Виды готовой продукции металлургии. Металлургия

Из руд или других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры, а следовательно, и свойств металлических сплавов.

Металлургия - это фундамент машиностроения и основа промышленности. Это базовая отрасль народного хозяйства, с очень большими вложениями капиталов и материалов. Фактически, металлургическая промышленность определяет уровень научно-технического прогресса во всём народном хозяйстве. Значение металлургии на данном этапе технического развития трудно переоценить. Ее продуктами пользуются, если не все сферы производственной деятельности человека, то, пожалуй, их большая часть.

Металлы бывают чёрными и цветными. Черные металлы применяются в машиностроении и строительстве. Цветные металлы активно используются во всех отраслях производства . Удовлетворением потребностей человека в металлах и занимается такая отрасль промышленности, как металлургия. Соответственно, металлургический комплекс разделяется на два больших направления: черную и цветную металлургию, и охватывает все стадии технологических процессов: добычу металлургического сырья , металлургический передел, производство сплавов, утилизацию отходов и изготовление продукции из них.

Термин «металлургия» произошел от греч. metallurgéo - добываю руду, брабатываю металлы, от métallon - рудник, металл и érgon - работа). В первоначальном, узком значении, металлургия - это искусство извлечения металлов из руд. В энциклопедическом словаре Брокгауза Ф.А. и Ефрона И.А. даётся следующее определение металлургии: «Металлургия - отдел технологии, занимающийся добыванием металлов в заводских размерах из их природных соединений (руд). Металлургические операции суть двоякого рода: во-первых, механическая обработка руды и приведение ее в удобный для работы вид и, во-вторых, обработка химическая или электрохимическая ».

Исторически сложилось разделение металлургии на чёрную и цветную.

Изучением состава, строения и свойств металлов и сплавов, а также закономерности их изменения при тепловых, механических, физико-химических и других видах воздействия занимается другая междисциплинарная наука - металловедение .

По используемым технологиям, различают пирометаллургию и гидрометаллургию . Современная металлургия как совокупность основных технологических операций производства металлов и сплавов включает в себя:

1. Подготовку руд к извлечению металлов (в т. ч. обогащение);
2. Процессы извлечения и рафинирования металлов: пирометаллургические, гидрометаллургические, электролитические;
3. Процессы получения изделий из металлических порошков путём спекания;
4. Кристаллофизические методы рафинирования металлов и сплавов;
5. Процессы разливки металлов и сплавов (с получением слитков или отливок);
6. Термическую, термомеханическую, химико-термическую и др. виды обработки металлов для придания им соответствующих свойств;
7. Процессы нанесения защитных покрытий.

По состоянию на начало 2008 г. в металлургической отрасли России функционируют 58 научно-технических и проектных организации с общей численностью более 10 тыс. человек (в том числе более 120 докторов и свыше 600 кандидатов наук). Научно-технический потенциал отрасли представлен 46 научными организациями (институтами), в их составе 11 организаций с государственной формой собственности , остальные - акционерные общества открытого типа. Три ведущих научных организации имеют статус государственных научных центров (ГНЦ):

1. ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина»,
   
2. ФГУП «Гинцветмет» и
3. ФГУП «Гиредмет» .

Проектный потенциал отрасли представлен 12 проектными организациями, 18 проектными подразделениями комплексных научно-исследовательских и проектных институтов, 3 проектно-конструкторскими бюро. Все проектные организации являются акционерными обществами, при этом большинство из них входит в состав крупных производственных холдингов и компаний. ГНЦ в металлургической промышленности и других отраслях, связанных с разработкой конструкционных материалов и металлургического оборудования осуществляют функции ведущих организаций по следующим важнейшим направлениям развития науки, технологий и техники.

Учёная степень кандидата или доктора наук в группе специальностей металлургия и материаловедение в России присваивается в соответствии с номенклатурой специальностей научных работников ВАК , по следующим специальностям :

Шифр	Отрасль науки, группа специальностей, специальность	Отрасли науки, по которым присуждается ученая степень
05.16.00	Металлургия и материаловедение
	Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов	Технические
	Металлургия черных, цветных и редких металлов	Технические
	Литейное производство	Технические
	Обработка металлов давлением	Технические
	Порошковая металлургия и композиционные материалы	Технические
	Металлургия техногенных и вторичных ресурсов	Технические
	Нанотехнологии и наноматериалы (по отраслям)	Технические Физико-математические Химические

В соответствии с классификатором конкурсов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ , РФФИ предоставляет гранты на исследования в области технологии металлов по следующим основным направлениям:

1. Фундаментальные основы создания новых металлических, керамичес:ких и композиционных материалов
2. Разработка новых конструкционных материалов и покрытий

Образование в области металлургии можно получить в соответствии с Общероссийским классификатором специальностей по образованию (ОКСО), определяющим государственный стандарт на высшее и среднее профессиональное образование в России. Металлургическое образование входит в укрупнённую группу специальностей МЕТАЛЛУРГИЯ, МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАТЕРИАЛООБРАБОТКА. В группу металлургических специальностей входят:

Код ОКСО	Специальность	Квалификация
	Металлургия	Бакалавр техники и технологии Магистр техники и технологии
	Металлургия черных металлов	Старший техник
	Металлургия цветных металлов	Старший техник
	Теплофизика, автоматизация и экология промышленных печей
	Литейное производство черных и цветных металлов	Старший техник
	Металловедение и термическая обработка металлов	Старший техник
	Обработка металлов давлением	Старший техник
	Металлургия сварочного производства
	Порошковая металлургия, композиционные материалы, покрытия	Старший техник
	Металлургия техногенных и вторичных ресурсов
	Контроль качества металлов и сварных соединений	Старший техник

Полный и актуальный перечень учебных заведений России, осуществляющих образование по перечисленным специальностям приводится на федеральном портале «Российское образование» . Поиск нужного учебного заведения в России можно выполнить в разделе «Расширенный поиск ВУЗа » с использованием фильтров по названию ВУЗа, городу, названию или коду специальности по ОКСО, форме обучения и т.д.

Рекомендуемая литература

1. Стратегия развития металлургической промышленности России на период до 2020 г. Утверждена Приказом Минпродторга РФ от 18.03.2009 г. № 150.

2. Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов и др. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений . под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Машиностроение, 1986, 384 с. Часть 1. Часть 2.

3. Б.Н. Арзамасов, В.А Брострем, Н.А.Буше и др. Конструкционные материалы: Справочник . под общ. ред. Б.Н. Арзамасова. - М.: Машиностроение, 1990, 688 с. Часть 1. Часть 2. Часть 3.

4. Линчевский Б.В., Соболевский А.Л., Кальменев А.А. Металлургия чёрных металлов. Учебник для техникумов . - М.: Маниностроение, 1986, 360 с.

5. Никифоров В.М. Технология металлов . М., Машгиз, 1953.

6. Славянов Н.Г. Труды и изобретения . (Пермь: Книжное издательство, 1988)

7. Под ред. А.С. Зубченко. Марочник сталей и сплавов . М., Машиностроение, 2001 г.

8. Металловедение и термическая обработка стали. Справочник, 2 изд., М., 1961—62;

9. Прокатное производство. Справочник, т. 1—2, М., 1962;

10. Доменное производство. Справочник, т. 1—2, М., 1963;

11. Сталеплавильное производство. Справочник, т. 1—2, М., 1964;

12. Aitchison L., A history of metals, v. 1—2, L., 1960.

13. Беляев А. И., Металлургия легких металлов, 6 изд., М., 1970

14. Савицкий Е. М., Клячко В. С., Металлы космической эры, М.. 1972

15. Зеликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973.

16. Есин О. А., Гельд П. В., Физическая химия пирометаллургических процессов, 2 изд., ч. 1—2, Свердловск, 1962— 1966;

17. Вольский А. Н., Сергиевская Е. М., Теория металлургических процессов, М., 1968;

18. Зеликман А. Н., Меерсон Г. А., Металлургия редких металлов, М., 1973;

19. Ванюков А. В., Зайцев В. Я., Теория пирометаллургических процессов, М., 1973.

20. М. С. Аронович, Р. М. Голубчик.Технология металлов, М., 1974.

21. Бочвар А. А., Металловедение, 5 изд., М., 1956.

22. Курдюмов Г. В., Явления закалки и отпуска стали, М., 1960.

23. Лившиц Б. Г., Металлография, М., 1963.

Одной из особенностей металлургических предприятий является его неравномерность, вследствие чего металлургические комплексы располагаются «сгустками».

Группа металлургических предприятий, использующая общие рудные или топливные ресурсы и обеспечивающая основные потребности экономики страны в металле, называется металлургической базой .

На территории России выделяют три основные металлургические базы:

• Центральную;
• Уральскую;
• Сибирскую.

Каждая из них имеет свои особенности по обеспеченности сырьем, топливом, электроэнергией, набору и мощности производств; они отличаются по структуре и специализации производства, мощности его организации.

Уральская металлургическая база

Уральская металлургическая база является самой крупной в России и уступает по объемам производства черных металлов лишь Южной металлургической базе Украины в рамках СНГ. В масштабах России она занимает первое место и по производству цветных металлов. На долю Уральской металлургии приходится 52% чугуна, 56% стали и более 52% проката черных металлов от объемов, производимых в масштабах бывшего СССР. Она является старейшей в России. Урал пользуется привозным кузнецким углем. Собственная железорудная база истощена, поэтому значительная часть сырья ввозится из Казахстана (Соколовско-Сарбайское месторождение), с Курской магнитной аномалии и Карелии. Развитие собственной железорудной базы было связано с освоением Качканарского месторождения титаномагнетитов (Свердловская область) и Бакальского месторождения сидеритов (Челябинская область), на которые приходится более половины запасов железных руд района. Крупнейшими предприятиями по их добыче являются Качканарский горно-обогатительный комбинат (ГОК) и Бакальское рудоуправление. На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии: Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др. В настоящее время 2/3 выплавки чугуна и стали приходится на Челябинскую и Оренбургскую области. Металлургия Урала характеризуется высоким уровнем концентрации производства, особое место занимает Магнитогорский металлургический комбинат. Он является самым крупным по выплавке чугуна и стали не только в России, но и в Европе.

Урал является одним из главных регионов производства стальных труб для нефтепроводов и газопроводов, крупнейшие предприятия размещены в Челябинске, Первоуральске, Каменск-Уральске.

Основными предприятиями Уральской металлургической базы являются следующие: ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК), Челябинский металлургический комбинат (компания Стальная группа «Мечел»), Чусовской металлургический завод (ЧМЗ), Губахинский коксохимический завод (Губахинский кокс).

Центральная металлургическая база

Центральная металлургическая база — район интенсивного развития черной металлургии, где сосредоточены крупнейшие запасы железных руд. Развитие черной металлургии базируется на использовании крупнейших месторождений железных руд КМА, а также металлургического лома и на привозных коксующихся углях — донецком, печорском и кузнецком.

Интенсивное развитие металлургии Центра связано с относительно дешевой добычей железных руд. Почти вся руда добывается открытым способом. Крупные разведанные и эксплуатируемые месторождения КМА расположены на территории Курской и Белгородской областей (Михайловское, Лебединское, Стойленское. Яковлеве кое и др.). Затраты на 1 т железа в товарной руде почти наполовину ниже, чем в Криворожской руде и ниже, чем в карельской и казахстанских рудах. В целом добыча сырой руды составляет около 80 млн т, т.е. 40% российской добычи.

Центральная металлургическая база включает крупные предприятия полного металлургического цикла: Новолипецкий металлургический комбинат (г. Липецк) и Новотульский завод (г. Тула), металлургический завод «Свободный Сокол» (г. Липецк), «Электросталь» под Москвой (передельная качественная металлургия). Развита малая металлургия на крупных машиностроительных предприятиях. Действует Оскольский электрометаллургический комбинат по прямому восстановлению железа в Белгородской области (ОАО ОЭМК).

В зону влияния и территориальных связей Центра входит и металлургия Севера европейской части России, на которую приходится более 5% балансовых запасов железных руд РФ и свыше 21% добычи железной руды. Здесь действуют достаточно крупные предприятия: Череповецкий металлургический комбинат (Вологодская область), Оленегорский и Ковдорский горно-обогатительные комбинаты (Мурманская область), Костомукшский горно-обогатитель- ный комбинат (Карелия). Руды Севера при невысоком содержании железа (28-32%) хорошо обогащаются, почти не имеют вредных примесей, что позволяет получать высококачественный металл.

К основным предприятиям Центральной металлургической базы также относятся Щелковский металлургический завод (Щелмет); ОАО «Лебединский» (ЛебГОК), ОАО «Михайловский» (МГОК), «Стойлеиский» (СГОК) горно-обогатительные комбинаты.

Сибирская металлургическая база

Металлургическая база Сибири находится в процессе формирования. На долю Сибири и Дальнего Востока приходится примерно пятая часть производимых в России чугуна и готового проката и 15% стали. 21% общероссийских запасов приходится на Сибирь и Дальний Восток. Основой формирования Сибирской металлургической базы являются железные руды Горной Шории, Хакасии, Ангаро-Илимского железнорудного бассейна, а топливной базы — Кузнецкий каменноугольный бассейн. Современное производство представлено двумя крупными предприятиями черной металлургии: Кузнецким металлургическим комбинатом (ОАО КМ К) и Западно- Сибирским металлургическим комбинатом (ЗСМК).

Получила развитие передельная металлургия, представленная несколькими передельными заводами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск-Забайкальский. Комсомольск-на-Амуре). Добывающая промышленность осуществляется несколькими горнообогатительными предприятиями, находящимися на территории Кузбасса, в Горной Шории, Хакасии (Западная Сибирь) и Коршуновским ГОК в Восточной Сибири.

Черная металлургия Сибири и Дальнего Востока еще не завершила своего формирования. Поэтому на основе эффективных сырьевых и топливных ресурсов возможно в перспективе создание новых центров, в частности, Тайшетского завода на кузнецких углях и ангароилимских рудах, а также Барнаульского (Алтайский край) металлургического завода. На Дальнем Востоке перспективы развития черной металлургии связываются с формированием Южно-Якутского комплекса, в составе которого предполагается создание предприятий полного цикла.

В результате интеграционных процессов на российском рынке сформированы металлургические компании (объединения, холдинги и т.д.), в которые входят предприятия, размещенные в пределах различных металлургических баз. К ним относятся «Евраз Групп С.А.», холдинг «Металлоинвест», компания «Северсталь», Трубная металлургическая компания, Объединенная металлургическая компания, Промышленно-металлургический холдинг (КОКС) и др.

Металлургический комплекс России — это основной синоним благополучия и процветания всего нашего государства, его уверенности в будущем.

Прежде всего он служит основой всего существующего ныне машиностроения. Понимая это выясним, какие же предприятия входят в горно-металлургический комплекс.

Это главным образом те производства, что добывают, обогащают, плавят, прокатывают и перерабатывают сырьё. У предприятия имеется своя чёткая структура:

1. Чёрная металлургия - рудное и нерудное сырьё.
2. Цветнаяметаллургия: лёгкие металлы (магний, титан, алюминий) и тяжёлые (никель, свинец, медь, олово).

Чёрная металлургия

Отрасль, предполагающая свои нюансы. Важно понимать, что не только металл имеет значение для неё, но и добыча с последующей переработкой.

Выделяют важные её особенности:

• больше половины продукции служит основой для всего машиностроения страны;
• четверть продукции используют в сфере создания конструкций с увеличенной грузоподъёмностью.

Чёрная металлургия – это производство, коксование угля, вторичный предел сплавов, производство огнеупоров и многое другое. Предприятия, входящие в чёрную металлургию, имеют наибольшее значение и по сути являются основой индустрии всего государства в целом.

Главное, что вокруг них возникают производства по переработке различных отходов, особенно после плавки чугуна. Самым частым спутником чёрной металлургии считают металлоёмкое машиностроение и электроэнергетическое производство. Эта отрасль имеет великие перспективы в завтрашнем дне.

Центры чёрной металлургии в России

Прежде всего, следует помнить, что Россия по уровню плотности производства чёрного металла всегда являлась и сегодня является абсолютным лидером. И это первенство без права передачи другим государствам. Наша страна здесь уверенно удерживает свои позиции.

Ведущие заводы представляют собой, по сути, металлургическо-энергохимические комбинаты. Назовём самые главные центры чёрной металлургии в России:

• Урал с добычей железа и руды;
• Кузбасс с добычей угля;
• Новокузнецк;
• Местонахождения КМА;
• Череповец.

Металлургическая карта страны структурно делится на три основные группы. Они изучаются в школе и являются базовыми знаниями современного культурного человека. Это:

• Урал;
• Сибирь;
• Центральная часть.

Уральская металлургическая база

Именно она является основной и, пожалуй, самой мощной по европейским и мировым показателям. Отличается большой концентрацией производства.

Наиглавнейшее значение в её истории имеет город Магнитогорск. Там находится известнейший металлургический комбинат. Это – старейшее и самое горячее «сердце» чёрной металлургии.

На нём добывается:

• 53% всего чугуна;
• 57% всей стали;
• 53% чёрных металлов от всех показателей, которые производились в бывшем СССР.

Такие производства размещают рядом с сырьём (Урал, Норильск) и энергетикой (Кузбасс, Восточная Сибирь). Сейчас Уральская металлургия находится в процессе модернизации и дальнейшего развития.

Центральная металлургическая база

Она включает в себя заводы цикличного производства. Представлена в городах: Череповец, Липецк, Тула и Старый Оскол. Формируют эту базу запасы железных руд. Они расположены на глубине до 800 метров, что является малой глубиной.

Запущен и успешно работает Оскольский электрометаллургический завод. На нём внедрён авангардный метод без доменного металлургического процесса.

Сибирская металлургическая база

Пожалуй у неё есть одна особенность: она самая «юная» из существующих на сегодня баз. Начала своё формирование ещё период СССР. Приблизительно одну пятую часть всего объёма сырья по чугуну производят именно в Сибири.

Сибирская база — это комбинат в Кузнецке и завод в Новокузнецке. Именно Новокузнецк считается столицей Сибирской металлургии и лидером по качеству производства.

Металлургические комбинаты и крупнейшие заводы России

Мощнейшими центрами полного цикла являются: Магнитогорский, Челябинский, Нижнетагильский, Белорецкий, Ашинский, Чусовской, Оскольский и ряд других. Все они имеют огромные перспективы развития. География их, без преувеличения, огромна.

Цветная металлургия

Эта область занята вопросами освоения и обогащения руд, участвуя в их качественной плавке. По своим характеристикам и целевому предназначению она разделяется на категории: тяжёлые, лёгкие и ценные. Её медеплавильные центры - это почти что закрытые города, с собственной инфраструктурой и жизнью.

Главные районы цветной металлургии в России

Открытие таких районов всецело зависит от: экономики, экологи, сырья. Это – Урал, включающий в себя заводы в Красноуральске, Кировграде и Медногорске, которые всегда строятся рядом с добычей. Это повышает качество изготовления и оборотность сырья.

Развитие металлургии в России

Развитие характеризуется большими темпами и объёмами. Поэтому огромная Россия находится в лидерах и постоянно увеличивает свой экспорт. Наша страна производит: 6% железа, 12% алюминия, 22% никеля и 28% титана. Подробнее эту информацию разумно посмотреть в таблицах производств, представленных ниже.

Карта металлургии в России

Для удобства и наглядности налажен выпуск специальных карт и атласов. Их можно посмотреть и заказать на просторах интернета. Они весьма красочны и удобны. Там подробно указаны основные центры со всеми подразделениями: медеплавильные комбинаты, места по добычи руды и цветных металлов и многое другое.

Ниже представлены карты черной и цветной металлургии в России.

Факторы размещения металлургических комбинатов в России

Основополагающими факторами, оказывающими влияние на локацию комбинатов по стране, являются буквально следующие:

• сырье;
• топливо;
• потребление (этоподробнаятаблицасырья, топлива, малыхибольших дорог).

Заключение

Теперь мы знаем: существует чёткое разделение на металлургию чёрную и цветную. Это распределение по добыче, обогащению и плавке зависит напрямую от основных составляющих: сырья, топлива и потребления. Наша страна – европейский лидер в этой области. Три основных географических «кита», на которых она стоит, это: Центр, Урал и Сибирь.

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:

1. Изменение пропорций между развитыми и развивающимися странами в пользу последних;
2. Ослабление прежней топливно-сырьевой ориентации и усиление ориентации на транспортные пути;
3. Усиление ориентации на потребителя;
4. 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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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).

Металлургия - (от греч. metallurgeo-добываю руду, обрабатываю металлы) - область науки и техники, отрасль 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, интерметаллидов и сплавов.

К металлургии примыкает разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, агрегатов, используемых в металлургической промышленности.

Разновидности металлургии

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 изделий из чёрных металлов. К цветной металлургии относят добычу, обогащение руд цветных металлов, производство цветных металлов и их сплавов. С металлургией тесно связаны коксохимия, производство огнеупорных материалов.

К чёрным металлам относят железо. Все остальные - цветные. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно делят на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний).

По основному технологическому процессу подразделяется на пирометаллургию (плавка) и гидрометаллургию (извлечение металлов в химических растворах). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия.

Самыми распространенными металлами являются:

1) Алюминий

Чёрная металлургия

Чёрная металлургия служит основой развития машиностроения (одна треть производимого металла идёт в машиностроение) и строительства (1/4 металла идёт в строительство).

Состав черной металлургии

В состав чёрной металлургии входят следующие основные подотрасли:

Добыча и обогащение руд чёрных металлов (железная, хромовая и марганцевая руда)

Добыча и обогащение нерудного сырья для чёрной металлургии (флюсовых известняков, огнеупорных глин и т. п.);

Производство чёрных металлов (чугуна, углеродистой стали, проката, металлических порошков чёрных металлов);

Производство стальных и чугунных труб;

Коксохимическая промышленность (производство кокса, коксового газа и пр.);

Вторичная обработка чёрных металлов (разделка лома и отходов чёрных металлов).

Металлургический цикл черной металлургии

Собственно металлургическим циклом является производство

1) чугунно-доменное производство,

2) стали (мартеновское, кислородноконвертерное и электросталеплавильное), (непрерывная разливка, МНЛЗ),

3) проката (прокатное производство).

Предприятия, выпускающие чугун, углеродистую сталь и прокат, относятся к металлургическим предприятиям полного цикла.

Предприятия без выплавки чугуна относят к так называемой передельной металлургии. «Малая металлургия» представляет собой выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. Основным типом предприятий чёрной металлургии являются комбинаты.

В размещении чёрной металлургии полного цикла большую роль играет сырьё и топливо, особенно велика роль сочетаний железных руд и коксующихся углей.

Цветная металлургия

Цветная металлургия - отрасль металлургии, которая включает добычу, обогащение руд цветных металлов и выплавку цветных металлов и их сплавов. По физическим свойствам и назначению цветные металлы условно можно разделить на тяжёлые (медь, свинец, цинк, олово, никель) и лёгкие (алюминий, титан, магний). На основании этого деления различают металлургию лёгких металлов и металлургию тяжёлых металлов.

Размещение предприятий отрасли

Размещение предприятий цветной металлургии зависит от многих экономических и природных условий, особенно от сырьевого фактора. Заметную роль, помимо сырья, играет топливно-энергетический фактор.

На территории России сформировано несколько основных баз цветной металлургии. Различия их в специализации объясняются несхожестью географии лёгких металлов (алюминиевая, титано-магниевая промышленность) и тяжёлых металлов (медная, свинцово-цинковая, оловянная, никель-кобальтовая промышленности).

Тяжёлые металлы

Производство тяжёлых цветных металлов в связи с небольшой потребностью в энергии приурочено к районам добычи сырья.

По запасам, добыче и обогащению медных руд, а также по выплавке меди ведущее место в России занимает Уральский экономический район, на территории которого выделяются Красноуральский, Кировградский, Среднеуральский, Медногорский комбинаты.

Свинцово-цинковая промышленность в целом тяготеет к районам распространения полиметаллических руд. К таким месторождениям относятся Садонское (Северный Кавказ), Салаирское (Западная Сибирь), Нерченское (Восточная Сибирь) и Дальнегорское (Дальний Восток).

Центром Никель-Кобальтовой промышленности являются города: Норильск (Восточная Сибирь), Никель и Мончегорск (Северный экономический район).

Лёгкие металлы

Для получения лёгких металлов требуется большое количество энергии. Поэтому сосредоточение предприятий, выплавляющих легкие металлы, у источников дешёвой энергии - важнейший принцип их размещения.

Сырьём для производства алюминия являются бокситы Северо-Западного района (Бокситогорск), Урала (город Североуральск), нефелины Кольского полуострова (Кировск) и юга Сибири (Горячегорск). Из этого алюминиевого сырья в районах добычи выделяют окись алюминия - глинозём. Получение из него металлического алюминия требует больших затрат электроэнергии. Поэтому алюминиевые заводы строят вблизи крупных электростанций, преимущественно ГЭС (Братской, Красноярской и др.)

Титано-магниевая промышленность размещается преимущественно на Урале, как в районах добычи сырья (Березниковский титано-магниевый завод), так и в районах дешёвой энергии (Усть-Каменогорский титано-магниевый завод). Заключительная стадия титано-магниевой металлургии - обработка металлов и их сплавов - чаще всего размещается в районах потребления готовой продукции.

История

Первые свидетельства того, что человек занимался металлургией, относятся к 5-6 тысячелетиям до н. э. и были найдены в Майданпеке, Плочнике и других местах в Сербии (в том числе медный топор 5500 лет до н. э., относящийся к культуре Винча), Болгарии (5000 лет до н. э.), Палмеле (Португалия), Испании, Стоунхендже (Великобритания). Однако, как это нередко случается со столь давними явлениями, возраст не всегда может быть точно определён.

В культуре ранних времён присутствуют серебро, 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 медь 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 могущества 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 (Турция), Карфаген, греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия, Япония 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, гидромолоты 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.

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.

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 (особенно золото, которое не окисляется). 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.

Сплавы

Сплав - макроскопически однородная смесь двух или большего числа химических элементов с преобладанием металлических компонентов. Основной или единственной фазой сплава, как правило, является твёрдый раствор легирующих элементов в металле, являющемся основой сплава.

Сплавы имеют металлические свойства, например: металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность. Иногда компонентами сплава могут быть не только химические элементы, но и химические соединения, обладающие металлическими свойствами. Например, основными компонентами твёрдых сплавов являются карбиды вольфрама или титана. Макроскопические свойства сплавов всегда отличаются от свойств их компонентов, а макроскопическая однородность многофазных (гетерогенных) сплавов достигается за счёт равномерного распределения примесных фаз в металлической матрице.

Сплавы обычно получают с помощью смешивания компонентов в расплавленном состоянии с последующим охлаждением. При высоких температурах плавления компонентов, сплавы производятся смешиванием порошков металлов с последующим спеканием (так получаются, например, многие вольфрамовые сплавы).

Сплавы являются одним из основных конструкционных материалов. Среди них наибольшее значение имеют сплавы на основе железа и алюминия. В состав многих сплавов могут вводиться и неметаллы, такие как углерод, кремний, бор и др. В технике применяется более 5 тыс. сплавов.

Сплавы, используемые в промышленности различаются по своему предназначению.

Конструкционные сплавы:

Дюралюминий

Конструкционные со специальными свойствами (например, искробезопасность, антифрикционные свойства):

Для заливки подшипников:

Для измерительной и электронагревательной аппаратуры:

Манганин

Для изготовления режущих инструментов:

Победит

В промышленности также используются жаропрочные, легкоплавкие и коррозионностойкие сплавы, термоэлектрические и магнитные материалы, а также аморфные сплавы.

Наиболее часто используются сплавы алюминия, хрома, меди, железа, магния, никеля, титана и цинка. Много усилий было уделено изучению сплавов железа и углерода. Обычная углеродистая сталь используется для создания дешёвых, высокопрочных изделий, когда вес и коррозия не критичны.

Нержавеющая или оцинкованная сталь используется, когда важно сопротивление коррозии. Алюминиевые и магниевые сплавы используются, когда требуются прочность и легкость.

Медно-никелевые сплавы (такие, как монель-металл) используются в коррозионно-агрессивных средах и для изготовления ненамагничиваемых изделий. Суперсплавы на основе никеля (например, инконель) используются при высоких температурах (турбонагнетатели, теплообменники и т. п.). При очень высоких температурах используются монокристаллические сплавы.