что относится к черной и цветной металлургии

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.

Источник

Металлургия в России: обзор черной и цветной металлургической промышленности

Металлургия является одной из важнейших отраслей народного хозяйства, в которой Россия традиционно занимает одно из ведущих мест в мире.

История

История металлургического производства на территории нашей страны насчитывает пять тысячелетий. Именно такой возраст насчитывают первые бронзовые предметы, найденные в Европейской части России. Ближе к началу V века нашей эры у славянских племён начинают появляться железные ножи, топоры, плуги, серпы и другие предметы труда и обихода.

Основой металлургии Московского государства вплоть до XVII века был лимонит, так называемое «болотное железо». Разведанных запасов, залегающих на глубине несколько сот метров под землёй, тогда не было, а болота располагались повсеместно. Так же, как и лес, играющий в те времена роль металлургического топлива.

Центрами производства железа того времени были города:

Тем не менее, значительное количество металла закупалось в Швеции и Германии. А добыча и производство цветных металлов до XVII века практически отсутствовала (небольшие медные источники на Печоре и в Олонецком крае не удовлетворяли потребности страны).

Коренным образом ситуация изменилась при Петре Первом, решившим отдать разведку, добычу и переработку руд в частные руки. Хотя первые попытки создания отечественной металлургии Иваном III и Иваном IVГрозным предпринимались и ранее. В этой связи следует упомянуть голландца Виниуса и целую плеяду известных русских промышленников:

Во многом благодаря им возникли Тульские доменные и железоделательные заводы, открылись предприятия на Урале. С развитием металлургического производства, Россия не только избавилась от импорта, но и сама стала крупнейшим производителем, а также экспортёром железа и чугуна.

О чём свидетельствуют следующие показатели:

В начале и середине XIXвеке темпы роста российской металлургии значительно снизились, что объясняется: установлением государственной собственности на крупнейшие предприятия, и как следствие: нежеланием обновлять и совершенствовать оборудование, устанавливать новые капиталистические отношения.

Производство чугуна и стали на территории Российской Империи в XIX– начале XX веках

Крупные политические события начала XXвека привели к ликвидации добывающей отрасли и остановке предприятий металлургии. Однако, к началу Второй Мировой войны, СССР сумел не только восстановить, но и значительно приумножить, а также модернизировать отрасль. Внутриполитические и общемировые экономические проблемы конца XX – начала XXI столетия существенно повлияли на производство металла. Тем не менее, и сегодня Российская Федерация удерживает высокие показатели, оставаясь одним из крупнейших мировых экспортёров данного вида продукции.

Роль в экономике

Металлургия всегда являлась основой экономики, так как без её продукции невозможна работа таких отраслей, как машиностроение, сельское хозяйство, строительство, транспорт, энергетики. Также велика роль этой отрасли в формировании оборонного комплекса, освоении космического пространства и создании условий для развития самых передовых технологий. В конечном счёте,именно текущее состояние металлургического комплекса отражает уровень научно-технического потенциала страны и определяет развитие всех отраслей народного хозяйства.

Только на его основе возможно осуществление новых «прорывных» технологий, способных вывести нашу страну на самые передовые рубежи мировой экономики. Потому что именно здесь сегодня создаётся абсолютное большинство материалов, наделённых особыми физико-химическими свойствами без которых невозможно материальное осуществление любых достижений прогресса.

Чёрная металлургия

Одна из основных отраслей, обеспечивающих тяжёлое машиностроение и ряд других министерств:

Чёрная металлургия обеспечивает до 10% промышленного производства страны, при занятости в 385,6 тыс. человек. При этом она является одной из крупнейших составляющих притока иностранной валюты. Так в 2019 году экспорт чёрных металлов принёс в бюджет страны 10,1 млрд. долл.

Особенности производства

Чёрные металлы – это железо, марганец, хром. Ископаемые руды этих металлов богаты содержанием нужного компонента и могут разрабатываться открытым и шахтным способом. Сам процессполучения конечного продукта включает ряд последовательных этапов:

Непосредственно технологический цикл состоит из таких производств, как:

Предприятия

Крупнейшие предприятия чёрной металлургии:

Цветная металлургия

Отрасль, занимающаяся добычей и производством цветных металлов и их сплавов, в том числе: лёгких, тяжёлых, драгоценных, редких, тугоплавких. По сравнению с чёрной металлургией, её объёмы производства в 20 раз меньше, хотя доля в ВВП равняется 7,8%, что отражается и в количестве персонала, составляющего 193 тыс. человек.

Однако в плане экспорта цветная металлургия значительно опережает чёрную. В 2019 году отрасль поставила на международный рынок:

Особенности производства

К цветным металлам относятся все металлы, кроме железа и его сплавов. Технология их производства представляет определённую последовательность, в которую входят:

Отличительными особенностями производства в цветной металлургии выступают:

Вполне логично, что такие специфические особенности потребовали создания многопрофильных объединений, подчас сочетающих в себе химию, металлургию и энергетику.

Предприятия

Лидерами цветной металлургии сегодня являются:

Основные принципы размещения

В силу своей специфики, металлургические предприятия следует размещать в непосредственной близости:

Немаловажную роль при этом играет развитая транспортная инфраструктура. Производства в обязательном порядке должны быть в той или иной степени обеспечены: железнодорожным, автомобильным транспортом, трубопроводами подачи воды и топлива, а также линиями электропередачи.

Конкурентоспособность отрасли

Формирование конкурентоспособности металлургического комплекса происходит в условиях сложившихся товарно-денежных отношений на международном рынке и внутри страны. Соответственно, на её показатели оказывают существенное влияние следующие факторы:

Проведённые исследования показывают что отрасль, одной из первых в стране ставшая:

В целом достигла высокого уровня конкурентоспособности.

Хотя отдельные показатели: расход электроэнергии на единицу продукции (на 20-30% больше, чем в Германии и США); трудозатраты (выше, чем в Германии, США и Японии в 2,5 раза) остаются на очень низком уровне. Что требует дальнейшей работы по обновлению производственных мощностей и оптимизации структуры.

Перспективы развития

Основные перспективы развития российской металлургии открываются за счёт решения двух основных проблем:

Все эти направления нашли своё отражение в стратегиях развития металлургического производства на 2014-2020 годы и на перспективу до 2030 года.

Источник

География

План урока:

На сегодняшнее время важные позиции в тяжелой промышленности РФ отводятся черной металлургии. Именно черные металлы держат первенство и являются главным сырьем для изготовления различных металлических конструкций и изделий. Данная сфера промышленности имеет важное значение для экономики любой страны, ведь из добытого сырья производится чугун, различные виды и сорта стали,металлопрокат. Данная отрасль включает обогащение и добычу рудных материалов, добычу сырья нерудного происхождения, установку огнеупоров.

Черная металлургия

Черная металлургия является важной отраслью промышленностью, специализируется на производстве черных металлов. Широкий спектр продукции используется в различных сферах деятельности. По изготовлению стали и металлопроката (основные виды металлургической продукции) Россия занимает 5 место. Размеры производства черной, а также цветной металлургии во всем мире постоянно увеличиваются. Это обусловлено тем, что спрос на продукцию стремительно повышается.

Компании, которые работают в отрасли черной металлургии, классифицируются на несколько категорий:

Районов производства черной металлургии несколько. Каждый из них имеет свои особенности. В каждом из этих регионов располагаются предприятия, которые специализируются на добыче, переработке сырья и производстве черных металлов.

Объемы и особенности производства

Общий объем производства составляет около 9,8 %. Черная металлургия включает в себя более 1,5 тыс. организаций и предприятий.С каждым годом динамика экспорта продукции возрастает.Металлургические комбинаты традиционно размещаются на относительно небольшом расстоянии от тех мест, где залегает железная руда.

Объемы производства продукции черной металлургии довольно большие. В России расположено более 34 предприятия. Самыми крупными являются такие комбинаты:

Особенности производства черной металлургии:

Несмотря на эти трудности, отрасль развивается, ведь спрос на металлическую продукцию не снижается. В России производится металл, который не только используется в пределах страны, но и уходит на экспорт.

Факторы размещения

Заводы располагаются либо в непосредственной близости от источников сырья. Главными факторами размещения предприятий черной металлургии считаются такие:

Большинство производственных площадок локализируются в Московской области.Ферросплавы изготавливаются в специальных печах либо на заводах электротермическим способом.

Горно-обогатительные компании локализируются вблизи источников залегания сырья. Коксогазовые предприятия работают, находясь в составе металлургических концернов полного цикла. Предприятия полного цикла базируются там, где есть топливные и сырьевые ресурсы, а также источники электрической энергии.

География металлургии чёрных металлов

Рассмотрим особенности географии отраслей черной металлургии в России и районы развития. Наша страна хорошо снабжена сырьём для черной металлургии,вот только на территории размещение залежей неравномерное.

Доминирующим изготовителем стали и чугуна считается Уральская металлургическая база, которая функционирует с XVIII века.

Влияние чёрной металлургии на окружающую среду

К основным веществам,которые поступают в воздух и загрязняют его, относятся продукты, образующиеся в процессе сжигания топлива. Также негативно влияют и выбросы оксида железа. Выделение пыли образуется вследствие выполнения погрузки и разгрузки, а также при приготовлении шихты. Газообразование и пылевыделение происходят при производстве металлопроката и обжиге известняка.

Тенденции и стратегии развития черной металлургии заставляют задуматься. Влияние этой отрасли на окружающую среду колоссальное. Нужно разрабатывать эффективные меры защиты экологии, внедрять технологии, которые бы снизили пагубное воздействие на природу.

Перспективы развития отрасли

Спрос на металлическую продукцию не снижается. Металл сегодня применяется в разных отраслях человеческой деятельности. Сырьё и готовый металлопрокат используются не только в пределах РФ, но и поставляются в другие страны. Отрасль будет развиваться. Уже сейчас технологические процессы, связанные с добычей и переработкой сырья, модернизируются.

Чтобы максимально точно оценить ситуацию рынка на 2020 год и последующие два года, специалисты выдвинули три прогнозных сценария.

По мнению экспертов, при таких обстоятельствах большое преимущество получат крупные холдинги, которые имеют определенный запас прочности и широкий спектр выпускаемой продукции.

Цветная металлургия

Металлы, в составе которых не преобладает железо, принято называть цветными. В эту категорию относятся различные сплавы с содержанием никеля, магния, алюминия и пр. Отрасль промышленности, которая включает добычу и обработку цветных металлов и их сплавов, именуется цветной металлургией. По размерам производства она входит в десятку самых крупных сфер экономики в стране.

Цветные металлы классифицируются на такие разновидности:

Факторы, влияющие на размещение предприятий цветной металлургии: близость к источникам залегания сырья, климатические условия в регионе, возможности для развития.

Объем и особенности производства

Объём производства продукции цветной металлургии повышается из года в год.Промышленность активно развивается, появляются новые технологии и методы обработки.В России производится около 40% никеля и 20%алюминия. В среднем 70% металлов идет на экспорт. Поэтому данная отрасль играет немаловажную роль в экономике России. Главной особенностью цветной металлургии является дороговизна получения и переработки сырья.

Металлопрокат или прокат – это продукция, изготовленная из металла, подвергается специальной обработке, в ходе которой приобретает нужные свойства.

Основной объем транспортных поставок осуществляется в страны дальнего зарубежья (90-95%).По количеству металлопродукции, которая производится в стране, цветная металлургия явно уступает черной, но цена цветных металлов намного выше. Положительный результат от развития цветной металлургии будет, если производственные предприятия будут находиться вблизи недорогих источников энергоресурсов.

Факторы размещения

Энергетический фактор учитывается при производстве легких цветных металлов. При их изготовлении используется большое количество электроэнергии. Зачастую предприятия цветной металлургии располагаются недалеко от гидроэлектростанций, которые вырабатывают доступную по цене электроэнергию.

При определении мест расположения производственных площадок должен учитываться и сырьевой фактор. Экологический фактор, несмотря на повышенный уровень опасности предприятий, к сожалению, практически не учитывается. Воздействие цветной металлургии на окружающую среду – это важная проблема, к решению которой нужно подходить комплексно.

География металлургии цветных металлов

Металлургия цветных металлов развивается не только в нашей стране. Самые богатые запасы цветных руд располагаются в Чили, Индии, Перу, Венесуэле. Чтобы повысить эффективность разработок,предприятия из разных стран сотрудничают друг с другом. Главную роль в цветной металлургии играет алюминиевая промышленность. В зоне возле экватора сосредоточена значительная часть руды этого металла. Но успешное развитие этой отрасли возможно только в тех странах, где есть источники доступной по цене энергии. Центры развития цветной металлургии:

В этих странах есть достаточно водоёмов, на которых стоят мощные, производительные ГЭС.

В таких странах, как Франция, Венгрия, Австрия, которые имеют дорогую энергию и где распространенным видом промышленности является именно выплавка алюминия, производство этого металла постепенно уменьшается.

Влияние цветной металлургии на окружающую среду

Ежегодно около 3000 тонн вредных веществ выбрасывается в атмосферу. Источниками вредных выбросов на производствах являются разнообразные виды печей (для выплавки, обжига, индукционные и т.д.), открытые складские помещения и сушильные аппараты.

Ежегодно в цветной металлургии используется около 1200 млн. тонн свежей воды. Сточные воды загрязняются минеральными веществами, фотореагентами, которые вмещают в себе токсины.

Самыми мощными источниками загрязнения являются крупные комбинаты цветной металлургии, так как у них преобладает открытый способ добычи сырья и из-за этого страдает почва.

Перспективы развития отрасли

Темп увеличения спроса на металлопродукцию будет оцениваться не менее 3% в год (ссылаясь на первый вариант) и не менее 5% в год (ссылаясь не второй вариант). Напишите про эти варианты

В 2030 году рассматривается воплощение в жизнь крупных проектов, среди которых модернизация заводов, освоение новых мест залегания медных руд, сооружение цинковых заводов.

С давних времен и до сегодняшних дней металл является основным конструкционным материалом. В последнее время, благодаря НТР, удельный вес металла снижен во многих производствах. Но все же он играет немаловажную роль в развитии экономики любой страны.

Источник