Metalurgia to Przemysł metalurgiczny, przedsiębiorstwa i ich lokalizacja

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Historia ludzkości ma ponad tysiąc lat. Przez cały okres istnienia naszej rasy następował stały postęp technologiczny, w którym ważną rolę odgrywała zdolność człowieka do obchodzenia się z metalem, tworzenia go i wydobywania. Dlatego całkiem logiczne jest, że metalurgia to coś, bez czego nie sposób wyobrazić sobie naszego życia, normalnego wykonywania obowiązków służbowych i wiele więcej.

Definicja

Przede wszystkim warto zrozumieć, jak naukowo, z technicznego punktu widzenia, nazywają nowoczesną sferę produkcji.

Tak więc metalurgia jest gałęzią nauki, techniki, która obejmuje proces pozyskiwania różnych metali z rudy lub innych materiałów, a także wszelkie procesy związane z przekształceniem składu chemicznego, właściwości i struktury stopów.

Struktura

Dzisiaj metalurgia jest najpotężniejszym przemysłem. Ponadto jest to szerokie pojęcie, które obejmuje:

• Bezpośrednia produkcja metali.
• Obróbka wyrobów metalowych jak wgorące lub zimne.
• Spawanie.
• Nałóż różne powłoki na metal.
• Sekcja nauki - materiałoznawstwo. Ten kierunek w teoretycznych badaniach procesów fizycznych i chemicznych skupia się na poznaniu zachowania metali, stopów i związków międzymetalicznych.

Odmiany

Istnieją dwie główne gałęzie metalurgii na całym świecie - żelazna i nieżelazna. Ta gradacja rozwinęła się historycznie.

Hutnictwo żelaza to obróbka żelaza i wszystkich stopów, w których jest ono obecne. Przemysł ten obejmuje również wydobycie z wnętrzności ziemi i późniejsze wzbogacanie rud metali żelaznych, produkcję odlewniczą stali i żelaza, walcowanie kęsów, produkcję żelazostopów.

Hutnictwo metali nieżelaznych obejmuje pracę z rudą dowolnego metalu z wyjątkiem żelaza. Nawiasem mówiąc, metale nieżelazne są warunkowo podzielone na dwie duże grupy:

- Ciężkie (nikiel, cyna, ołów, miedź).

- Lekki (tytan, magnez, aluminium).

Rozwiązania naukowe

Niewątpliwie metalurgia to działalność wymagająca wprowadzania innowacyjnych technologii. W związku z tym wiele krajów naszej planety aktywnie prowadzi badania, których celem jest zbadanie i wdrożenie w życie szerokiej gamy mikroorganizmów, które pomogłyby rozwiązać np. tak aktualny problem, jak oczyszczanie ścieków, które jest obowiązkowy składnik produkcji metalurgicznej. Ponadto procesy takie jak biologiczne utlenianie, wytrącanie, sorpcja iinne.

Rozdzielenie procesu

Zakłady metalurgiczne można z grubsza podzielić na dwie główne grupy:

- pirometalurgia, gdzie procesy odbywają się w bardzo wysokich temperaturach (topienie, wypalanie);

- hydrometalurgia, czyli ekstrakcja 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 podejmowana jest decyzja o budowie przedsiębiorstwa w konkretnym miejscu, warto rozważyć główne czynniki lokalizacji hutnictwa.

W szczególności, jeśli pytanie dotyczy lokalizacji zakładu metalurgii metali nieżelaznych, wówczas kryteria takie jak:

• Dostępność zasobów energetycznych. Produkcja związana z obróbką lekkich metali nieżelaznych wymaga ogromnych ilości energii elektrycznej. Dlatego takie przedsiębiorstwa budowane są jak najbliżej elektrowni wodnych.
• Wymagana ilość surowców. Oczywiście im bliżej złoża rudy, tym odpowiednio lepiej.
• Czynnik środowiskowy. Niestety krajów przestrzeni postsowieckiej nie można zaliczyć do kategorii, w której przedsiębiorstwa metalurgiczne są przyjazne środowisku.

Tak więc lokalizacja hutnictwa jest najtrudniejszą kwestią, której rozwiązaniu należy poświęcić największą uwagę, biorąc pod uwagę wszelkiego rodzaju wymagania i niuanse.

Aby stworzyć najbardziej szczegółowy obraz wopisując obróbkę metali, należy wskazać kluczowe obszary tej produkcji.

Przedsiębiorstwa metalurgii żelaza obejmują kilka tak zwanych redystrybucji. Wśród nich: spiekanie, hutnictwo, walcowanie. Przyjrzyjmy się każdemu z nich bardziej szczegółowo.

Produkcja w domenie

Na tym etapie żelazo jest uwalniane bezpośrednio z rudy. Dzieje się to w wielkim piecu i w temperaturach powyżej 1000 stopni Celsjusza. Tak wytapia się żelazo. Jego właściwości będą bezpośrednio zależeć od przebiegu procesu topienia. Dostosowując wytop rudy, można ostatecznie uzyskać jeden z dwóch rodzajów surówki: surówkę (używaną później do produkcji stali) i odlewnię (odlewane są z niej kęsy żelaza).

Produkcja stali

Połączenie żelaza z węglem i, jeśli to konieczne, z różnymi pierwiastkami stopowymi, daje w rezultacie stal. Jest wystarczająco dużo metod na jego wytop. Zwróćmy szczególną uwagę na konwerter tlenu i elektrotopnik, które są najnowocześniejszymi i wysoce wydajnymi.

Topienie konwertorów charakteryzuje się nietrwałością i otrzymaną stalą o wymaganym składzie chemicznym. Proces polega na przedmuchiwaniu ciekłego metalu tlenem przez lancę, w wyniku czego surówka jest utleniana i przekształcana w stal.

Elektryczna produkcja stali jest najbardziej wydajną metodą. To dzięki zastosowaniu pieców łukowych można wytapiać najwyższej jakości gatunki stali stopowych. W takich jednostkach ogrzewaniemetal ładowany do nich następuje bardzo szybko, podczas gdy możliwe jest dodanie wymaganej ilości pierwiastków stopowych. Ponadto stal otrzymana tą metodą ma niską zawartość wtrąceń niemetalicznych, siarki i fosforu.

Doping

Proces ten polega na zmianie składu stali poprzez wprowadzenie do niej wyliczonych stężeń pierwiastków pomocniczych, aby następnie nadać jej określone właściwości. Do najczęściej stosowanych składników stopowych należą: mangan, tytan, kob alt, wolfram, aluminium.

Wynajem

Wiele zakładów metalurgicznych posiada grupę warsztatów walcowniczych. Produkują zarówno półprodukty, jak i produkty w pełni gotowe. Istota procesu polega na przechodzeniu metalu w szczelinie między walcami walcarki obracającymi się w przeciwnych kierunkach. Co więcej, kluczową kwestią jest to, że odległość między rolkami powinna być mniejsza niż grubość przesuwanego przedmiotu. Dzięki temu metal jest wciągany do światła, porusza się i ostatecznie odkształca się do określonych parametrów.

Po każdym przejściu zmniejsza się odstęp między rolkami. Ważny punkt - często metal nie jest wystarczająco plastyczny w stanie zimnym. I dlatego do przetwarzania jest wstępnie podgrzewany do wymaganej temperatury.

Zużycie surowców wtórnych

W nowoczesnych warunkach rynek zużycia materiałów pochodzących z recyklingu, zarówno metali żelaznych, jak i nieżelaznych, stale się rozwija. Wynika to w dużej mierze z faktu, że zasoby rudy, do ogromnejNiestety nie są odnawialne. Każdego roku ich produkcja znacznie zmniejsza rezerwy. Biorąc pod uwagę fakt, że popyt na wyroby metalowe w inżynierii mechanicznej, budownictwie, budowie samolotów, przemyśle stoczniowym i innych sektorach gospodarki narodowej stale rośnie, wydaje się całkiem rozsądny rozwój przetwórstwa części i produktów, które już wyczerpały swój zasób.

Można śmiało powiedzieć, że rozwój metalurgii w pewnym stopniu tłumaczy się pozytywną dynamiką segmentu przemysłu – wykorzystaniem surowców wtórnych. Jednocześnie przerobem złomu zajmują się zarówno duże, jak i małe firmy.

Światowe trendy w rozwoju metalurgii

W ostatnich latach nastąpił wyraźny wzrost produkcji wyrobów walcowanych, stali i żeliwa. Wynika to w dużej mierze z rzeczywistej ekspansji Chin, które stały się jednym z wiodących planetarnych graczy na rynku produkcji stali.

W tym samym czasie różne czynniki metalurgiczne pozwoliły Imperium Niebieskiemu odzyskać prawie 60% całego rynku światowego. W pierwszej dziesiątce największych producentów znalazły się: Japonia (8%), Indie i Stany Zjednoczone Ameryki (6%), Rosja i Korea Południowa (5%), Niemcy (3%), Turcja, Tajwan, Brazylia (2%).).

Jeżeli spojrzymy na rok 2015 osobno, to widać tendencję do ograniczania aktywności producentów wyrobów metalowych. 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, metalurgiajest po prostu nie do pomyślenia bez rozwoju i wdrażania innowacyjnych rozwiązań.

W ten sposób pracownicy Państwowego Uniwersytetu w Niżnym Nowogrodzie opracowali i zaczęli wprowadzać w życie nowe nanostrukturalne, odporne na zużycie twarde stopy na bazie węglika wolframu. Głównym kierunkiem zastosowania innowacji jest produkcja nowoczesnych narzędzi do obróbki metali.

Ponadto w Rosji zmodernizowano bęben rusztowy ze specjalną dyszą kulową w celu stworzenia nowej technologii przetwarzania płynnego żużla. Wydarzenie to zostało zrealizowane na podstawie rozkazu państwowego Ministerstwa Edukacji i Nauki. Takie posunięcie w pełni się usprawiedliwiło, gdyż jego wyniki ostatecznie przerosły wszelkie oczekiwania.

Największe firmy stalowe na świecie

Międzynarodowe rankingi wskazują, że najlepsi producenci metali na świecie to:

• Arcelor Mittal to firma z siedzibą w Luksemburgu. Jego udział wynosi 10% całkowitej światowej produkcji stali. W Rosji firma jest właścicielem kopalń Bieriezowskaja, Pierwomajskaja, Anżerskaja, a także Grupy Siewierstal.
• Hebei Iron & Steel to gigant z Chin. Jest w całości własnością 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 wytwarzać ultracienkie blachy stalowe i ultracienkieblacha zimnowalcowana.
• Nippon Steel reprezentuje Japonię. Zarząd firmy, która rozpoczęła swoją działalność w 1957 roku, dąży do połączenia z innym przedsiębiorstwem o nazwie Sumitomo Metal Industries. Zdaniem ekspertów taka fuzja pozwoli Japończykom szybko osiągnąć pierwsze miejsce na świecie, wyprzedzając wszystkich swoich konkurentów.