что относится к металлургической промышленности
Металлургия
Металл с давних времен стал незаменимым элементом в повседневной жизни человека. Благодаря ему у нас есть возможность использования электроэнергии, транспорта, гаджетов и других благ цивилизации. Именно поэтому металлургию можно считать ключевой отраслью промышленности каждого государства. Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, в которую вовлечены множество финансовых, материальных, энергетических и человеческих ресурсов.
Современная металлургия достигла значительного развития. Благодаря достижениям науки, у нас есть возможность использовать не только металлы, данные нам природой, но и инновационные композитные материалы и сплавы. Они обладают улучшенными свойствами и характеристиками.
Классификация разновидностей металлургии
Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.
Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.
Черная отвечает за производство сплавов на основе железа. В то же время к ней относят другие элементы, такие как хром и марганец. Все остальное производство изделий из других металлов называют цветным.
Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:
Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.
Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.
Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.
Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющейся в машиностроении.
Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.
При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.
Черная металлургия
Черная металлургия основывается на переработки железа, а именно руд, в которых оно содержится. Большинство железных руд являются природными оксидами. Именно поэтому первым этапом производства является выделение железа из оксида. Для этого используют большие доменные печи. Данный способ производства чугуна проводится при температуре свыше 1000 градусов.
При этом свойства полученного сырья напрямую зависят от температуры доменной печи и времени плавления. При дальнейшей обработке чугуна получают сталь или литейный чугун, с помощью которого выполняют отлив заготовок и изделий.
Для производства стали используют железо и углерод, добавление которого придает полученному сплаву желаемые свойства. Также могут применяться различные легирующие компоненты, необходимые для получений определенных особенностей стали.
Существует несколько способов производства стали, которые основываются на выплавке металла в жидком состоянии. Следует выделить следующие: мартеновский, кислородно-конверторный и электроплавильный.
Каждый вид стали называется маркой, которая указывает на ее состав и свойства. Для изменения свойств стали используют метод легирования, то есть добавления в сплав дополнительных компонентов. Наиболее часто для подобных целей используют такие элементы, как хром, марганец, бор, никель, вольфрам, титан кобальт, медь и алюминий. Обычно такие компоненты добавляют в расплавленную сталь.
Но существует иной способ, который заключается в прессовании мелкозернистого порошка компонентов с последующим запеканием при высоких температурах.
Цветная металлургия
Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.
Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.
Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.
Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.
Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.
Добывающая металлургия
Это сфера промышленности, отвечающая за извлечение ценных металлов из руд¸ переплавки полученного сырья и получения готового продукта. Отделение металла от пустой породы и других шлаков может производиться путем химического, электролитического или физического воздействия.
Главная задача этой отрасли металлургии – оптимизация процесса выделения чистого металла, качественное отделение полезных компонентов от пустой породы и минимизация потерь.
Металлы используются в различных целях, как для изготовления различных драгоценностей и бижутерии, так и в высокотехнологических сферах. Например, в строении высокоточных приборов, современных гаджетов, компьютеров и других электроприборов. А также в космической сфере, авиастроении, и других сферах, где требуются особые свойства, которые имеют только ценные металлы.
Следует отметить, что раньше металлургия ориентировалась строго на переработку добываемого сырья. Но в последнее время, в связи с тем, что металлы не восстанавливающийся ресурс, острой стала проблема переработки вторичного сырья.
Повторной переработке подвержены цветные и черные металлы. Поэтому производители стараются максимально эффективно и в полной мере собирать и перерабатывать металлические изделия, вышедшие из эксплуатации. Рынок металлолома постоянно растет, в связи с чем растет количество больших и малых перерабатывающих предприятий. Их задача заключается в очищении металлов от сопутствующих материалов и последующей переплавки. Для сохранения качественной структуры и свойств, вторсырье плавят вместе со свежедобытым сырьем.
Дальнейшее развитие невозможно только с использованием природных ресурсов, количество которых постоянно уменьшается. Поэтому главной задачей на сегодняшний день можно считать переработку вторсырья и поиск аналогов, способны полноценно заменить металлы.
Развитие металлургии напрямую связано с интеллектуальным развитием человечества и его потребностей. Так как новые технологии требуют от уже существующих металлов улучшенных свойств и характеристик, а также создания инновационных сплавов, не имеющих аналогов ранее.
Металлургическая промышленность
Вы будете перенаправлены на Автор24
Понятие и отрасли металлургической промышленности
Базовой отраслью промышленности РФ, которая определяет жизнеспособность экономики, является металлургическая промышленность. Кроме этого это одна из ключевых направлений развития экономики страны, так как ее доля в ВВП составляет 5%.
Металлургическая промышленность – это отрасль тяжелой промышленности, которая включает в себя процессы изготовления металлов из руд или других материалов, а также металлических сплавов.
В структуру металлургической промышленности входят следующие процессы: непосредственное производство металлов; горячая и холодная обработка металлических изделий; сварка; нанесение металлических покрытий.
Сама процедура изготовления металлических изделий состоит из трех этапов: добыча и подготовка руды; переплавка; использование и утилизация.
В процессе производства металлов используется различное сырье. В зависимости от того, какое именно сырье применяется, выделяют черную и цветную металлургическую промышленность. К первой категории относятся металлы, в состав которых входят железо, марганец и хром. К другой группе – все остальные металлы.
Под черной металлургической промышленностью понимается извлечение из недр земли и последующая обработка руд черных металлов, а также сталелитейное и чугунолитейное производства, прокат заготовок и изготовление сплавов из железа.
Продукция, которая производится на металлургических комбинатах является: основной (или конечным продуктом); побочной (или той, что появляется при изготовлении основных изделий); попутной (или той продукцией, которая остается после производства основной и побочной продукции и может применяться как вторичное сырье).
Основной продукцией черной металлургической промышленности считается металлопрокат, чугун, метизы и др.
Готовые работы на аналогичную тему
Если сравнивать черную с цветной металлургией, то при производстве цветных металлических изделий затрачивается много энергии. Это объясняется низким содержанием полезных веществ в цветных металлах и большими объемами отходов, которые требуют определенных способов утилизации.
Основными видами цветных изделий являются сортовый и листовой прокат.
Факторы размещения черной и цветной металлургии
Если рассматривать общие факторы размещения отраслей металлургиечкой промышленности, то выделяют три типа металлургических баз в России:
Основными факторами, которые влияют на расположение металлургических центров, являются:
Производственную базу черной металлургии составляют предприятия полного цикла: чугун — сталь — прокат, а также комбинаты, которые выпускают чугун — сталь, сталь — прокат и отдельно чугун, сталь, прокат.
Факторы размещения предприятий черной металлургии довольно разнообразны. Особыми факторами выделяют в производстве электросталей и ферросплавов. Россия достаточно обеспечена сырьем для черной металлургии, но размещены железные руды и топливо на территории страны неравномерно.
Рисунок 1. Основные факторы размещения предприятий черной металлургии. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Цветная металлургия в России развивается на основе применения собственных больших месторождений разнообразных руд цветных, благородных и редких металлов, а также на добыче алмазов. РФ занимает второе место после США по выпуску продукции цветной металлургической промышленности. В структуре промышленности 47 горнодобывающих предприятий, из которых 22 – это алюминиевая промышленность. В России производится более 70 разнообразных цветных металлов.
В территориальной организации предприятий цветной металлургии ярко выражена сырьевая ориентация. Это связано с большим разнообразием добываемых сырья и материалов для производства цветных изделий.
Рисунок 2. Основные факторы размещения предприятий цветной металлургической промышленности. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
География металлургического комплекса
В настоящее время ежегодно добывается более 1 млрд т железной руды. Основные месторождения распределены следующим образом:
Большая часть мировых запасов руд требует первичной обработки в процессе производства из-за среднего и низкого качество материала. Высокого качества руда практически отсутствует.
Огромные запасы руды находятся в Китае, а полезное железо добывается на территории РФ. Компаниями-лидерами, в чьих руках мировой процесс добычи и производства руды и материалов, являются: Arcelor Mittal; Hebei Iron & Steel; Nippon Steel.
Первая организация образовалась в результате слияния индийских и люксембургских компаний. В ее состав входят 60 предприятий, в том числе и российское «Северсталь-Ресурс» и украинское «Криворожсталь»
В России металлургическая промышленность находится на втором месте после нефтегазовой отрасли. На территории РФ размещены три базы черной металлургии, непосредственно вблизи источников руды и угля: на Урале, в Сибири и в центральной части страны.
Самым крупным и старым предприятием является Уральское, производящее половину всей продукции черной металлургии в России. Крупнейшие предприятия – Чусовский металлургический завод и Челябинский металлургический комбинат.
Самая молодое месторождение – Сибирская металлургическая база. Запасы сырья практически исчерпаны. Представлены два металлургических комбината – Западно-Сибирский и Кузнецкий.
Металл – это опора жизни. Металлургия – важнейшая отрасль промышленности, благодаря которой человечество имеет возможность использовать металл и даже изменять его свойства, производя различные сплавы. Это значит, что благодаря развитию металлургии человечество движется вперед – конструкции становятся прочнее, легче и надежнее.
Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, основной продукцией которой являются сплавы, металлопрокат и различные металлоизделия.
Выплавка металла – горячее производство во всех смыслах. Во-первых, предприятия металлургии перерабатывают колоссальные объемы руды, потребляя огромное количество энергии и топлива. Работа идет непрерывно – тонны металла выходят из печей и продукция с прокатных станов исчисляется миллионами. Только за 2010 год в мире было произведено 1414 млн. тонн стали. Во-вторых, металл не так-то просто поддается обработке. Изменение его свойств, состава происходит под воздействием очень высоких температур.
Отрасль включает в себя другие, связанные с ней производства – добывающие и обогатительные предприятия, коксовые предприятия. Металлургия делится на два направления по видам получаемых и обрабатываемых металлов – черная металлургия и цветная металлургия. Черная металлургия занимается производством сплавов и изделий на основе железа. Иногда к черным металлам также относят марганец и хром. Специфика цветной металлургии – выплавка сплавов и производство изделий из цветных металлов. В их число входят все металлы за исключением железа и его сплавов.
Технология производства металлов непростая и состоит из нескольких технологических этапов.
1. Добыча и подготовка сырья к переработке (обогащение, агломерирование, получение концентратов)
Обогащение руды – это процесс переработки руд для получения концентрата. Методы обогащения руд предусматривают дробление минералов. В дальнейшем происходит сепарация полезных элементов и пустой породы. Концентрат используется для производства металлов.
3. Утилизация или переработка отходов основного производства. Вовлечение отвалов и шлаков в производство другой продукции и извлечение металлов.
Отвалы и шламохранилища отнимают городские и сельскохозяйственные земли, создают серьезную экологическую нагрузку. В техногенных образованиях Уральского региона, например, содержатся до 43 млн. тонн меди, 2 млн. тонн цинка, 12 млн. тонн железа, а также другие цветные, редкоземельные и благородные металлы. Около 60-70% отходов, накопленных на горнодобывающих предприятиях Урала, по мнению специалистов, можно использовать для производства металла, строительных материалов, цемента, сельскохозяйственных удобрений и другой продукции
Железо в природе находится в руде в виде оксидов Fe3O4, Fe2O3, гидроксида Fe2O3 х Н2О, карбонатов FeСO3 и других. Поэтому первая стадия получения железосодержащих сплавов – высвобождение железа из руды в доменной печи, выплавка чугуна под воздействием температуры свыше 1000 градусов. Свойства получаемого чугуна можно изменять в ходе выплавки в доменной печи, что и делают металлурги. Так, для дальнейшей переработки готового сплава и изготовления стали получают передельный чугун. Для получения отливок выплавляется литейный чугун.
Сегодня существует большое количество марок стали с различным легирующими элементами. Легирование – изменение состава сплавов путем введения определенных концентраций дополнительных элементов. Таким образом, изменяется состав и свойства сплава. Основные легирующие элементы для стали – это хром (Cr), никель(Ni), марганец (Mn), кремний (Si), молибден (Mo), ванадий (V), бор (B), вольфрам (W), титан (Ti), алюминий (Al), медь (Cu), ниобий (Nb), кобальт (Co).
Кроме того, есть и принципиально иной способ производства сплавов на основе черных (и цветных) металлов – он используется в порошковой металлургии. Принцип следующий: порошки металла с размерами частиц от 0,1 мкм до 0,5 мм сначала спрессовывают, а затем спекают.
Цветная металлургия. Особенности производства
Производственный цикл цветной металлургии включает обогащение руд, выплавку металла (некоторые виды металла требуют еще рафинирования), затем передел и металлопрокат.
Руда цветных металлов содержит очень большое количество различных элементов, содержание полезных компонентов в ней низкое. Поэтому обработка руды более сложная и отличается от обработки руды черных металлов. Из одной тонны руды в среднем выплавляется одна тонна металла. Большое количество побочных продуктов, отходов, которые остаются после процесса извлечения металла, нуждаются в утилизации или переработке. Именно поэтому цветная металлургия часто связана с химической промышленностью – для переработки отходов строятся сопутствующие предприятия.
Цветная металлургия делится на две подотрасли: металлургия легких и тяжелых металлов. Деление обусловлено свойствами обрабатываемых металлов. Обычно для классификации используют такие физические свойства металлов, как атомный вес и плотность. К тяжелым металлам по этой классификации относят: медь, цинк, никель, свинец. К легким: титан, алюминий, магний. Производство двух групп металлов отличается: для выплавки легких металлов требуется большее количество энергии.
Также существует понятие «редкоземельные металлы» (РЗМ). К ним принадлежат иттрий, церий, диспрозий, лантан, неодим, празеодим, самарий, тербий, эрбий. Элементы получили свое название до разведки запасов, тогда считалось, что в земной коре их крайне мало. На самом деле, они не такие уж и редкие: суммарная распространенность этих элементов больше, чем, например, свинца. Однако промышленное производство изделий из РЗМ осложнено тем, что элементы труднодоступны и дефицитны. Используются они только в современных высокотехнологичных продуктах и в небольшом количестве.
Продукция цветной металлургии – лигатуры, профили, прокат, концентраты. Детали из цветных металлов применяются в авиастроении, ракетостроении, атомной и химической промышленности.
Именно на этой стадии производятся полуфабрикаты для продажи и изготовления конечной продукции.
Прокатка – это следующая стадия металлургического цикла после выплавки и получения металла.
Металлопрокат – это металлическая заготовка, изделие, прошедшее обработку на прокатном стане.
Прокатная машина представляет собой несколько валков, которые вращаются в разные стороны. Между ними зажат металл. В процессе давления и трения исходная заготовка деформируется, меняя длину и ширину.
Прокат возможен с изменением температуры заготовки или без – холодный и горячий. Холодный прокат используется, когда пластичность металла позволяет изменять формы и размеры заготовки без нагрева. При этом способе кристаллическая решетка металла не деформируется. Второй способ подразумевает нагрев заготовки, используется обычно для листов и продукции простых сечений – балок, швеллеров и так далее.
Процесс прокатки может быть не последним этапом в цикле металлургического производства. Например, прокат в черной металлургии считается третьим переделом, но возможен также четвертый передел – дополнительная обработка полуфабриката для улучшения его свойств. В том числе, нанесение защитного покрытия.
Рассмотрим основные виды продукции черного металлопроката.
1. Сортовой прокат. Круг, квадрат, полоса, арматура, шестигранник.
4. Фасонный прокат. Балка, швеллер, уголок.
Рынок вторичного сырья
Большое значение имеет рынок вторсырья цветных и черных металлов. К сожалению, металлорудные ресурсы невозобновляемы, и с каждым годом их становится все меньше. Учитывая огромные потребности строительного комплекса в черном металлопрокате, потребности авиастроения, машиностроения, электротехнического производства и других отраслей промышленности, нужно совершенствовать переработку отслуживших деталей и агрегатов. Хотя уже сегодня сталь из вторчермета не уступает по качеству стали, выплавленной из руды. А рынок металлолома растет и становится более упорядоченным. Переработкой занимаются как крупные, так и мелкие компании. Но требования времени и здесь очевидны: совершенствование технологий переработки и разделения металлолома.
Особенностью российской металлургии является монополизация и концентрация производства. Сегодня в стране действует несколько металлургических гигантов, обеспечивающих выпуск большей части всей продукции. Это вертикально-интегрированные холдинги. В черной металлургии широко распространены предприятия полного цикла: на таких заводах выпускается чугун, сталь и прокат.
Существуют и предприятия неполного цикла, их называют передельной металлургией. Такие производства не вырабатывают чугун, или минуют несколько первых стадий металлургического цикла, производя только прокат из заготовок или вторсырья. Часто такие центры обслуживают машиностроительные предприятия, которым металлопрокат и сталь требуется в огромном количестве.
Историческая справка. Начало металлургической промышленности в России связано с именем Петра Первого. В местах залежей руды были созданы горнозаводские округа, на крупных реках началось строительство заводов. Первые заводы были пущены в первом десятилетии 18 века – 1700-1701 годы – (Каменский и Невьянский).
Металлургическая промышленность в экономике. Проблемы и перспективы отрасли
Металлургия для России – крайне важная отрасль. Доля металлургии в промышленном производстве страны составляет сейчас 17%, в то время как ее доля в основных фондах промышленности — 11%, а в численности персонала — 9%. Большинство металлургических предприятий являются градообразующими и обеспечивают занятость сотням тысяч людей. Значительную долю — 16% металлургия составляет в российском экспорте.
В продукции металлургического комплекса России заинтересованы и другие страны. Россия является одним из крупнейших экспортеров металлических сплавов и металлопроката. В мировом рейтинге по экспорту стали она занимает четвертое место, уступая по объемам США, Японии и Китаю. Объем экспорта черной металлургии в 2010 году – 27,2 млн. тонн.
Страна также находится в числе лидеров по производству таких цветных металлов, как алюминий, медь, никель. Экспорт меди в 2010 году – около 500 тыс. тонн, экспорт никеля – 245 тыс. т., алюминия – 3,5 млн. т.
При этом на экспорт уходят в основном полуфабрикаты, заготовки и сплавы. Это означает, что экспорт носит сырьевой характер, товаров с большой добавочной стоимостью очень мало. Теряется потенциальная добавочная стоимость. Для этого есть, по крайней мере, две причины. Первая – искусственное ограничение. Внутренние меры других государств фактически ограничивают поставки высокотехнологичного оборудовании и продукции, оставляя при этом возможности для поставок сырья. Вторая – российские металлургические предприятия практически не выпускают высокотехнологичные инновационные продукты, единицы обращают внимание на глубокий передел, получая прибыли с первичных переделов.
Отставание от мировых производителей видно и на первых стадиях металлургического производства: многие страны уже отказались от мартеновских процессов, заменив их на более энергоемкие – конвертерные. В России этот способ все еще используется.
Между тем, аналитики ожидают дальнейшего роста производства и прибылей в металлургии. Связано это с развитием отраслей-потребителей.
По данным на начало 2011 года обзора РИА-аналитика, из всех видов металлургической продукции наиболее динамично развивается в последние годы производство стальных труб. Повлияло на небывалый всплеск производства в 2010 году строительство магистральных нефте- и газопроводов.
Благодаря оживлению машиностроения и строительного комплекса наметились новые тенденции на внутреннем рынке: увеличение спроса. Это касается и черной, и цветной металлургии, которая работала преимущественно на экспорт. Прослеживается рост спроса на листовой и сортовой прокат.
Основные потребители
На правах рекламы
Добавлено 18.11.2011; просмотров: 75003