, тем меньше ее расход), от 1-1,2 т коксующегося угля, а всего 4-5 т сырья и топлива. В связи с этим идеальными местами для развития черной металлургии всегда считались страны и районы, богатые и железной, и марганцевой рудами и топливом. Например, Индия, Китай, Казахстан, Австралия, Донецко-Приднепровский район Украины отличаются сочетанием ресурсов железных и марганцевых руд, коксующегося угля. Но столь благоприятное для черной металлургии сочетание природных ресурсов встречается не часто, поэтому многие металлургические районы и центры возникли или вблизи разработок железной руды (например, в Лотарингии во , на месторождениях Великих озер в США, в Альпах , в , Бразилии), или в местах добычи каменного угля (например, район Рура в ФРГ, Пенсильвании в США, Донбасса на , в России и др.).
Помимо старых, традиционных районов черной металлургии, возникших в отдельных странах мира либо на сочетании железной руды и каменного угля, либо отдельно на угле, железной руде или заменяющем их металлоломе, отрасль особенно в последние годы весьма активно развивалась в приморских районах. Такой вариант размещения черной металлургии обеспечивает возможность подвоза сырья и топлива и вывоза готовой продукции морским путем. При этом во многих случаях импорт железной руды (или лома) и каменного угля более выгоден, чем эксплуатация местных баз и месторождений. Например, в Японии практически все заводы расположены по побережью, что очень удобно для получения железной руды и каменного угля по морю (железную руду Японии поставляют Австралия, Индия, Бразилия, а уголь - Австралия и Китай). Крупные металлургические комбинаты созданы в портовых городах Италии (Неаполь, Генуя, Таранто), Франции (Марсель, Дюнкерк), США (Балтимор, Филадельфия), (Ухань), ФРГ, и других стран. Во всех этих случаях, как и в Японии, размещение металлургии определяется ориентацией на импортные железную руду и каменный уголь (для европейских стран железная руда поступает из Африки и Латинской Америки, уголь - из США; для США железная руда идет из Бразилии, Венесуэлы и Канады).
Основные железорудные мосты:
- Австралия – Восточная Азия;
- Австралия – ;
- Бразилия – Восточная Азия;
- Бразилия – Западная Европа;
- Бразилия – США;
- ЮАР – Восточная Азия;
- ЮАР – Запападная Европа;
- Индия – Восточная Азия;
- Индия – Западная Европа;
- Венесуэла – США;
- Канада – США;
- Канада – Западная Европа;
- Украина – зарубежная Европа;
- Россия – зарубежная Европа.
Выплавка чугуна – самый материалоемкий процесс в черной металлургии. Из чугуна получают около половины всей стали в мире. Сложные экономические и экологические проблемы доменного производства замедляют рост выплавки чугуна в мире (объем его производства в последнее десятилетие не растет). Произошли изменения в географии доменного производства: суммарная доля Западной Европы и Северной Америки за период с 1950 по 2000 гг. в выплавке чугуна уменьшилась с 75% до 30%, а Восточной Европы и Азии возросла с 20 до 60%. Менялось и лидерство стран: в 1950-1960 гг. – США; в 1970 – 1990 – СССР, а после 1991 г. абсолютным лидером стала КНР. Особенно сильно уменьшилось производство чугуна в России и на Украине.
Сталь . Основной полупродукт для получения проката, от качества которого зависят все изделия разных отраслей и строительства. Исходным сырьем для производства стали является чугун. Однако по мере накопления ресурсов вторичного сырья во все большем числе стран мира первичные стадии металлургии (доменное производство) были заменены использованием собственного или импортируемого металлолома.
В США почти половина стали производится не из чугуна, а из лома (в основном на новых заводах, расположенных на территории Запада и Юга). Примерно такое же положение в других развитых странах, новых индустриальных странах (особенно азиатских) и в России.
Достижения НТР почти полностью вытеснили старые методы получения стали (например, мартеновский). Современные технологии: кислородно-конвертерный способ и электросталеплавильный являются определяющими. Они позволили сократить время выплавки, а также получать сталь на небольших агрегатах, эффективнее использовать ресурсы. Новой революционной технологией стал метод получения стали из металлизированных окатышей, получаемых из руды. Этот процесс прямого восстановления железа заменяет выплавку чугуна. Все это позволило перейти к специализированным предприятиям, которые более свободны в своем размещении. Это обусловило новую тенденцию в размещении черной металлургии – ориентацию на потребителя.
Мировое производство стали, особенно высококачественной, продолжает увеличиваться. Но с середины 70-х годов ХХ века темпы роста несколько замедлились. На 2000 год оно достигло 850 млн. т, т.е. в 1,5 раза больше, чем чугуна.
Места среди регионов по ее производству распределяются иначе, чем добыча железной руды: зарубежная Азия (360 млн т в год)- 42,4%, зарубежная Европа (195) – 22,9%, Северная Америка (120) – 14,1%, СНГ (100) – 11,8%, Латинская Америка (55) – 6,5%, Африка (12) – 1,4%, Австралия и Океания (8)- 0,9%
Среди стран лидируют: Китай (145 млн т в год), Япония (105), США (100), Россия (58), ФРГ (46), Республика Корея (43), Украина (30), Бразилия (28), Индия (27), Италия (27).
В мировой выплавке стали постоянно увеличивается удельный вес развивающихся стран (выплавляют около 40% стали), прежде всего, новых индустриальных (Республика Корея, Бразилия, Индия, Мексика, и др.). Однако, самые качественные виды стали выплавляются в развитых странах, в том числе и России.
Прокат – конечный, самый ценный, продукт всего цикла черной металлургии. Его стоимость в 2-5 раз больше стоимости стали, из которой он изготовлен. Изделия из проката очень разнообразны (до 20-30 тысяч видов и наименований). Прокат – главный товар продукцией черной металлургии. На его производстве специализируются не только предприятия, но и целые страны. Наилучшие сорта проката выпускаются в США, Японии и Западной Европе).
Главные экспортеры стали и проката – Япония, Германия, Франция, Бельгия, Р.Корея, Италия, США, Россия, Великобритания, Украина.
Главные импортеры – США, Германия, Китай, Франция, Италия, Бельгия, Канада, о. , Великобритания, Р.Корея.
Цветная металлургия
Включает в себя производство цветных, благородных, редких металлов и их сплавов. Цветная металлургия по объемам производства примерно в 20 раз меньше черной, но обладает большим ассортиментом выпускаемой продукции. Цветная металлургия, как и черная, в последнее время более высокими темпами растет в развивающихся странах.
Цветную металлургию отличают некоторые особенности, сказывающиеся на размещении.
- Высокая материалоемкость производства, делающая невыгодным отрыв переработки от мест добычи исходного сырья. Процентное содержание большинства цветных металлов в рудах невелико (обычно от долей процента до нескольких процентов), что предопределяет «привязку» рудообогатительных предприятий к местам добычи сырья.
- Высокая энергоемкость производства, делающая эффективным развитие отрасли у источников дешевого топлива и электроэнергии. Поскольку производство (выплавка) металлов из обогащенного сырья требует больших затрат энергии, стадии обогащения и металлургических переделов в цветной металлургии зачастую оказываются территориально разобщенными.
- Комплексный характер используемого сырья. Многие руды цветных металлов по своей природе полиметаллические, т. е. содержат несколько металлов. С целью их полного извлечения (использования) в цветной металлургии эффективным является производственное комбинирование.
- Широкое использование в производстве ресурсов вторичного сырья (в развитых странах из лома выплавляют 25-30% меди и алюминия, до 40-50% свинца). Размещение отраслей цветной металлургии по этой причине во многих случаях ориентировано на ресурсы вторичного сырья (металлолома).
По объему производства выделяется выплавка алюминия (более 45% годовой выплавки цветных металлов мира), меди (25%), цинка (16%) и свинца (11%). Значительным является производство никеля, олова, магния, кобальта, вольфрама, молибдена.
Ведущей отраслью цветной металлургии (по объему производства и использованию изделий) в современном мировом хозяйстве является алюминиевая промышленность. Среди других отраслей цветной металлургии эта отрасль отличается наибольшей сложностью производства. Первая стадия производства алюминия - добыча сырья (бокситы, нефелины, алуниты) — ориентируется на богатые месторождения. Вторая стадия - производство окиси алюминия (глинозема), - будучи материалоемкой и теплоемкой, тяготеет, как правило, к источникам сырья и топлива. И, наконец, третья стадия - электролиз окиси алюминия - ориентируется на источники дешевой электроэнергии (крупные ГЭС и ТЭС).
Большая часть сырья (примерно 2/3) перерабатывается в глинозем на месте - в Австралии, Бразилии, России, и др. Часть сырья (примерно 1/3) экспортируется в страны, где для производства окиси алюминия присутствует главный фактор - наличие минерального топлива (местного или поставляемого со стороны), - США, Канада, Украина, Сардиния (Италия) и др.
Производство металлического алюминия получило преимущественное развитие в странах, располагающих крупными источниками дешевой энергии — большими гидроресурсами и мощными ГЭС (США, Россия, Канада, Бразилия, и др.), богатых природным газом (Ирак, Нидерланды, Великобритания и др.) или каменным углем (Австралия, Индия, Китай и др.). В некоторых старых, традиционных центрах выплавки алюминия (Франция, и др.), где энергия дорогая, его производство сильно сократилось и постепенно сходит на нет.
Крупнейшие производители алюминия в мире. Крупнейшими экспортерами алюминия являются Россия, Венесуэла, Бразилия, Норвегия, Канада, Австралия.
Таким образом, алюминиевая промышленность являет собой яркий пример отрасли, с сильным территориальным разрывом между районами добычи сырья, производства и потребления.
Медная промышленность в своем размещении в основном ориентируется на ресурсы меди (природное и вторичное сырье). Невысокое содержание металла в медных концентратах (от 8 до 35%), относительно небольшая энергоемкость их переработки (в сравнении с выплавкой алюминия) делают выгодным размещение производства (выплавки) меди в местах добычи и обогащения медных руд. Поэтому места добычи и выплавки меди оказываются часто территориально совмещенными. Главные районы добычи меди находятся в Северной и Латинской Америке (Чили, США, Канада, Перу, Мексика), Африке ( , Заир), СНГ (Россия, Казахстан), Азии (Япония, ), Австралии и Океании (Австралия, Папуа — Новая Гвинея).
Главные медедобывающие страны выделяются и по выплавке меди, ведущее место принадлежит США, Чили, Японии, КНР. В число лидеров входят также Германия, Канада и Россия. Часть добываемой руды в виде концентратов и черновой меди вывозится в другие страны (из Папуа и Филиппин в , из стран Латинской Америки в США, из стран Африки в Европу, из России и Казахстана в Европу и Китай). Почти 1/5 мировой выплавки меди базируется на ресурсах металлолома. Медеплавильная промышленность Великобритании, Франции, ФРГ, Бельгии и других стран выпускает только вторичный металл.
Цинковая и свинцовая промышленность обычно имеет общую сырьевую базу - полиметаллические руды. Страны, располагающие наиболее крупными месторождениями полиметаллов (США, Канада, Мексика, Перу в Северной и Латинской Америке, Ирландия и ФРГ в Европе, Россия и Казахстан в СНГ, Китай, Япония, Австралия), выделяются и по их добыче. По размерам выплавки свинца и цинка ведущие позиции в мире занимают Китай, США, Канада, Япония, Франция, ФРГ, Чили, Италия. Россия в мировом производстве цинка и свинца не входит в десятку ведущих стран.
Для современной географии отрасли характерна территориальная разобщенность мест добычи и обогащения свинцовых и цинковых руд и металлургических их переделов. Например, Ирландия, добывающая цинковые и свинцовые руды, мощностей по их выплавке не имеет, в то время как в Японии, ФРГ, Франции размеры выплавки металла значительно превосходят размеры добычи цинка и свинца этих стран. Наряду с влиянием других факторов, это объясняется возможностью использования дальнепривозного сырья, так как транспортабельность цинковых и свинцовых концентратов в силу высокого содержания в них металла (от 30 до 70%) исключительно велика.
Размещение оловянной промышленности. Большую часть (около 2/3) добычи и выплавки олова дают страны Юго-Восточной Азии и прежде всего , а также Индонезия и . Крупные размеры добычи и выплавки олова имеют также Бразилия, Австралия, Россия, Китай.
В мировом производстве цинка, свинца и олова так же, как и в медной промышленности, велика доля вторичного сырья (металлолома). Особенно это характерно для цветной металлургии развитых стран, где вторичное сырье обеспечивает 50% выплавки свинца, 25% цинка и олова.
Крупнейшими в мире производителями золота являются ЮАР (450 т), США (350), Австралия (300 т), Канада (170 т), Китай (160 т), Россия (130 т).
. В состав металлургической промышленности входят черная и цветная металлургия . Первая занимается добычей руд черных металлов (железных, марганцевой, хромитов), выплавке чугуна и стали, производством проката и ферросплавов
В цветной металлургии принадлежит добыча и обогащение руд цветных металлов, выплавка металлов и сплавов, производство проката. К цветных относятся все остальные металлы, кроме уже названных черных. Среди основных выделяют тяжелые (медь, свинец, цинк, олово, ртуть, никель) и легкие (алюминий, магний, титан) металлы. Помимо основных, отрасль перерабатывает легирующие (вольфрам, молибден, ванадий), драгоценные (зол вот, серебро, платина), редкие и рассеянные (цирконий, германий, селен) металлы, а также алмазы, топазы и другие минералали.
. Обогащение - это производственный процесс, направленный на повышение концентрации полезного элемента в руде
Черные и цветные металлы являются основными конструкционными материалами, на которых базируется ма-шинобудивництво
Черная металлургия
Черная металлургия в Украине принадлежит к числу основных отраслей промышленности, имеет экспортную ориентацию
Сырьем для черной металлургии является железная и марганцевой руды, хромиты, а также руды некоторых цветных металлов (никеля, кобальта, вольфрама и др.), металлолом. Основными видами топлива является кокс и природный газ. В металлургическом производстве используют также флюсу известняки и доломиты, огнеупорные глины для печей, формовочных песковки.
Для черной металлургии характерны комбинирование и концентрация производства. Кроме основного производства, в состав металлургического комбината входят коксохимический завод, агломерационная фабрик, электростанций ция, азотно-туковый завод, завод строительных материалов тощо.
. Агломерат (обогащенная железная руда) вместе с коксом и флюсами (известняками, которые используют для удаления вредных соединений из расплавленного железа) загружается в доменных печей. Часть чугуна, которая перерабатывается на сталь (передельный и чугун), в жидком состоянии поступает в сталеплавильных печей. Охлажденная сталь в виде слитков поступает в прокатного цеха, где из них производят прокат. Из отходов основного производства изготавливают строительные материалы, азотные удобрения и т.д.. То есть на комбинате полного цикла осуществляются все стадии производственного процесса - от добычи руды до выпуска конечной продукции * 4ї.*4"
В черной металлургии, кроме комбинатов полного цикла (большой металлургии), есть заводы перерабатывающей металлургии, производящие только сталь (с привозные чугуна и металлолома), прокат или ферросплавы. На костров ех машиностроительных заводах являются металлургические цеха (малая металлургия), которые производят для собственных нужд сталь, чугунное и стальное литьео.
Ранее сталь получали в мартеновских печах, которые сжигают кокс для выплавки металла. В 2000-2005 гг уже более 60% этой продукции давали электропечи и конвертеры (печи, где из железной руды непосредственной дньо производится сталь). Возникла новая подотрасль черной металлургии - порошковая металлургиигія.
География черной металлургии
Основными факторами размещения предприятий отрасли в топливный и сырьевой. Перерабатывающая и малая металлургия ориентируются на потребителя (крупные машиностроительные заводы), а производство стали в электропечах - на
электроэнергию. Важное значение для металлургических предприятий должна наличие воды
В Украине исторически сформировались и сегодня функционируют три основных района черной металлургии:. Донецкий (13 предприятий),. Приазовский (пять предприятий),. Приднепровский (14 предприятий). Первые два районы ориентируются, в основном, на топливо и потребителя, а. Приднепровья - на месторождения железных и марганцевой руд, воду. Днепра.
Крупнейшим производителем черных металлов и проката является. Приднепровский металлургический район, где сформировались три крупные промышленные узлы:. Днепровский (Днепропетровск,. Днепродзержинск,. Новомосковск),. Запорожской оризький (запорожские заводы"Запорожсталь", электросталеплавильных"Днепроспецсталь", завод ферросплавов) и. Криворожский (карьеры, шахты и обогатительные комбинаты железных руд. Кривого. Рога, марганцевой. Ни кополя, а также металлургические, трубные и ферросплавные заводы этих городов). Кременчугский узел находится в стадии формирования. Здесь действует только. Днепровский гирничозбагачуваль-ный комбинат, работающий на рудах. Кр еменчуцького железорудного месторождения. Огнеупорные глины используют на предприятиях. Приднепровье с местных месторождений, а известняки привозят с. Крымиму.
Донецкий металлургический район сформировался на базе местных месторождений высококачественного коксующегося угля, известняков, железной руде. Кривого. Рога и. Никопольском марганца. Крупнейшими центрами черной металлурги ргии на. Донбассе. Донецк,. Макеевка,. Алчевск,. Харцызск. К крупнейшим в Украине принадлежат. Алчевский комбинат,. Донецкий,. Енакиевский,. Краматорский,. Кос-тянтинивський - металлургические,. Харцызский и. Ма киивський - трубопрокатные заводди.
В состав. Приазовского района черной металлургии входят предприятий. Мариуполя, а также железорудное месторождение и горно-обогатительный комбинат в. Керчи. Металлургия. Приазовского района обеспечивает металло ом местные машиностроительные предприятия, часть продукции экспортируется в другие страны морским дорожном.
Металлургическое производство - это область науки, техники и отрасль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов.
Введение в расплав в определенных количествах легирующих элементов позволяет изменять состав и структуру сплавов, улучшать их механические свойства, получать заданные физико-химические свойства.
Оно включает -
шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;
горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды, подготавливая их к плавке;
коксохимические заводы, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов;
энергетические цехи для получения сжатого воздуха (для дутья доменных печей), кислорода, очистки металлургических газов;
доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов или цехи для производства железорудных металлизованных окатышей;
заводы для производства ферросплавов; сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали;
прокатные цехи, в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат: балки, рельсы, прутки, проволоку, лист.
Основная продукция черной металлургии:
чугуны
передельный, используемый для передела на сталь,
литейный - для производства фасонных чугунных отливок на машиностроительных заводах;
железорудные металлизованные окатыши для выплавки стали;
ферросплавы (сплавы железа с повышенным содержанием Мп, Si, V, Ti и т.д.) для выплавки легированных сталей;
стальные слитки для производства сортового проката, листа, труб и т.д.;
стальные слитки для изготовления крупных кованых валов, роторов турбин, дисков и т.д., называемые кузнечными слитками.
Продукция цветной металлургии:
слитки цветных металлов для производства сортового проката (уголка, полосы, прутков);
слитки (чушки) цветных металлов для изготовления отливок на машиностроительных заводах;
лигатуры - сплавы цветных металлов с легирующими элементами, необходимые для производства сложных легированных сплавов для отливок;
слитки чистых и особо чистых металлов для приборостроения, электронной техники и других отраслей машиностроения.
2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.
Промышленная руда - это природное минеральное образование, содержащее какой-либо металл или несколько металлов в концентрациях, при которых экономически целесообразно их извлечение. Руда состоит из рудного минерала , содержащего один ценный элемент (например, железо, марганец) или несколько ценных металлов -комплексные руды (полиметаллические), например, медно-никелевые руды, железомарганцевые, хромоникелевые и др. Кроме рудных минералов в состав руды входит пустая порода - минера лы , которые отделяются от рудных минералов при обогащении или переходят в шлаки при плавке.
В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые и бед ные. Перед использованием руды обогащают , т.е. удаляют из руды часть пустой породы. В результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла. Использование концентрата улучшает технико-экономические показатели работы металлургических печей.
Флюсы - это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования шла ков - легкоплавких соединений с пустой породой руды или концентратом и золой топлива.
Обычно шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому он располагается в печи над металлом и может быть удален в процессе плавки. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым , если в его составе отношение основных оксидов (CaO, MgO и др.) к кислотным оксидам (SiO 2 , Р 2 О 5) не более 1,5, и основным, если это отношение составляет 2,15 ... 4.
Топливо - это горючие вещества, основной составной частью которых являет ся углерод , которые применяются с целью получения при их сжигании тепловой энергии. В металлургических печах ис пользуют кокс, природный газ, мазут, до менный (колошниковый) газ.
Кокс получают на коксохимических заводах в коксовых печах сухой перегонкой при температуре > 1000 °С (без доступа воздуха) каменного угля коксующихся сортов. В коксе содержится 80 ... 88 % углерода, 8 ... 12 % золы, 2 ... 5 % влаги, 0,5 ... 0,8 % серы, 0,02 ... 0,2 % фосфора и 0,7 ... 2 % летучих продуктов. Для доменной плавки кокс должен содержать минимальное количество серы и золы. Куски кокса должны иметь размеры 25 ... 60 мм. Кокс должен обладать достаточной прочностью, чтобы не разрушаться под действием шихтовых материалов.
Природный газ содержит 90 ... 98 % углеводородов (СН 4 и С 2 Н 6) и 1 % азота. Мазут содержит 84 ... 88 % углерода, 10 ... 12 % водорода, небольшое количество серы и кислорода. Кроме того, используют доменный или колошниковый газ - побочный продукт доменного процесса.
Огнеупорные материалы - это материалы и изделия преимущественно на основе минерального сырья, обладающие огнеупорностью не ниже 1580 °С . Их применяют для изготовления внутреннего облицовочного слоя (футеровки) металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. гнеупорность материала - это способность противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. По химическим свойствам огнеупорные материалы разде ляют на
кислые, (динасовые, кварцеглинистые), Материалы, содержащие большое количество кремнезема SiO 2., например кварцевый песок (95 % SiO 2), динасовый кирпич, огнеупорность которых до 1700 °С
основные, содержащие основные оксиды (CaO, MgO), - основными (магнезитовый кирпич и металлургический порошок, магнезитохромитовый кирпич, огнеупорность которого более 2000 °С).
нейтральные.(шамотный кирпич --А1 2 Оз, )
ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА
Раздел 1. История металлургии.
Раздел 2. Добывающая металлургия .
Раздел 3. Свойства металлов.
Раздел 4. Применения металлов .
Раздел 5. Сплавы.
Металлургия - этообласть науки и техники, промышленности.
К металлургии относятся:
производство металлов из природного сырья и других металлсодержащих продуктов;
получение сплавов;
обработка металлов в горячем и холодном состоянии;
нанесение покрытий из металлов;
область материаловедения, изучающая физическое и химическое поведение металлов.
К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности .
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 предметов торговли из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов.
Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.
В культуре ранних времён присутствуют , 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 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 владычества 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 (), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Индия, 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 , гидр молоты 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.
Металлургия в первоначальном значении - искусство извлечения металлов из руд. Возникла металлургия еще в глубокой древности. При раскопках были найдены следы выплавки купрума, датированные еще 7-6-м тысячелетием до н.э. И примерно в то же время человеку стали известны такие самородные металлы, как серебро , медь, с метеоритов.
Сначала железо и медь обрабатывали в холодном состоянии. Металл поддавался такой обработке. Более широкое распространение медные предмета торговли получили с изобретением ковки - горячей кузнечной обработки.
Затем широко распространилась (2-е тысячелетие до н.э.). Бронза - это сплав купрума с оловом, по качеству она намного превосходила медь. Это и устойчивость против коррозии, и твёрдость, и острота лезвия, и лучшее заполнение литейных форм. Это был переход к бронзовому веку.
Следующим этапом человек научился получать из руд железо. его получения заключался в использовании сыродутных горнов и был малопроизводителен. Этот процесс стали улучшать - ввели обогащение железа углеродом и последующую его закалку. Так получилась сталь . И к 1-му тысячелетию до н.э. стало наиболее распространенным среди используемых человеком материалов ( , Азия).
Металлургия железа не менялась, наверное, порядка 3 тысячелетий. Но процесс постепенно улучшался, и к середине 14 века появились первые доменные печи. Увеличение высоты этих печей и, соответственно, более мощная подача дутья, привели к удобному получению чугуна . Появился так называемый кричный передел (передел чугуна в ковкое железо). Кричный как способ получения стали был более выгоден и практически вытеснил прежние способы ее получения на основе сыродутного железа. Хотя из него и делалась та самая, знаменитая дамасская сталь .
В Британии в 1740 г. появилась тигельная плавка (уже известная на Востоке). А в последней четверти 18 века - пудлингование. Тигельная плавка - это был первый способ производства литой стали. Но эти процессы не могли конкурировать с развивающейся быстрыми темпами металлургией чугуна. Перелом произошел с изобретением трех новых процессов получения литой стали. В 1856 году - это бессемеровский процесс. В 1864 году - мартеновский, а в 1878 - томасовский процесс. К середине 20 века производство стали уже потеснило в процентном отношении.
Дальше производство развивалось путем всё большего увеличения производительности агрегатов, различными улучшениями в технологии, широкой автоматизацией производственных процессов. В электропечах начала производиться высококачественная (легированная) . Использовался переплав металла в дуговых вакуумных печах, в плазменных установках. Начали развиваться способы прямого получения железа, за которыми будущее.
А добывали золото , серебро , олово, свинец, медь, ртуть.
В доисторические времена золото получали из россыпей путем промывки. Оно выходило в виде песка и самородков. Затем начали применять золота (удаление примесей, отделение серебра), во второй половине 2-го тысячелетия до н.э. В 13-14 веках научились применять азотную кислоту для разделения золота и серебра. А в 19 веке был развит процесс амальгамации (хоть он и был известен в древности, но нет доказательств, что его использовали для добычи золота из песков и руд).
Серебро добывали из галенита, вместе со свинцом. Затем, через столетия, их начали выплавлять совместно (примерно к 3-му тысячелетию до н.э. в Малой Азии), а широкое распространение это получило еще спустя 1500-2000 лет.
Медь начали массово производить, когда Семенников В.А. изобрел в 1866 году конвертирование штейна.
Олово когда-то давно выплавляли в простых шахтных печах, после чего делалась его очистка специальными окислительными процессами. Сейчас в металлургии олово получают путем переработки руд по сложным комплексным схемам.
Ну, а ртуть производили путем обжига руды в кучах, при котором она конденсировалась на холодных предметах. Затем уже появились керамические сосуды (реторты), на смену которым пришли железные. А с ростом спроса на ртуть ее стали получать в специальных печах.
Height="294" src="/pictures/investments/img778364_20_Zoloto_iz_Fiv_750-700_do_n-e.jpg" title="20. Золото из Фив 750-700 до н.э" width="686">
Материальные ценности человека немыслимы без металлов, и значение металлургии в создании современной цивилизации очень велико. Металлы применяются в строительстве, военном деле, в транспорте и связи, в производстве средств и предметов потребления, в сельском хозяйстве. Современная металлургия позволяет получать почти все элементы периодической системы, кроме разве что галоидов и газов.
Для получения металлического листа из крицы, скажем, весом всего в 30-35 килограммов молотобоец должен был напряженно работать 12-15 часов. А попробуйте-ка столько времени помахать огромной кувалдой! С появлением же механического молота для выполнения подобной работы уже не требовалось таких усилий, да и занимала она всего4-6 часов, включая время на разогрев металла.
Развивая большую ударную силу, молоты позволяли получать гораздо большей прочности, чем в ручной кузнице. Хвостовой молот, применявшийся для отковки полосового металла на одном из шведских заводов, имел боек весом около 80 килограммов и делал 120 ударов в минуту. Разумеется, никакому молотобойцу подобное было не под силу.
Но скоро стало очевидным, что и хвостовой молот, не обеспечивает необходимой однородности механических свойств по всему объему некоторых предметов торговли (например, поковок большой длины - полосового железа и т.п.). Ведь металлическую полосу под удар бойка рабочий подвигал вручную. Требовалось найти принципиально новый способ механической обработки металла, который давал бы абсолютно одинаковое давление по всей плоскости предмета торговли.
Вам, несомненно, приходилось видеть, как хозяйки круглой скалкой раскатывают ком теста на столе. Постепенно тесто делается все тоньше и тоньше, зато занимает все большую площадь. Теперь представьте, что вместо теста вы имеете дело с раскаленным металлом, а вместо скалки и поверхности стола у вас два круглых вращающихся валка. Металл пропускают между валками один раз, другой, третий.
Все тоньше и тоньше становится металлическая полоса, все сильнее она вытягивается. И что самое главное, упрочняется равномерно по всей длине. Такой процесс обработки металла называется прокаткой. А два валика - это и есть прокатный стан.
Металлургия (Metallurgy) - это
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.
Металлургия (Metallurgy) - это
Свойства металлов
металлы в целом обладают следующими физическими свойствами:
Твердость.
Звукопроводность.
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. 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.
Человек начал использовать металл в жизнедеятельности еще с древнейших времен. Создание качественных сельскохозяйственных орудий и оружия для охоты и защиты своего племени было бы невозможно, если для этого не использовались различные виды металлов.
Человечество развивалось и, вместе с этим, совершенствовалось и производство. Конструкции и предметы быта, созданные сегодня, могут прослужить конечному приобретателю свыше нескольких десятилетий, продолжая оставаться такими же качественными и надежными. Создание сплавов позволило вывести использование металлов на новый уровень, позволив изготовлять по-настоящему прочные предмета торговли и комплектующие, которым нестрашны воздействия низких и высоких температур и кислот.
Строительство зданий различного назначения, автомобилестроение, машиностроение и многие другие виды тяжелой и легкой промышленности невозможны без использования металлов.
Основным достоинством, которое характеризует металл, является то, что он способен принимать любую форму под воздействием на него давящего инструмента.
Наиболее часто используемыми видами сплавов сегодня являются сталь и чугун. Кроме этого, весьма распространенными в промышленности являются материалы, основным элементом которых является медь или алюминий .
В настоящее время сталь находится на первом месте по объемам годового производства металлов и сплавов. Наиболее частый ее состав - это железо и углерод, количество которого составляет два процента. Также существуют малоуглеродистые и высокоуглеродистые виды стали и сплавы, в которых добавлен ванадий, Ni или хром. широко используется не только в промышленности, но и для изготовления предметов, используемых в быту, - ножи, бритвы, ножницы, иглы и т.д.
На втором месте по годовому объему производства находится чугун. Также как и сталь, он представляет собой сплав железа и углерода, однако последнего в нем значительно больше, чем в стали. Также в чугун добавляется кремний, который делает сплав особенно прочным. Наибольшее применение чугун нашел в строительстве, где из него изготавливаются трубы, арматура, крышки люков и другие элементы, основным требование к которым является прочность.
Менее распространенными, по сравнению со сталью и чугуном, являются сплавы из алюминия, однако в некоторых сферах промышленности отказаться от их использования невозможно. Прежде всего, к ним относится машиностроение, пищевая , изготовление архитектурно-отделочных материалов.
Основным достоинством этого вида сплавов является то, что они легко поддаются обработке на металлорежущих станках, а также сварке и штампованию. Они эко логичны и совершенно безвредны, что позволяет использовать сплавы алюминия в пищевой промышленности и для перевозки и хранения продуктов. Также сплавы из алюминия стойки к коррозии и имеют высокую отражательную способность. Ограничением в их применении является то, что подобные сплавы утрачивают свои свойства при высоких температурах, тем не менее, это не мешает использовать их в ряде промышленных задач.
Сложно представить, какой бы была современная промышленность, если бы не существовал металл. Создание долговечных и надежных конструкций и предметов быта было бы невозможным, если б человечество не научилось использовать металлы и создавать их сплавы. Постоянное развитие металлургии делает металлы все более совершенными и качественными, поэтому изготовление продукции становится все более качественным и быстрым.
Металлургия (Metallurgy) - это
Сплавы
Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, купрума, железа, магния, никеля , титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода.
Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.
Медно-никелевые сплавы используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления не намагничиваемых предметов торговли. Супер сплавы на основе никеля используются при высоких температурах (теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.
По способу изготовления сплавов различают литые и порошковые сплавы. Литые сплавы получают кристаллизацией расплава смешанных компонентов. Порошковые — прессованием смеси порошков с последующим спеканием при высокой температуре. Компонентами порошкового сплава могут быть не только порошки простых веществ, но и порошки химических соединений. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана .
В твердом агрегатном состоянии сплав может быть гомогенным (однородным, однофазным — состоит из кристаллитов одного типа) и гетерогенным (неоднородным, многофазным).
Твёрдый раствор является основой сплава (матричная фаза). Фазовый состав гетерогенного сплава зависит от его химического состава. В сплаве могут присутствовать: твердые растворы внедрения, твердые растворы замещения, химических соединений (в том числе карбиды, нитриды) и кристаллиты простых веществ.
Свойства металлов и сплавов полностью определяются их структурой (кристаллической структурой фаз и микроструктурой). Макроскопические свойства сплавов определяются микроструктурой и всегда отличаются от свойств их фаз, которые зависят только от кристаллической структуры. Макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения фаз в металлической матрице. Сплавы проявляют металлические свойства, например: электропроводность и теплопроводность, отражательную способность (металлический блеск) и пластичность. Важнейшей характеристикой сплавов является свариваемость.
Сплавы различают по назначению: конструкционные, инструментальные и специальные.
Конструкционные сплавы:
дюралюминий
Конструкционные со специальными свойствами (например, искр безопасность, антифрикционные свойства):
Для заливки подшипников:
Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:
манганин
Металлургия (Metallurgy) - это
Металлургия (Metallurgy) - это
Источники
Википедия - Свободная энциклопедия, WikiPedia
works.tarefer.ru - Рефераты
lomonosov-fund.ru - Знания Ломоносов
autowelding.ru - Металлообработка
oko-planet.su - Око планеты
nplit.ru - Библиотека исследователя
Энциклопедия инвестора . 2013 .