Juodoji metalurgija.
1. Kaip apibūdintumėte metalurgijos svarbą mūsų šalies ekonomikoje? Visame pasaulyje?
Metalurgijos kompleksas yra pramonės pagrindas. Tai mechanikos inžinerijos pamatas, kuris kartu su elektros energetikos ir chemijos pramone užtikrina mokslo ir technologijų pažangos plėtrą visuose šalies ūkio sektoriuose.
Metalurgija yra viena iš pagrindinių ir seniausių pramonės šakų Rusijoje. Istoriškai susiformavę trys metalurgijos centrai: Uralo, Centrinio ir Sibiro aprūpina mūsų šalies juodųjų ir spalvotųjų metalų gamybos bazę, visų pirma vidaus inžinerijos ir gynybos pramonei.
2. Kokios yra juodosios metalurgijos ypatybės?
Metalurgijos gamyba turi keletą specifinių savybių.
1. Technologiniam procesui reikalingi dideli kiekiai ne tik rūdos žaliavos, bet ir vandens, kuro (koksinės anglys, gamtinės dujos), energijos.
2. Su masiniu transportavimu siejama žaliavų ir kuro bei energetinės bazės tarpusavio priklausomybė, taip pat didelė gatavos produkcijos apimtis.
3. Gamybos atliekos, kenksmingų medžiagų išmetimas sukelia rimtų aplinkosaugos problemų.
4. Ypač svarbi antrinė metalurgija (metalo laužo naudojimas), siekiant sumažinti išlaidas ir riziką aplinkai.
3. Kokie yra juodosios metalurgijos išsidėstymo Rusijoje ypatumai?
Rusijoje didelės metalurgijos gamybos sritys Urale, Centre ir Sibire išplėtotos atsižvelgiant į žaliavų ir kuro bazę.
4. Pasirinkite teisingą atsakymą. Šiauriausia įmonė juodoji metalurgija pilnas ciklas Rusijoje yra teritorijoje: a) Leningrado sritis; b) Archangelsko sritis; V) Vologdos sritis; d) Čiukotkos autonominis rajonas.
Teisingas atsakymas: c) Vologdos sritis.
5. Pasirinkite teisingą atsakymą. Kuris juodosios metalurgijos centras pasižymi mažiausiai oro tarša: a) Magnitogorskas; b) Stary Oskol; c) Čerepovecas; d) Nižnij Tagilas?
Teisingas atsakymas: b) Stary Oskol.
6. Kaip galima paaiškinti viso ciklo metalurgijos gamyklos įrengimą Lipecke? Nurodykite bent dvi priežastis.
1. Netoliese (Kursko ir Belgorodo srityse) yra KMA telkinys, kuriame pagaminama daugiau nei pusė visos geležies rūdos Rusijoje.
2. Netoliese yra didelis anglies baseinas – Donbasas, gamyklos koksinių anglių šaltinis.
7. Suderinkite korteles psl. 250-251 ir 252-253 priedo, žemėlapis 89 paveiksle ir paaiškinti, kokie veiksniai turi įtakos metalurgijos bazių išsidėstymui Rusijoje. Naudodamiesi 89 paveikslu, užrašykite didžiausius viso ciklo metalurgijos centrus; nurodyti plieno gamybos apimtis (milijonais tonų).
Juodosios metalurgijos įmonėse pagrindiniai vietos veiksniai yra šie:
1. Žaliavos faktorius yra lemiamas daugumai viso ciklo metalurgijos gamyklų, kurios sunaudoja didžiulį kiekį žaliavų ir perdirba kurą – koksą, todėl dauguma metalurgijos gamyklų buvo statomos arba prie geležies rūdos telkinių (Magnitogorskas, Čeliabinskas, Nižnij Tagilas, Novotroickas, Stary Oskol) arba šalia koksinės anglies telkinių (Novokuzneckas).
2. Energijos faktorius. Didelės metalurgijos gamyklos yra dideli elektros vartotojai, kuriuos gamina netoliese esančios elektrinės, dažniausiai šiluminės elektrinės ir hidroelektrinės, esančios kaskadoje prie pagrindinių Rusijos upių.
3. Vartojimo veiksnys būdingas kiaulių metalurgijai, kuri kaip žaliava naudoja metalo laužą (Maskva, Elektrostalis, Vyksa, Kulebaki, Kolpino, Volgogradas, Taganrogas, Krasnojarskas, Komsomolskas prie Amūro), taip pat vamzdžiai (Maskva, Volžskis, Almetjevskas) .
4. Transporto vietos faktorius turi tik Čerepoveco metalurgijos gamykla, kuri naudoja geležies rūdas iš Kolos-Karelskio srities ir KMA, koksinę anglį iš Pečoros ir Donecko baseinų, o gatavus gaminius – plieną ir valcavimo gaminius – siunčia į Sankt Peterburgą, Maskva, kiti mašinų gamybos centrai ir eksportas.
5. Statant juodosios metalurgijos įmones mūsų šalyje praktiškai nebuvo atsižvelgta į aplinkos veiksnį, o tai neigiamai veikia aplinką ir žmonių sveikatai.
Didžiausi viso ciklo metalurgijos centrai:
Novokuznecko geležies ir plieno gamykla (plieno produkcija 2,6 mln. tonų per metus)
Magnitogorsko geležies ir plieno gamykla (plieno gamyba 12,2 mln. tonų per metus)
Čeliabinsko geležies ir plieno gamykla (plieno gamyba 4,6 mln. tonų per metus)
Nižnij Tagilo geležies ir plieno gamykla (plieno gamyba 4,2 mln. tonų per metus)
„Ural Steel“ (iki 1992 m. Orsko-Khalilovskio metalurgijos gamykla) (plieno gamyba 2,8 mln. tonų per metus)
Čerepoveco geležies ir plieno gamykla (plieno produkcija yra 11,6 mln. tonų per metus)
Novolipetsko geležies ir plieno gamykla (plieno produkcija 15,4 mln. tonų per metus)
Pabandykite išsiaiškinti: a) kurie augalai priklauso nuo geležies rūdos importo; b) kurių gamyklų ekonominė ir geografinė padėtis metalo eksportui yra palankiausia, o kurios – mažiau palankios.
9. Paaiškinkite, kodėl juodoji metalurgija vadinama Rusijos ekonomikos „stuburu“. Pateikite bent 3–4 argumentus, patvirtinančius tai.
1. Juodoji metalurgija yra Rusijos Federacijos pramonės plėtros pagrindas, įskaitant. mechaninė inžinerija (1/3 metalo iš aukštakrosnės patenka į mechaninę inžineriją) ir statyba (1/4 metalo patenka į statybą). Pagrindinės juodųjų metalų gamybos žaliavos yra geležies rūda, manganas, koksinė anglis ir legiruojamųjų metalų rūdos (kasybos pramonė), taip pat energetika (energetika).
2. Rusija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal geležies rūdos atsargas ir yra viena iš penkių geriausių šalių pagal geležies rūdos gavybą, taip pat ir plieno lydymą.
3. Rusija užima antrą vietą pasaulyje pagal anglies atsargas ir yra viena iš šešių pirmaujančių šalių pagal savo gamybą.
Žmonijos istorija siekia daugiau nei tūkstantį metų. Per visą mūsų rasės gyvavimo laikotarpį vyko nuolatinis technologinis progresas, kuriame svarbų vaidmenį suvaidino žmogaus gebėjimas dirbti su metalu, jį kurti ir išgauti. Todėl visiškai logiška, kad metalurgija yra tai, be ko neįmanoma įsivaizduoti savo gyvenimo, normalaus darbo pareigų atlikimo ir daug daugiau.
Apibrėžimas
Visų pirma, verta suprasti, kaip moksliškai, techniniu požiūriu jie vadina modernią gamybos sferą.
Taigi metalurgija yra mokslo, technologijų šaka, apimanti įvairių metalų gavimo iš rūdos ar kitų medžiagų procesą, taip pat visus procesus, susijusius su lydinių cheminės sudėties, savybių ir struktūros keitimu.
Struktūra
Šiandien metalurgija yra galingiausia pramonės šaka. Be to, tai plati sąvoka, apimanti:
- Tiesioginė metalų gamyba.
- Metalo gaminių apdirbimas karštas ir šaltas.
- Suvirinimas.
- Įvairių metalinių dangų dengimas.
- Mokslo sekcija – medžiagotyra. Ši fizikinių ir cheminių procesų teorinio tyrimo kryptis orientuota į metalų, lydinių ir intermetalinių junginių elgsenos žinias.
Veislės
Visame pasaulyje yra dvi pagrindinės metalurgijos šakos – juodoji ir spalvotoji. Tokia gradacija susiklostė istoriškai.
Juodoji metalurgija – tai geležies ir visų lydinių, kuriuose jos yra, apdirbimas. Taip pat ši pramonė apima žemės gelmių gavybą ir vėlesnį rūdos sodrinimą, plieno ir geležies liejyklų gamybą, ruošinių valcavimą, ferolydinių gamybą.
Spalvotoji metalurgija apima darbą su bet kokio metalo rūda, išskyrus geležį. Beje, jie sąlyginai suskirstyti į dvi dideles grupes:
Sunkus (nikelis, alavas, švinas, varis).
Lengvas (titanas, magnis, aliuminis).
Moksliniai sprendimai
Neabejotina, kad metalurgija yra veikla, kurią reikia supažindinti naujoviškų technologijų. Šiuo atžvilgiu daugelis mūsų planetos šalių aktyviai dirba tiriamasis darbas, kurio tikslas – ištirti ir praktiškai pritaikyti įvairiausius mikroorganizmus, kurie padėtų išspręsti, pavyzdžiui, tokią aktualią problemą kaip nuotekų valymas, kuris yra privalomas metalurgijos gamybos komponentas. Be to, tokie procesai kaip biologinė oksidacija, nusodinimas, sorbcija ir kiti jau tapo realybe.
Atskyrimas pagal technologinį procesą
Metalurgijos gamyklas sąlygiškai galima suskirstyti į dvi pagrindines grupes:
Pirometalurgija, kai procesai vyksta labai aukštoje temperatūroje (lydymas, skrudinimas);
Hidrometalurgija, kurią sudaro metalų gavyba iš rūdų naudojant vandenį ir kitus vandeninius tirpalus naudojant cheminius reagentus.
Metalurgijos gamyklos statybos vietos pasirinkimo principas
Norint suprasti, kokiomis išvadomis remiantis priimamas sprendimas statyti įmonę tam tikroje vietoje, verta apsvarstyti pagrindinius metalurgijos vietos veiksnius.
Visų pirma, jei klausimas susijęs su spalvotosios metalurgijos gamyklos vieta, tada tokie kriterijai kaip:
- Energijos išteklių prieinamumas. Gamybai, susijusiai su lengvųjų spalvotųjų metalų apdirbimu, reikalingas didžiulis elektros energijos kiekis. Todėl tokios įmonės statomos kuo arčiau hidroelektrinių.
- Reikalingas žaliavų kiekis.Žinoma, kuo arčiau rūdos telkiniai, tuo atitinkamai geriau.
- aplinkos veiksnys. Deja, posovietinės erdvės šalys negali būti priskirtos kategorijai, kurioje metalurgijos įmonės yra draugiškos aplinkai.
Taigi metalurgijos lokacija yra sudėtingiausias klausimas, kurio sprendimui reikėtų skirti didžiausią dėmesį. atidus dėmesys atsižvelgiant į visokius reikalavimus ir niuansus.
Kad susidarytų maksimaliai detalus vaizdas metalo apdirbimo aprašyme svarbu nurodyti pagrindines šios gamybos sritis.
Juodosios metalurgijos įmonės turi keletą vadinamųjų perskirstymų. Tarp jų: sukepinimas, plieno gamyba, valcavimas. Panagrinėkime kiekvieną iš jų išsamiau.
Domeno gamyba
Būtent šiame etape geležis išleidžiama tiesiai iš rūdos. Tai atsitinka aukštakrosnėje ir aukštesnėje nei 1000 laipsnių Celsijaus temperatūroje. Taip lydoma geležis. Jo savybės tiesiogiai priklausys nuo lydymosi proceso eigos. Reguliuojant rūdos lydymą, galiausiai galima gauti vieną iš dviejų konversijos (vėliau naudojama plieno gamybai) ir liejyklų (iš jos liejami geležies ruošiniai).
Plieno gamyba
Sujungus geležį su anglimi ir, jei reikia, su įvairiais legiravimo elementais, gaunamas plienas. Jo lydymo būdų yra pakankamai. Ypač atkreipkime dėmesį į deguonies keitiklį ir elektrolydymą, kurie yra moderniausi ir labai produktyvūs.
Konverterio lydymas pasižymi savo laikinumu ir gaunamu reikiamos cheminės sudėties plienu. Procesas pagrįstas deguonies pūtimu per vamzdelį, dėl kurio ketus oksiduojasi ir virsta plienu.
Elektrinis plieno gamybos būdas yra pats efektyviausias. Būtent naudojant lankines krosnis galima išlydyti aukščiausios kokybės legiruotojo plieno rūšis. Tokiuose agregatuose į juos pakrautas metalas įkaista labai greitai, tuo tarpu galima pridėti reikiamą legiruojamųjų elementų kiekį. Be to, šiuo metodu gautame pliene yra mažai nemetalinių intarpų, sieros ir fosforo.
legiravimo
Šis procesas susideda iš plieno sudėties pakeitimo, įvedant į jį apskaičiuotas pagalbinių elementų koncentracijas, kad vėliau suteiktų jam tam tikras savybes. Tarp dažniausiai naudojamų legiravimo komponentų yra: manganas, titanas, kobaltas, volframas, aliuminis.
nuoma
Daugelis metalurgijos gamyklų turi valcavimo cechų grupę. Jie gamina ir pusgaminius, ir visiškai gatavus gaminius. Proceso esmė – metalo perėjimas į tarpą tarp malūno, besisukantis priešingomis kryptimis. Be to, svarbiausia yra tai, kad atstumas tarp ritinėlių turėtų būti mažesnis nei perduoto ruošinio storis. Dėl to metalas įsitraukia į spindį, juda ir galiausiai deformuojasi iki nurodytų parametrų.
Po kiekvieno praėjimo tarpas tarp ritinėlių sumažinamas. Svarbus punktas- dažnai metalas nėra pakankamai plastiškas šaltoje būsenoje. Todėl perdirbimui jis pašildomas iki reikiamos temperatūros.
Antrinių žaliavų sunaudojimas
IN šiuolaikinėmis sąlygomis perdirbtų medžiagų – tiek juodųjų, tiek spalvotųjų metalų – vartojimo rinka nuolat vystosi. Taip yra daugiausia dėl to, kad rūdos ištekliai, deja, neatsinaujina. Kiekvieni jų gamybos metai žymiai sumažina atsargas. Atsižvelgiant į tai, kad metalo gaminių paklausa mašinų gamybos, statybos, orlaivių gamybos, laivų statybos ir kituose šalies ūkio sektoriuose nuolat auga, atrodo visai pagrįsta plėtoti išteklius jau išnaudojusių detalių ir gaminių apdirbimą.
Galima drąsiai teigti, kad metalurgijos plėtra iš dalies paaiškinama teigiama pramonės segmento dinamika – antrinių žaliavų naudojimu. Tuo pačiu metu metalo laužo perdirbimu užsiima tiek didelės, tiek mažos įmonės.
Pasaulinės metalurgijos plėtros tendencijos
IN pastaraisiais metais akivaizdžiai išaugo valcuotų metalo gaminių, plieno ir ketaus gamyba. Taip yra daugiausia dėl realios Kinijos plėtros, kuri tapo viena iš pirmaujančių planetos žaidėjų metalurgijos produkcijos rinkoje.
Tuo pačiu metu įvairūs metalurgijos veiksniai leido Dangaus imperijai atkovoti beveik 60% visos pasaulio rinkos. Likę dešimt pagrindinių gamintojų buvo: Japonija (8%), Indija ir Jungtinės Amerikos Valstijos (6%), Rusija ir Pietų Korėja(5%), Vokietija (3%), Turkija, Taivanas, Brazilija (2%).
Jei 2015 metus vertintume atskirai, tuomet pastebima tendencija mažinti metalo gaminių gamintojų veiklą. Ir labiausiai didelis nuosmukis pažymėjo Ukrainoje, kur užfiksuotas rezultatas, kuris yra 29,8% mažesnis nei pernai.
Naujos technologijos metalurgijoje
Kaip ir bet kuri kita pramonės šaka, metalurgija tiesiog neįsivaizduojama be naujoviškų pokyčių kūrimo ir įgyvendinimo.
Taigi, Nižnij Novgorodo darbuotojai Valstijos universitetas sukūrė ir pradėjo taikyti naujus nanostruktūrinius dilimui atsparius kietuosius lydinius volframo karbido pagrindu. Pagrindinė inovacijų taikymo kryptis – modernių metalo apdirbimo įrankių gamyba.
Be to, Rusijoje buvo modernizuotas grotelių būgnas su specialiu rutuliniu antgaliu, siekiant sukurti nauja technologija skysto šlako apdorojimas. Šis renginys buvo vykdomas Švietimo ir mokslo ministerijos valstybinio užsakymo pagrindu. Toks žingsnis visiškai pasiteisino, nes jo rezultatai galiausiai pranoko visus lūkesčius.
Didžiausios metalurgijos įmonės pasaulyje
- ArcelorMittal yra įmonė, kurios būstinė yra Liuksemburge. Jos dalis sudaro 10% visos pasaulio plieno gamybos. Rusijoje įmonei priklauso kasyklos „Berezovskaya“, „Pervomaiskaya“, „Anžerskaya“, taip pat „Severstal Group“.
- Hebei geležis ir plienas- milžinas iš Kinijos. Jis visiškai priklauso valstybei. Be gamybos, įmonė užsiima žaliavų gavyba, jos transportavimu bei tyrimais ir plėtra. Įmonės gamyklose naudojami tik nauji ir moderniausi technologines linijas kuri leido kinams išmokti gaminti itin plonas plieno plokštes ir itin ploną šalto valcavimo lakštą.
- Nippon plieno- Japonijos atstovas. 1957 metais veiklą pradėjusios įmonės vadovybė siekia susijungti su kita įmone „Sumitomo Metal Industries“. Pasak ekspertų, toks susijungimas leis japonams greitai pasiekti pirmąją vietą pasaulyje, aplenkiant visus savo konkurentus.
Mechaninė inžinerija, statyba, elektrotechnika – visos šios ir daugelis kitų sričių neįsivaizduojamos be metalurgijos. Kas yra ši pramonė? Kaip kasami metalai? Kokie jie? Atsakymus į šiuos klausimus rasite straipsnyje.
Apibrėžimas
Metalurgija – pramonės kryptis, kuri užsiima žaliavų gavyba, lydinių gamyba, atliekų šalinimu ir gaminių iš gautų lydinių gamyba.
Metalurgija, priklausomai nuo žaliavų, skirstoma į juodąją ir spalvotąją. Pirmajai grupei priklauso metalai, kurių sudėtyje yra geležies, chromo ir mangano. Į antrąjį – visa kita.
Metalo gaminių gamybos procesas apima šiuos etapus:
šalinimas.
rūdos kasyba ir paruošimas;
Metalurgijos pramonė apima daugybę periodinės lentelės elementų, be dujų ir halogenidų, gavimo procesus.
Juoda
Juodoji metalurgija – metalurgijos šaka, užsiimanti lydinių iš geležies, mangano ir chromo gamyba.
Gamtoje geležis randama rūdoje karbonatų, hidroksido ir oksido pavidalu. Todėl pirmasis gamybos etapas juodojoje metalurgijoje yra geležies išleidimas iš rūdos naudojant aukštakrosnę aukštesnėje nei +1000 C temperatūroje. Esant reikalui, šiame etape keičiamos metalo savybės.
Juodoji metalurgija apima tokias sritis kaip:
- nemetalinių žaliavų gavyba ir sodrinimas;
- juodųjų metalų gamyba;
- vamzdžių gamyba iš plieno ir ketaus;
- kokso pramonė;
- antrinis žaliavų perdirbimas.
Metalurgijos gamyklose gaminami produktai yra:
pagrindinis, tai yra galutinis produktas, paruoštas naudoti;
šalutinis produktas, tai yra produktas, gaunamas gaminant pagrindinį produktą;
šalutiniai produktai, tai yra produktai, likę pagaminus pagrindinius ir šalutinius produktus, kurie naudojami kaip perdirbamos medžiagos arba tokie, kokie yra.
Kasyba
Metalai gaunami išgaunant iš rūdų arba perdirbtų medžiagų. Visa rūda, kurioje yra vertingų elementų, skirstoma į turtingą (daugiau nei 55% vertingų elementų), skurdžią (mažiau nei 50%) ir skurdžią (mažiau nei 25%).
Rūdos kasyboje naudojami trys pagrindiniai metodai:
atviras;
po žeme;
sujungti.
Atvirasis metodas yra labiausiai paplitęs ir ekonomiškas. Šiuo metodu įmonė organizuoja reikiamą infrastruktūrą ir plėtoja telkinį su karjerais.
Požeminis metodas naudojamas, jei uolos yra giliai po žeme. Palyginti su atviru, šis būdas yra brangesnis, nes reikia specialių technine įranga. Be to, jis yra aktualesnis nei kiti metodai, nes arti paviršiaus esančios geležies rūdos atsargos praktiškai išsenka. Tokiu būdu išgaunama daugiau nei 70% geležies rūdos.
Kombinuotas metodas, kaip rodo pavadinimas, sujungia du aukščiau nurodytus metodus.
Gamyba
Metalurgijoje juodųjų metalų gamyba suprantama kaip sudėtingas technologinis procesas, kurį galima suskirstyti į du etapus:
geležies gamyba;
geležies perdirbimas į plieną.
Ketaus gamybai reikalingos medžiagos yra geležies rūda, kuras (koksas) ir srautas. Tokia tvarka jie pakraunami į aukštakrosnius, kur, slegdami savo masės, nugrimzta į krosnies dugną. Apatinėje krosnies dalyje yra skylės - firmos, per kurias tiekiamas šildomas oras, kad būtų palaikomas degimo procesas. Lydymo metu iš rūdos redukuojama geležis ir kiti elementai, o proceso metu gautas šlakas ir ketus išpilami per specialias skylutes - šlako ir ketaus sriegius.
Geležies pavertimo plienu procesas apima anglies ir priemaišų lygio mažinimą selektyvios oksidacijos būdu ir lydymo metu jų perkėlimą į šlaką. Norėdami tai padaryti, į išlydytą ketų įvedami ferolydiniai, kurių sudėtyje yra Al, Mn ir Si. Pliene jie sudaro mažai tirpius oksidus, kurie iš dalies plūduriuoja į šlaką.
Produktai
Juodosios metalurgijos gaminiai plačiai naudojami mechaninėje inžinerijoje, statybose, komunalinėse įmonėse, kariniame-pramoniniame komplekse ir žemės ūkyje.
Pagrindiniai juodosios metalurgijos produktai yra:
ketaus ir liejyklos;
ugniai atsparios medžiagos;
cheminiai produktai.
valcuotas metalas (lakštinis, profilinis, sekcinis);
baigta nuoma;
spalva
Spalvotoji metalurgija apima visų rūšių metalus, išskyrus turinčius geležies. Pati pramonė skirstoma į lengvųjų ir sunkiųjų metalų metalurgiją, kuri yra pagrįsta metalo savybėmis, tokiomis kaip tankis ir svoris. Visų tipų metalus, naudojamus spalvotojoje metalurgijoje, galima suskirstyti į:
plaučiai, įskaitant magnį, aliuminį, titaną;
sunkieji, į kuriuos įeina alavas, cinkas, švinas, nikelis, varis;
retųjų žemių metalai, tarp kurių yra erbis, terbis, samaris, prazeodimas, neodimis, lantanas, disprosis, ceris, itris;
dirbtiniai, į kuriuos įeina americis, technecis;
maži, kurių sudėtyje yra gyvsidabrio, kobalto, arseno, stibio, kadmio, bismuto;
išsibarstę, į kuriuos įeina selenas, germanis, talis, indis, galis, cirkonis;
legiravimo, įskaitant vanadį, niobį, tantalą, molibdeną, volframą;
kilnus, į kurį įeina platina, auksas, sidabras.
Palyginti su juoda spalvotoji metalurgija imlesnis energijai. Taip yra dėl mažo naudingųjų medžiagų kiekio spalvotuosiuose metaluose ir dėl to didelio atliekų kiekio, kurį reikia specialiai šalinti ir apdoroti cheminiais metodais.
Žaliavų gavyba ir jos sodrinimas
Spalvotieji metalai gaunami iš rūdos koncentrato, tai yra iš sodrintos rūdos. Sodrinimas suprantamas kaip rūdos atskyrimas į metalus ir mineralus, leidžiantis dirbtinai padidinti metalų kiekį žaliavose. Atskyrimui naudojamos tokios technologijos kaip smulkinimas, malimas, rūšiavimas ir apdorojimas dehidratuojant. Gavęs metalą iš rūdos, jis apdorojamas ir poliruojamas.
Po visų šių procesų metalas siunčiamas į cechus ar įmones, kur bus gaminami reikalingi gaminiai – staklės, vamzdžiai, mašinos ir kt.
Rafinavimas
Juoduosiuose metaluose yra įvairių priemaišų, turinčių įtakos metalų fizikinėms ir cheminėms savybėms, taip pat yra svarbių brangių elementų, tokių kaip auksas ar sidabras. Todėl vienas iš etapai metalo apdirbimas yra rafinavimas, tai yra valymas. Rafinavimas atliekamas trimis būdais:
elektrolitinis - naudojamas giluminiam spalvotųjų metalų valymui;
cheminė medžiaga, dar vadinama rafinavimu, naudojama giluminiam aukso valymui;
pirometalurginis – naudojamas didelio grynumo metalų gamyboje ir skirstomas į frakcinį, segregacinį, oksidacinį rafinavimą.
Lydinių priėmimas
Lydinys – tai medžiaga, susidedanti iš dviejų ar daugiau metalų ir nemetalų, tokių kaip anglis, fosforas, arsenas.
Lydiniai nėra pagaminti iš dviejų panašių metalų. Pavyzdžiui, cinkas ir švinas.
Vertingiausi lydiniai yra:
- ilgi gaminiai - šešiakampis, strypas, viela;
- skarda - juosta, juosta, lakštas.
bronza - vario ir alavo junginys;
žalvaris - vario ir cinko junginys;
duraliuminis - aliuminio, vario, geležies, silicio, magnio ir mangano junginys;
volframo karbidas - volframo junginys su anglimi ir kobaltu;
nichromas - nikelio, chromo ir geležies junginys;
alni yra nemagnetinio aliuminio, nikelio ir kobalto junginys.
Pramonės gaminiai
Žmogui, kuris nėra artimas metalurgijai, paminėjus spalvotuosius metalus pirmiausia iškyla auksas ir sidabras. Aukščiau buvo nagrinėjama visa spalvotosios metalurgijos įvairovė. Čia mes apsvarstysime produktus, kurie gaminami šioje srityje. Tai:
Be profilio, metalurgijos gamyklose ir kombainuose gaminami chemijos produktai - chloras, kalis, sieros rūgšties, elementinė siera, cinkas ir vario sulfatas.
Bazių tipai ir jų išdėstymo veiksniai
Prieš svarstant pagrindines metalurgijos bazes pasaulyje ir Rusijoje, verta trumpai apibūdinti bazių tipus ir jų išsidėstymo veiksnius.
IN metalurgijos pramonė Yra 3 tipų bazės.
Bazė, kuri veikia su savo rūda ir anglimi.
Bazė, kuri veikia arba su savo rūda ir importuota anglimi, arba su importuota rūda ir savo anglimis.
Veikia netoli anglies telkinių arba arti vartotojo.
Veiksniai, turintys įtakos vietai metalurgijos centrai, galima vadinti:
vartotojas, kuri apima artumą didelių mašinų gamybos kompleksai- pagrindiniai plieno vartotojai;
ekologiškas, kuri apima pasenusias įmones, naudojančias vieną iš „nešvariausių“ gamybos būdų - aukštakrosnių procesą;
transporto, kuri apima įmones, naudojančias importuotą rūdą ir anglį, nes jos yra toli nuo savo šaltinių;
kuro, kuri apima šalia anglies baseinų įsikūrusias įmones;
žaliava, kuri apima įmones, esančias netoli rūdos vietų.
Metalurgija pasaulyje
Pasaulio metalurgija sutelkta 98 pasaulio šalyse, iš kurių rūda kasama tik 50. Pirmauja penkios šalys – Kinija, Brazilija, Rusija, Australija ir Indija, kurios pasaulinei rinkai tiekia beveik 80 proc. Dauguma pasaulio rūdos atsargų yra vidutinės arba žemos kokybės medžiaga, kurią gamybos proceso metu reikia sodrinti. Rud Aukštos kokybės labai mažai pasaulyje. Pavyzdžiui, Rusijos, kaip vienos iš metalurgijos pramonės lyderių, atsargos sudaro tik 12% pasaulio atsargų.
Didžioji dalis rūdos išgaunama Kinijoje, o naudinga geležis – Rusijoje.
Pirmaujančios įmonės, reguliuojančios pasaulinį rūdos ir metalų kasybos ir gamybos procesą, yra Arcelor Mittal, Hebei Iron & Steel, Nippon Steel.
Arcelor Mittal yra bendrovė, susikūrusi susijungus Indijai ir Liuksemburgui. Jai priklauso įmonės 60 pasaulio šalių, įskaitant Rusijos Severstal-Resource ir Ukrainos Krivorozhstal.
„Hebei Iron & Steel Group“ yra dar viena įmonė, susikūrusi susijungus kelioms įmonėms. Bet tai ne privatu, o valstybės įmonė registruotas Kinijoje. Gamina unikalų gaminį – itin ploną šalto valcavimo lakštą ir plieno plokštes. Be kasybos ir gamybos, įmonė užsiima mokslinę veiklą ir investicijos.
Nippon Steel ir Sumitomo Metal Industries yra plieno gamybos lyderiai Japonijoje. Įmonės aukštakrosnės buvo įrengtos dar 1857 m.
Rusijos metalurgija
IN Rusijos ekonomika metalurgija užima antrą vietą po naftos ir dujų pramonės. Daugiau nei 2% dirbančių šalies piliečių dirba šioje srityje 1,5 tūkst. įmonių.
Rusijos Federacijoje yra trys pagrindinės juodosios metalurgijos bazės, kurių vieta paaiškinama rūdos šaltinių ir anglies baseinų artumu:
Uralas;
Sibiro;
Centrinis.
Seniausia ir didžiausia metalurgijos įmonė yra Uralas, kuriame gaminama pusė visų juodosios metalurgijos produktų Rusijoje. Uralo metalurgijos centrai yra Jekaterinburgas, Nižnij Tagilas, Čeliabinskas ir Magnitogorskas. Didžiausios įmonės yra Chusovoy metalurgijos gamykla ir Čeliabinsko metalurgijos gamykla.
Sibiro metalurgijos bazė yra jauniausia iš trijų ir statoma vietoj Uralo, kur metalo atsargos beveik išsekusios. Čia įsikūrusios tik dvi didelės metalurgijos gamyklos – Kuznecko ir Vakarų Sibiro.
Centrinė metalurgijos bazė yra Belgorodo ir Kursko regionuose. Didžiausia metalurgijos gamykla ir gamyklos yra Novolipetsko metalurgijos gamykla ir gamyklos Stary Oskol ir Tuloje.
93% produkcijos pagamina šeši pagrindiniai centrai metalurgija. Tai:
PAO Severstal;
UAB „Mechel“;
"Evraz";
UAB „Metalloinvest“;
OAO Novolipetsko geležies ir plieno gamykla;
OAO Magnitogorsko geležies ir plieno gamykla.
Metalurgija yra pramonė, kuri atlieka svarbų vaidmenį kiekvieno žmogaus gyvenime.
Jie daugiausia susiję su mineralų telkinių, būtinų metalurgijos procesui, geografija. Ekonominio pagrįstumo požiūriu metalurgijos gamyklos atsiranda šalia geležies rūdos telkinių. Tai yra bendra taisyklė.
Tačiau yra išimčių. Tai, kad šalia geležies rūdos telkinių nėra anglies baseinų ir galingų elektrinių, neleidžia statyti plieno gamykla tokioje srityje. Idealiomis sąlygomis laikoma visų veiksnių koncentracija vienoje vietoje: rūdos, anglies ir elektros buvimas.
Teritorijos pasirinkimas metalurgijos gamyklos statybai vaidina svarbų vaidmenį, nes aplink naują įmonę auga nauji miestai, vystosi infrastruktūra, didėja smulkaus verslo ūkinis aktyvumas. Dauguma metalurgijos gamyklų savo vietose vaidina miestą formuojantį vaidmenį.
Metalurgijos svarba ekonomikos vystymuisi
Rusija yra viena iš plieno gamybos lyderių pasaulyje. Metalurgijos pramonė Rusijos Federacija sudaro didelę šalies bendrojo vidaus produkto dalį. Pagal šį rodiklį jis nusileidžia tik naftos ir dujų sektoriui.
Plieno gaminių eksportas užtikrina stabilias užsienio valiutos pajamas Rusijos ekonomikai.
Metalurgijos kompleksas susideda iš juodųjų ir spalvotųjų metalų. Metalurgijos gamyklų gaminami produktai naudojami daugelyje ekonomikos sektorių. Juodoji metalurgija netiesiogiai kuria darbo vietas susijusiose pramonės šakose.
Žaliavų bazė
Vidaus metalurgija vystosi dėl daugybės mineralų, užpildančių valstybės vidurius.
Daugybė koksinės anglies telkinių visiškai atitinka metalurgų poreikius. Dauguma Uralo gamyklų dirba su anglimi, tiekiama iš Kuznecko anglies baseino (Kuzbaso).
Pagal geležies rūdos atsargas Rusijos Federacija dabar yra pirmoje vietoje pasaulyje. Jos teritorijoje yra apie 19% viso pasaulio šio mineralo atsargų. Dideli geležies rūdos telkiniai vadinami geležies rūdos baseinu. Didžiausi pavyzdžiai posovietinėje erdvėje yra:
- Krivoy Rog geležies rūdos baseinas;
- pietų Uralo geležies rūdos baseinas;
- Kursko magnetinė anomalija.
Geležies rūdos telkinių plėtra taip pat vykdoma požeminiais (kasyklos) metodais.
Anglies ar geležies kvarcito telkinių kūrimo tikslingumą lemia telkinių gylis, telkinio transportavimo prieinamumas, taip pat technologiniai parametrai.
Įvertinus veiksnius (ne tik žaliavas), turinčius įtakos metalurgijos gamyklų vietos pasirinkimui.
Metalurgijos įmonių vietos pasirinkimo kriterijai
Didžiausias ekonominis efektas pasiekiamas sutelkus įmones ir susijusias pramonės šakas vienoje teritorijoje. Tai leidžia plieno gamykloms žymiai sutaupyti transportavimo išlaidas.
Tai taip pat labai supaprastina gamybos valdymo organizavimą:
- Metalurgijos gamyklos dėl technologijos ypatumų reikalauja didelių kiekių vandens ištekliai. Tai lemia jų buvimo šalia vandens telkinių būtinybę.
- Taip pat svarbus aplinkos veiksnys. Prie gamtos apsaugos zonų negalima statyti metalurgijos gamyklų. Jų dizaine turėtų būti atsižvelgiama į kiekvienos konkrečios srities vėjo rožę.
- Elektrometalurgijos gamykloms veikti reikia daug elektros energijos ir metalo laužo. Tokios įmonės paprastai statomos šalia galingų hidroelektrinių.
Pramonės zonos, kuriose yra metalurgijos gamyklos, turi būti pakankamai nutolusios nuo gyvenamųjų rajonų. Šių veiksnių įtakoje projektavimo institutai kuria naujas metalurgijos įmones, kurios atitinka visus aplinkos apsaugos standartus.
Tarp daugelio juodosios metalurgijos išdėstymo veiksnių ypatingą vietą užima jos artumas arba atokumas nuo didelių upių ir jūrų uostų. Eksporto pristatymas tikslingiausias gabenant produkciją jūra, kuri yra pigiausia. Artumas prie upės sistemos yra vienas iš pagrindinių reikalavimų metalurgijos gamyklos statybai.
Juodoji metalurgija
Metalurgijos plėtros centrai Rusijoje
Dauguma Rusijos metalurgijos įmonių yra Urale. Šiame regione pagaminama iki pusės viso pagaminamo plieno kiekio. Pagrindiniai pramonės milžinai yra dislokuoti Magnitogorske, Čeliabinske ir Nižnij Tagile.
Europinėje Rusijos dalyje didelės gamyklos yra Lipecke, Čerepovece ir Stary Oskol. Pastarojoje, beje, yra vienintelė elektrometalurgijos gamykla Rusijoje.
Vakarų Sibiro regione metalurgijos gamybai atstovauja dvi didelės gamyklos Novokuznecke. Veiksnius, lemiančius metalurgijos vietą Sibire, lemia pigios Kuzbaso anglies buvimas šioje teritorijoje.
Metalurgijos įmonių išsidėstymo geografija yra gana plati. Pagrindinė taisyklė dėl trijų įvardytų metalurgijos centrų yra trauka žaliavų ir kuro šaltiniams.
Spalvotųjų metalų metalurgija turi savo ypatybes.
Kuo ši pramonės šaka skiriasi nuo juodosios metalurgijos pagal savo vietos veiksnius?
Įrenginių, skirtų spalvotųjų metalų gamybai, išdėstymas
Spalvotoji metalurgija yra labai įvairi. Jis skirstomas į šiuos porūšius:
- varis;
- švino-cinko;
- nikelio-kobalto;
- aliuminio;
- titanas-magnis;
- tauriųjų metalų gamyba.
Iš viso Rusijos pramonė gamina daugiau nei septyniasdešimt rūšių spalvotųjų metalų. Pusė Rusijos Federacijos spalvotosios metalurgijos įmonių yra aliuminis. Jie traukia į galingas hidroelektrines.
Išskirtinis spalvotųjų metalų lydymo įrenginių bruožas yra aukštas lygis aplinkos tarša dėl savo veiklos ir didelis proceso energijos intensyvumas.
Spalvotieji metalai išsiskiria savo telkinių įvairove. Spalvotųjų metalų telkinių geografija yra labai plati. „Pateikite pavyzdžių“, – sakys dauguma gyventojų. Tai ir kalnai, ir upės, ir dideli rūdos masyvai ant žemės ir po žeme. Smėliuose „gyvena“ auksas ir retieji žemių metalai. Žmonės gali atvežti kai kurių vario kasyklų pavyzdžius Urale, kur jis išgaunamas iš požeminio vandens.
Metalurginis spalvotųjų metalų gamybos procesas yra panašus į tą patį juodosios metalurgijos procesą, nors turi savo ypatybes. Spalvotųjų metalų gamybos technologinė grandinė yra tokia:
- rūdos gavyba ir sodrinimas;
- lydymas aukštos temperatūros krosnyse;
- gydymas slėgiu.
Spalvotosios metalurgijos objektų vietos pasirinkimo kriterijai
Geologinis veiksnys yra pagrindinis kriterijų, turinčių įtakos spalvotųjų metalų gamybos gamyklų išsidėstymui. Dėl mažos naudingojo komponento dalies spalvotųjų metalų rūdose jų transportavimas nėra ekonomiškai pagrįstas.
Tam reikia, kad šios pramonės gamyklos būtų išdėstytos kasybos vietose. Pavyzdžiui, nikelio gamyba yra griežtai lokalizuota.
Tokie veiksniai lemia tai, kad gamyba yra nepalankioje vietoje klimato sąlygos- poliariniame rate (Norilskas).
Spalvotųjų metalų telkinio plėtra dažnai yra susijusi su daugybe sunkumų. Prieiga prie naudingų mineralų dažnai yra apsaugota nuo atliekų skydo ir turi būti susprogdinta. Tokiai plėtrai reikia naudoti daug įrangos: ekskavatorių, konvejerių, elektrinių lokomotyvų.
Metalurgijos plėtros Rusijoje problemos ir perspektyvos
Dažna Rusijos metalurgijos komplekso problema yra modernizavimo ir techninės įrangos atnaujinimo poreikis.
Vidaus metalurgijos įmonės susiduria su užduotimi sumažinti savo gamybos energijos intensyvumą. Spartus metalurgijos augimas Kinijoje reikalauja, kad Rusijos gamintojai imtųsi veiksmingų sąnaudų mažinimo priemonių.
Sąnaudų mažinimas išlaikant gaminamų produktų kokybę yra vienintelis būdas būti konkurencingais gamintojais pasaulinėje plieno dalių rinkoje.
Įjungta metalurgija Tolimieji Rytai bus sukurta dėl geležies rūdos telkinių Aldano provincijoje ir koksinių anglių telkinių Jakutijoje. Viso ciklo metalurgijos įmonių statyba Tolimuosiuose Rytuose atsirado dėl būtinybės sumažinti metalo sąnaudas vietinėms mašinų gamybos įmonėms.
Geležinkelių pristatymas žymiai padidina valcuoto plieno kainą. Šis veiksnys vaidina neigiamą vaidmenį Tolimųjų Rytų metalams imlių įmonių konkurencingumui.
Data 9 klasė
Pamokos tema metalurgijos kompleksas, juodasis metalas.
Tikslai: Ištirti metalurgijos struktūrą ir reikšmę. Supažindinti su juodosios metalurgijos ypatumais ir metalurgijos problemomis. Pateikite sąvokų „kombainas“, „metalurgijos bazė“ apibrėžimus. Apibūdinkite metalurgijos pagrindus.
Įranga: Kortelė "Metalurgija", kolekcija "Juodųjų metalų metalurgija" (anglis, koksas, geležies rūda-magnetinė, raudona, ruda, ketaus, plieno).
Per užsiėmimus
II. Namų darbų tikrinimas
1) Darbas grupėse po 4 žmones. Mokiniai paeiliui atsako į namų darbų klausimus (žr. ankstesnę pamoką). Vienas mokinys atsako, trys iš grupės jo klauso. Mokiniai gali įvertinti draugo atsakymą ir pažymėti jį sąsiuvinyje. Mokytojas šiuo metu gali išklausyti 4 mokinių atsakymus ir pažymėti juos žurnale. 2-3 minutes atsakyti.
2) Išsiaiškinkite, kas pasirinko individualiai atliko užduotį (padirbę grupėje išklausykite atsakymus į rubrikų „Mano požiūris“, „Problema laukia tavo sprendimo“, „Mano žemė likimo valioje“ klausimus. Rusijos“).
Apklausa žodžiu:
Kokie yra hidroenergijos privalumai ir trūkumai?
Koks yra energetikos pramonės poveikis aplinkai?
Įvardykite „nešvariausias“ ir „švariausias“ jėgaines. Kaip galima sumažinti neigiamą šiluminių elektrinių, hidroelektrinių, atominių elektrinių poveikį aplinkai?
Pagal pav. 44, sąskaita. D., s. 129 nustatyti šalies sritis, kuriose švarios energijos gamyba yra perspektyviausia? (Vėjo panaudojimui perspektyviausios yra Arkties vandenyno jūrų pakrantės, kur vidutinis metinis vėjo greitis viršija 6 m/s; potvynių ir atoslūgių panaudojimui TPP – Barenco ir Baltųjų jūrų įlankos ( Mezenskaya įlanka), taip pat Ochotsko jūros - Penženskajos įlankos ir įlankos vakarinėje pajūrio pakrantėje; energijos gamyba saulės elektrinėse galima Šiaurės Kaukaze, Žemutinės Volgos regione, Altajuje, kur vertė visos saulės spinduliuotės yra daugiau nei 100 kcal / m2; terminiai vandenys (GeoPP) yra prieinami Vakarų Sibiras, Baikalo regione, Kamčiatkoje.)
Pagal pav. 43, sąskaita. D., s. 126 nustatyti didžiausių hidroenergijos išteklių atsargų plotus. Kuriose srityse elektros gamybos kaštai minimalūs, o kuriose – hidroelektrinių statyba perspektyviausia.
III. Naujos medžiagos mokymasis
Metalurgijos komplekse gaminama konstrukcinė medžiaga – metalas, kuris naudojamas staklių, staklių, daugelio gamyklų įrangos gamybai, geležinkelių tiesimui ir kt. Pagrindinis metalo vartotojas yra mechaninė inžinerija. Metalurgijos kompleksas susideda iš juodųjų ir spalvotųjų metalų. 90% pagaminamo metalo yra juodasis metalas – plienas.
Šiandien susipažinsime su juodąja metalurgija, laikydamiesi bendrasis planas pramonės tyrimas.
Planas lentoje:
1. Pramonės svarba nacionalinė ekonomika.
2. Pramonės sudėtis, struktūra (įmonių tipai, įmonių technologiniai ypatumai).
3. Metalurgijos ypatumai (gamybos koncentracija, derinimas, medžiagų suvartojimas).
4. Įmonių išsidėstymo veiksniai ir principai.
5. Rusijos ir didžiausių įmonių metalurgijos bazės, jų jungtys žaliavų ir kuro atžvilgiu.
6. Pramonės plėtros problemos ir perspektyvos.
Rusijos ekonomika šiandien negali vystytis be metalo. Be plieno neapsieina tokios pramonės šakos kaip automobilių, karinė gamyba, transportas (geležinkeliai), laivų statyba, statyba ir kt.
Juodosios metalurgijos gamybos technologinė grandinė yra tokia:
[blast parduotuvė| - [plieno dirbtuvė] - | valcavimo cechas]
Darbas su žemėlapiu:
Raskite atlaso žemėlapyje „Metalurgija“ arba paskyroje. A. s. 132, pav. 36, viso ciklo gamyklos. Kur jie yra? (Nižnij Tagilas, Magnitogorskas, Lipeckas, Čerepovecas, Novokuzneckas – daugiausia šalia rūdos telkinių Urale ir KMA regione.)
Didžioji dalis metalo gaminama metalurgijos gamyklose.
Rašymas sąsiuvinyje
Kombainas - tai įmonės, kurios, be metalurgijos gamybos, gamina ir kitų pramonės šakų, susijusių su pagrindinėmis technologiškai ir ekonomiškai, produkciją.
Kurios gamyklos nepriklauso metalurgijai? (Cemento ir statybinių medžiagų gamyba, azoto trąšų gamykla.)
Kodėl ši produkcija yra metalurgijos gamyklos dalis? (Jie dirba su pagrindinės gamybos atliekomis: azoto trąšų gamykla ant oro atskyrimo cecho šalutinių produktų, statybinių medžiagų gamykla naudoja aukštakrosnių ir plieno lydymo gamybos šlako atliekas.)
Kokia ekonominė derinio nauda? (Sumažėja transportavimas, o atliekos naudojamos naudingiems produktams gaminti.)
Kur statomos metalurgijos gamyklos? Metalurgijos įmonių išsidėstymui įtakos turi žaliavos, kuras, vartotojas, vanduo, transportas ir Aplinkos faktoriai.
1. Viso ciklo metalurgijos gamyklos yra šalia žaliavų ar kuro arba ant rūdos (žaliavų) ir kuro srautų.
2. Ribinės ir smulkiosios metalurgijos gamyklos yra orientuotos į metalo laužą (mašinų gamybos įmonių atliekas), todėl yra didieji miestai sutelkiant dėmesį į vartotoją.
3. Metalurgijos gamykla taip pat yra daug vandens suvartojanti įmonė, todėl ji statoma prie didelės upės, ežero ar tvenkinio.
4. Metalurgija yra „nešvari“ pramonė, todėl viename mieste negalima pastatyti kelių metalurgijos gamyklų. Neįmanoma viršyti „aplinkos lubų“, tai neigiamai paveiks gyventojų sveikatą.
5. Plieno gamykla negali dirbti be geležinkelis, kadangi žaliavų, kuro srautai yra labai didžiuliai.
Lydymo cechų, turinčių bendrą rūdos ar kuro bazę ir gaminančios šalies netauriuosius metalus, grupės vadinamos lydyklos baze. Rusijoje yra 3 pagrindinės metalurgijos bazės:
1. Uralas;
2. Centrinis;
3. Sibiro.
Savarankiškai išstudijuokite Rusijos metalurgijos pagrindus (studija D., p. 138-139; studija A., p. 132-134; atlaso „Metalurgija“ žemėlapis)1. Kokias žaliavas naudoja bazinės gamyklos (savo ar importuojamos)?
2. Kasamos rūdos kokybė.
3. Kuro rūšis (anglis).
4. didelių gamyklų bazės.
5. Bazinės problemos.
Mokiniai grupėse prie stalų gali aptarti vienos bazės parinktis ir aptarti darbo rezultatus klasėje.
I. Tvirtinimas
Kontūriniame žemėlapyje pažymėkite 3 pagrindus, nurodykite rūdos, anglies ir didelių metalurgijos gamyklų telkinius.
Naudojant atlaso „Metalurgija“, „Energetikos pramonė“, „ Kuro pramonė“, „Transportas“ nurodo perspektyvią viso ciklo metalurgijos gamyklos statybos sritį. (Tai gali būti Neryungri, Chulmano sritis.)
Pagal sąskaitą D.: §25-26, p. 139 klausimai 1-2, p. 135 klausimai 1-2.
Pagal sąskaitą A.: §30, p. 131-135 klausimai, p. 138 2-6 ir 10 klausimai.
Individuali užduotis (pagal A., p. 139) „Mano požiūris“.
ateities užduotis
Parengti ataskaitą apie naujas rūdos gavybos technologijas (individualiai).
