Введение………………………………………………………………… 2стр.

1.Структура металлургического комплекса………………………….4стр.

1.1.Основные металлургические базы России…………………......4стр.

1.2.Черная металлургия………………………………………………. 6стр.

1.3.Цветная металлургия…………………………………………….9стр.

2.Современное положение металлургического комплекса………...14стр.

2.1. Проблемы и перспективы развития металлургического комплекса…………………………………………………………………14стр.

2.2. Доля России в мировой металлургии…………………………..14стр.

2.3. Экологические проблемы металлургического комплекса…..17стр.

Заключение……………………………………………………………..19стр.

Список литературы……………………………………………………….20стр.

Введение.

Металлургический комплекс – это совокупность отраслей, охватывающий все стадии технологических процессов: от добычи и обогащения сырья до получения продукции в виде черных и цветных металлов и их сплавов. В его состав входят черная и цветная металлургия. 90% всех металлов, применяемых в современном производстве, - черные металлы, т.е. железо и сплавы, получаемые на его основе. Однако общая численность цветных металлов гораздо больше (их более 70 видов), они обладают более ценными свойствами. Цветная металлургия имеет огромное значение для отраслей, обеспечивающих развитие научно – технического процесса в народном хозяйстве.

Металлургический комплекс представляет собой взаимообусловленное сочетание следующих технологических процессов:

Добыча и подготовка сырья к переработке (добыча, обогащение, агломерирование, получение необходимых концентратов др.);

Металлургический предел – основной технологический процесс с получением чугуна, стали, проката черных и цветных металлов, труб и др.;

Производство сплавов;

Утилизация отходов основного производства и получение из них вторичных видов продукции.

В зависимости от сочетания этих технологических процессов выделяются следующие типы производств в металлургическом комплексе:

1) производство полного цикла, которые представлены, как правило, комбинатами, в которых одновременно действует все названные стадии технологического процесса;

2) производство неполного цикла – это предприятия, в котором осуществляется не все стадии технологического процесса, например, в черной металлургии производится только сталь или прокат, но отсутствует выпуск чугуна, или производиться только прокат. К неполному циклу относится также электротермия ферросплавов, электрометаллургия и др.

Предприятия неполного цикла, или «малой металлургии», называются предельными, представлены в виде отдельных подразделений по производству литейного чугуна, стали или проката в составе крупных машиностроительных предприятий страны.

На размещение металлургических комбинатов большое влияние оказывают:

Особенности использования сырья (руды);

Применяемый для получения металла вид энергии;

География сырьевых и энергетических источников;

Обеспеченность территории транспортными путями.

В размещении черной и цветной металлургии существуют некоторые различия. Руды цветных металлов имеют низкое содержание металла, поэтому цветная металлургия, особенно производство тяжелых металлов, ориентируется в основном на сырьевые базы. Для получения легких металлов требуется много электроэнергии и воды. Поэтому предприятия, выплавляющие их, как правило, сосредотачиваются вблизи крупных гидроэлектростанций.

В территориальной структуре народного хозяйства России металлургический комплекс имеет районо- и комплексообразующее значение. Современные предприятия металлургии по характеру внутренних технологических связей представляет собой металлургическо – энергохимические комбинаты.

Кроме основного производства в составе металлургических предприятий создаются производства на основе утилизации разного рода вторичных ресурсов, сырья и материалов (сернокислотное производство, тяжелый органический синтез по производству бензола, аммиака и другой химической продукции, производство строительных материалов – цемент, блочные изделия, а также фосфорных и азотных удобрений и т.п.).

1.Структура металлургического комплекса.

1.1. Металлургические базы Росси.

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

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, с Курской магнитной аномалии и Карелии. Развитие собственной железорудной базы было связано с освоением Качканарского месторождения титаномагнетитов(Свердловская область) и Байкальского месторождения сидеритов(Челябинская область), на которые приходится более половины запасов железных руд района. Крупнейшими предприятиями по их добыче является Качканарский горно-обогатительный комбинат (ГОК) и Байкальское рудоуправление. На Урале сформировались крупнейшие центры черной металлургии: Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Екатеринбург, Серов, Златоуст и др.

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

Центральная металлургическая база – район интенсивного развития дешевой добычей железных руд. Развитие черной металлургии базируется на использовании крупнейших месторождений железных руд КМА, а также металлургического лома и на привозных углях – донецком, печорском и кузнецком.

Центральная металлургическая база включает крупные предприятия полного металлургического цикла: Новолипецкий металлургический комбинат и Новотульский завод, металлургический завод «Свободный сокол» (Липецк), «Электросталь» под Москвой.

В зону влияния и территориальных связей Центра входит, и металлургия Севера европейской части России, на которую приходится более 5% запасов железных руд РФ и свыше 21% добычи железной руды. Здесь действуют достаточно крупные предприятия череповецкий металлургический комбинат, Оленегорский и Ковдорский горно-обогатительные комбинаты и т.д.

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. Основой формирования Сибирской металлургической базы являются железные руды Горной Шории, Хакасии, Ангаро – Илимского железорудного бассейна, а топливной базы - Кузнецкий каменноугольный бассейн. Современное производство представлено двумя крупными предприятиями: кузнецким металлургическим комбинатом и Западно-Сибирским заводом.

Железорудная база страны представлена следующими предприятиями. На северо-западе страны: ОАО « Оленегорский ГОК», ОАО «Ководворский ГОК» и ОАО «Карельский окатыш». Они полностью обеспечивают потребность ОАО «Северсталь» в железорудном сырье.

.

1.2.Черная металлургия.

Черная металлургия - одна из важнейших отрас­лей хозяйственного комплекса России, служит фунда­ментом для развития многих отраслей промышленнос­ти и в первую очередь машиностроения.

По производству черных металлов (годовая выплав­ка стали составляет примерно 50 млн. т, или 7% ее ми­рового производства) Россия занимает 4-е место в мире - после Китая (107 млн. т), Японии (105 млн. т) и США (около 100 млн. т) и 1-е - по их экспорту (около 25 млн. т, или более 10% мирового экспорта).

Черная металлургия России отличается сложностью состава, высоким уровнем концентрации и комбиниро­вания производства. Подавляющую часть (около 9/10) чугуна» стали и проката здесь дают крупные предприя­тия с полным технологическим циклом - металлурги­ческие комбинаты.

В составе металлургического комплекса страны есть также заводы, выпускающие только чугун и сталь или отдельно чугун, сталь и прокат (то есть предприятия передельной металлургии). Особую группу образуют предприятия малой металлургии), производство стали и проката на машиностроительных заводах) и предприя­тия с электрометаллургическим производством стали и ферросплавов.

Размещение предприятий полного цикла (чугун - сталь - прокат), передельной, малой металлургии и элект­рометаллургии определяется действием разных факторов.

На размещение предприятий черной металлургии пол­ного цикла решающую роль оказывают сырьевой и топ­ливно-энергетический фактор, т. е. обеспеченность сы­рьем (железная руда) и топливом (каменный уголь, кокс). Большое значение имеет также наличие водных ресурсов (для выплавки 1 т чугуна требуется до 30 куб. м оборотной воды).

В России в 1997 г. добыто 71 млн. т железной руды и произведено около 28 млн. т кокса.

По добыче железной руды лидирует Центрально-Чер­ноземный район (сосредоточивает более 30% общего объема ее добычи в стране), где находится КМ А с ее месторождениями и горно-обогатительными комбината­ми мирового значения. Далее следует Урал, Северный район, Восточная и Западная Сибирь. В производстве кокса первый - Западно-Сибирский район (Кузнецкий бассейн), затем - европейский Север (Печорский бас­сейн) и Дальний Восток (Южно-Якутский бассейн).

Во всех этих районах добычи железной руды и кок­сующегося угля возникли мощные (крупнейшие в стра­не) металлургические комбинаты - Новолипецкий (в Центрально-Черноземном), Череповецкий (в Север­ном), Магнитогорский, Нижнетагильский, Челябинский и Орско-Халиловский (на Урале), Западно-Сибирский и Кузнецкий (в Западной Сибири).

Предприятия передельной металлургии в основном ориентированы на районы и центры развитого машино­строения, располагающие крупными источниками вто­ричного сырья и одновременно являющиеся местами потребления готовой продукции (сталь, прокат). Они созданы на Северном Кавказе (Красный Сулен, Та­ганрог), в Поволжском (Волгоград, Набережные Чел­ны, Тольятти и др.), Волго-Вятском (Нижний Новго­род), Центральном {Москва, Электросталь), Северо-За­падном (Санкт - Петербург), Уральском (Екатеринбург, Ижевск и др.), Западно-Сибирском (Новосибирск), Во­сточно-Сибирском (Красноярск, Петровск - Забайкальский и др.) и Дальневосточном (Комсомольск – на - Аму­ре) районах, т. е. практически во всех экономических районах страны.Малая (цеховая) металлургия расположена непо­средственно на крупных машиностроительных заводах.

Электрометаллургия ферросплавов из-за высоких расходов электроэнергии (до 9 тыс. кВт-ч на 1 т метал­ла) получила развитие в районах, где производство де­шевой электроэнергии, сочетается с ресурсами легирую­щих металлов. (Челябинск на Урале и др.).Совокупность предприятий черной металлургии (всех типов), расположенных в одном или соседствующих рай­онах, вместе с их сырьевой и топливной базой образуют районы (базы) черной металлургии.

Сибирская база (Западно-Сибирский, Восточно-Си­бирский и Дальневосточный район). Сырьевой базой служат железные руды Горной Шории, Хакасии, Анга-ро-Илимского, Ангаро-Питского и Алданского бассей­нов. Топливная база - Кузбасс и Южно-Якутский бас­сейн. Работают крупные горно-обогатительные комби­наты - Коршуновский и Рудногорский в Иркутской области. Производство металла представлено Кузнецким и Западно-Сибирским металлургическими комбината­ми (оба находятся в Новокузнецке), передельными за­водами (Новосибирск, Гурьевск, Красноярск, Петровск - Забайкальский, Комсомольск – на - Амуре), заводами фер­росплавов (Новокузнецк).

Сибирская база - самая молодая из баз страны, на­ходится в процессе формирования. Перспективы ее раз­вития связаны со строительством металлургических за­водов в Восточной Сибири (Тайшет) и на Дальнем Вос­токе.

Новая металлургическая база начала формировать­ся и в Северном районе, а именно в г. Череповце, где находится один из крупнейших металлургических ком­бинатов в стране. Череповецкий металлургический ком­бинат использует железную руду Кольского полуост­рова (Ковдорский и Оленегорский ГОК) и Карелии (Костомукшский ГОК), коксующийся уголь Печорско­го бассейна. В Санкт - Петербурге имеется передельный завод.

Черная металлургия России испытывает дефицит в марганцевых рудах, крупные запасы и добыча которых сосредоточены в СНГ на Украине (Никопольское, Боль­шое Токмакское месторождения) и в Грузии (Чиатурское месторождение). Эти же страны Содружества вы­деляются и производством черных металлов, представ­ленным крупными комбинатами в Кривом Роге, Днеп­ропетровске, Днепродзержинске, Запорожье, Донецке, Мариуполе (на Украине) и в Рустави (Грузия), а также заводами ферросплавов в Запорожье (Украина) и Зестафони (Грузия).

1.3.Цветная металлургия.

Цветная металлургия России характеризуется слож­ностью структуры производства (выпускает около 70 раз­личных металлов), высокой обеспеченностью собствен­ными ресурсами. Характерна также экспортная направ­ленность отрасли. Особенно велика доля России в миро­вом производства и экспорте алюминия, никеля, меди, титана, олова, золота и алмазов. Высок уровень террито­риальной концентрации производства - большая часть объема продукции отрасли приходится на Уральский (медь, никель, алюминий, цинк и др.), Восточно-Сибир­ский (алюминий, медь, никель и др.), Дальневосточный (золото, олово, алмазы и др.) и Северный (медь, никель и др.) районы.

В размещении цветной металлургии особая роль при­надлежит сырьевому и топливно-энергетическому фак­торам. Влияние этих факторов неодинаково сказывает­ся на размещении разных отраслей цветной металлур­гии.

Медная промышленность в основном получила раз­витие в районах, располагающих крупными запасами медных руд, - Уральском, Восточно-Сибирском и Се­верном. Исключение - рафинирование меди, мало свя­занное с источниками сырья.

Медная промышленность Урала представлена добы­чей руд на Гайском и Блявинском (Оренбургская об­ласть), Красноуральском и Ревдинском (Свердловская область), Сибайском, Подольском и Юбилейном (Рес­публика Башкортостан) месторождениях; выплавкой черновой меди на Красноуральском, Кировоградском, Ревдинском (все в Свердловской области), Медногорском (Оренбургская область) и Карабашском (Челябин­ская область) заводах; рафинированием меди на Верхнепышминском (Свердловская область) и Кыштымском (Челябинская область) заводах. Металлургический пе­редел на Урале значительно превосходит добычу и обо­гащение медных руд. Поэтому используют не только местные, но и привозные концентраты (с Кольского полуострова, из Казахстана). Сырьем для медной про­мышленности могут служить и местные медно-никелевые и полиметаллические руды.

В Восточной Сибири на севере Читинской области близи ст. Чара осваивается уникальное по запасам (бо­лее 1,2 млрд. т руды) и качеству (до 17% меди в руде) Удоканское месторождение медных руд. Норильский горнометаллургический комбинат, расположенный на севере Красноярского края, использует медно-никелевые руды местных месторождений (Норильского, Талнахского и Октябрьского) и производит наряду с вы­плавкой меди никель, кобальт, платину и др. металлы.

В Северном районе на Кольском полуострове осуще­ствляется добыча и обогащение медно-никелевых руд. Завершают их металлургический передел комбинаты в Мончегорске и Никеле (Мурманская область).

Вне районов получения черновой меди, ориентиру­ясь на потребителя, расположились предприятия по ра­финированию меди в Москве, Санкт -Петербурге, Кольчугино (Владимирская область) и других городах.

Кроме России в СНГ по производству меди выделяют­ся Казахстан (Балхашский, Джезказганский и Иртышский медеплавильные комбинаты), Узбекистан (Алмалыкский комбинат), Армения (Алавердский комбинат).

Никель-кобальтовая промышленность из-за низко­го содержания металла в руде (0,3% никеля и 0,2% кобальта) также тесно связана с районами добычи сы­рья. Помимо вышеназванных мест добычи и центров переработки медно-никелевого сырья в Северном райо­не и в Восточной Сибири, никелевые руды добывают и перерабатывают на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж).

Свинцово-цинковая промышленность развита так­же в основном вблизи мест залегания и добычи сырья (полиметаллических руд) - во Владикавказе (Садонская группа месторождений полиметаллических руд в Северной Осетии на Северном Кавказе), в Белово (Салаирское месторождение в Кемеровской области в Запад­ной Сибири), Нерчинске (Нерчинские месторождения в Читинской области в Восточной Сибири), Дальнегорске (Дальнегорское месторождение в Приморском крае на Дальнем Востоке). На Урале - в Челябинске выплавка цинка основана на использовании не только местных цинковых концентратов (производят в Среднеуральске Свердловской области в результате комплексной пере­работки местных медных руд), но и привозных.

Алюминиевая промышленность представлена в Рос­сии всеми стадиями производства: добычей и обогаще­нием сырья, производством глинозема, выплавкой (из глинозема) металлического алюминия.

Сырьевую базу отрасли образуют бокситы и нефели­ны. Бокситы добывают в Северо-Западном (Бокситогорск), Северном (Северо-Онежское месторождение в Ар­хангельской области, Тиманское в Республике Коми) и Уральском (Северо-Уральское месторождение) районах; нефелины - в Северном районе на Кольском полуостро­ве (Хибинское месторождение), в Западной Сибири (Кия - Шалтырское месторождение) и Восточной Сибири (Горячегорск).

Производство глинозема находится на Урале (Краснотурьинск и Каменск - Уральский), Северо - Западе (Бокситогорск, Волхов и Пикалево), в Восточной Сибири (Ачинск), в Северном районе (Плесецк). Отечественное производство обеспечивает только около половины име­ющихся потребностей в глиноземе, остальное количе­ство глинозема экспортируется из стран ближнего (Ка­захстан, Азербайджан) и дальнего зарубежья (Югосла­вия, Венгрия, Греция, Венесуэла и др.).

Производство металлического алюминия расположе­но вблизи гидроэлектростанций (Волхов, Волгоград, Братск, Шелехов, Красноярск, Саяногорск), крупных тепловых электростанций (Новокузнецк в Западной Сибири), в местах добычи и переработки исходного сы­рья (Краснотурьинск и Каменск - Уральский, Кандалак­ша, Надвоицы).

Из общего объема производства алюминия в России (в 1997 г. составило 3 млн. т) почти 80% приходится на один Восточно-Сибирский район. В странах СНГ произ­водство металлического алюминия есть в Азербайджане (Сумгаит), Казахстане (Павлодар), на Украине (Запоро­жье).

Производство титана и магния осуществляется у источников сырья на Урале (Березниковский и Соли­камский титаномагниевые комбинаты в Пермской об­ласти).

Оловянная промышленность. Добыча и обогащение олова осуществляются в Восточной Сибири (Шерловая Гора в Читинской области) и на Дальнем Востоке (Де­путатское, Одинокое и др. в Якутии; Правоурминское, Соболиное и др. в Хабаровском крае и др. месторожде­ния).

Металлургический передел из-за высокой транспор­табельности обогащенной руды (в концентрате содер­жится до 70% олова) не связан с месторождениями руды, а ориентирован на районы потребления (Подольск, Санкт - Петербург) или размещается на пути следования концентратов (Новосибирск).

Золотодобывающая промышленность обеспечивает более 100 т золота в год, что составляет 7-8% мировой добычи. Больший объем добычи имеют только ЮАР, США, Канада и Австралия. Подавляющая часть (более 85%) добычи российского золота приходится на Даль­ний Восток (Республика Саха и Магаданская область) и Восточную Сибирь (Красноярский край, Иркутская и Читинская область). Небольшое количество золота дают Уральский, Западно-Сибирский и Северный районы.

Алмазодобывающая промышленность. Доля Рос­сии в мировом производстве ювелирных алмазов состав­ляет примерно 25%. Их добыча почти целиком скон­центрирована в Республике Саха (Якутия), где в бас­сейне р. Вилюй действует несколько крупных рудников («Юбилейный», «Удачный» и др.)- Весьма перспектив­ны Северный район (осваивается крупнейшее в Европе алмазное месторождение им. Ломоносова в Архангельс­кой области) и Восточная Сибирь (Красноярский край, Иркутская область).

2.Современное положение металлургического комплекса.

2.1. Проблемы и перспективы развития металогического комплекса.

С распадом СССР единая система взаимодействующих металлургических баз прекратила свое существование. Разрыв сложившихся связей по сырью сортименту металла привел к тому, что в ряде районов России, прежде всего в Сибири и на Дальнем Востоке, дефицит металла существенно возрос. Основной проблемой отечественной металлургии на сегодняшний день является техническое перевооружение. Ее решение требует замены старого мартеновского способа производства стали на новое – кислородно-конвертерный и электроплавильный. На основе их применения качество производственного металла резко улучшиться. Использование огромных запасов металлолома требует строительства новых типов металлургических предприятий. Они обслуживают небольшие территории, применяют современную технологию, позволяющую производить металл высокого качества при минимальных отрицательных воздействиях на окружающую среду. По данным статистики, ежегодно металлургическим комплексом выбрасывается в атмосферу до 10 млн.т вредных веществ, в том числе 80% всех выбросов составляет свинец. Особенно вредными считаются доменное и мартеновское производства, а также коксохимия.

2.2. Доля России в мировой металлургии.

В современных условиях международного разделения труда, одной из отраслей специализации России является национальная металлургическая промышленность. Продукция российской металлургии составляет значительную долю в мировом производстве и торговле металлами. В 2001 году в России было произведено 59 млн.т стали или 7% мирового выпуска (4 место в мире). При этом из общего объема производства проката черных металлов экспортировалось 55%, что составляет 26 млн.т или около 10% мировой торговли (1 место в мире). Доля России в мировом производстве шести основных видов цветных металлов (алюминий, никель, медь, цинк, свинец, олово) составляет около 8,5%. На экспорт поставляется около 80% от общего производства основных цветных металлов и 70% редких металлов. Таким образом, отечественная металлургия функционирует в общей системе мировых хозяйственных связей, и ее состояние в значительной степени зависит от тенденций развития мировой металлургии. Основным направлением развития международных экономических отношений на рубеже 20 и 21 веков стала глобализация экономики, которая в полной мере проявилась в металлургической промышленности. Международные хозяйственные связи превратились в инструмент перераспределения ресурсов и повышения эффективности производства в глобальном масштабе. Это привело к развитию следующих тенденций в мировой металлургии:

усилению роли крупных интегрированных компаний на мировых рынках;

обострению конкуренции на рынках продукции с высокой добавленной стоимостью и распространению применения национальных защитных мер во внешней торговле, активизации работ по снижению затрат производства металлопродукции, при этом наиболее затратные виды производств переносятся в страны, обладающие наиболее дешевыми природными и энергетическими ресурсами, рабочей силой, обеспечивающие минимальные налоговые и транспортные издержки.

Мировые тенденции определяют проблемы отечественной металлургии на внешних рынках. Российские предприятия вытесняются с рынков металлопродукции с высокой добавленной стоимостью с использованием различных тарифных и нетарифных ограничений. В экспорте черной металлургии сырье и полуфабрикаты (руда, лом, кокс, чугун, слитки, заготовки, слябы) составляют более 60%. В экспорте цветной металлургии 80% приходится на основные первичные металлы, и только 10% на продукцию более высоких переделов (прокат и другие металлоизделия). В результате действия этого фактора уровень загрузки мощностей по производству конечной металлопродукции (труб, проката) существенно ниже по сравнению с уровнем для металлопродукции более низких переделов (руда, чугун, заготовка и первичные металлы).
Вместе с тем, на рынках металлопродукции низких переделов российские предприятия испытывают усиливающиеся давление со стороны третьих стран (в первую очередь Китая, Индии, Бразилии и др.). Это вызвано тем, что обладая низкими затратами производства и высококачественной рудной базой, эти страны сумели привлечь значительные иностранные инвестиции для создания современной металлургической промышленности.
Таким образом, сегодня российская металлургическая промышленность функционирует в условиях глобальной конкуренции на мировом рынке. Поэтому важнейшим направлением государственной промышленной политики в отношении металлургии на современном этапе является создание таких общих условий для работы предприятий отрасли, которые бы соответствовали условиям развития металлургии в странах - крупнейших участниках мирового рынка металлов. В контексте этой задачи обеспечение конкурентоспособности металлургической промышленности России на мировом рынке предполагает реализацию ряда государственных мер в области налоговой, таможенной и тарифной политики, а также внешней торговли.
Второе важное направление государственной промышленной политики в отношении металлургии связано с осуществлением специальных мер, направленных на стимулирование прогрессивных структурных изменений в металлургической промышленности. В этих целях целесообразно реализовать меры по расширению внутреннего спроса на металлопродукцию, по активизации инновационной деятельности в металлургии, по реструктуризации предприятий и решению социальных проблем.

2.3. Экологические проблемы металлургического комплекса.

Одной из острейших проблем на современном этапе развития металлургического комплекса России являются рациональное природопользование и охрана окружающей среды. По уровню выбросов вредных веществ в атмосферу и водоёмы, образованию твёрдых отходов металлургия превосходит все сырьевые отрасли промышленности, создавая высокую экологическую опасность её производства и повышенную социальную напряжённость в районах действия металлургических предприятий.
Защита окружающей среды в отраслях металлургического комплекса требует огромных затрат. Иногда более целесообразным оказывается применение технологического процесса, менее загрязняющего окружающую среду, чем контроль (с огромными затратами) уровня загрязнённости при использовании традиционных технологий.
В настоящее время снижение социальной напряжённости в районах действия металлургических предприятий может быть обеспечено, прежде всего, снижением экологической опасности, внедрением экологически чистых технологий и созданием безотходных производств. Безотходная технологическая система – это сочетание организационно-технических мероприятий, технологических процессов и способов подготовки сырья и материалов, обеспечивающих комплексное использование сырья и энергии. Переход к малоотходной и безотходной технологии, совершенствование способов утилизации вредных веществ, комплексное использование природных ресурсов – основные направления ликвидации вредного влияния металлургического производства на состояние окружающей среды.
В обозримой перспективе должны произойти существенные изменения в техническом состоянии металлургического комплекса, в процессах природопользования, что позволит в значительной степени решить многие экологические проблемы. Только в цветной металлургии, например, к 2002 году ожидается снижение количества вредных загрязняющих выбросов на 12-15 % и на подавляющем большинстве предприятий будут достигнуты нормы предельно допустимых выбросов. Рост применения систем разработки с закладкой выработанного пространства в районах добычи сырья на 20%, предусмотренный Программой развития металлургии в России, позволит наряду с улучшением технических показателей при добыче руд обеспечить сохранность земной поверхности в горном отводе, значительно снизить расход материалов на крепление, в том числе очень дорогостоящих благородных металлов.
Огромнейшие резервы и возможности решения экологических проблем заключены в комплексности переработки сырья, в полном использовании полезных компонентов в его составе и месторождениях.

Заключение.

Главные базы цветной металлургии - Центральная (вокруг КМА), Уральская и Сибирская (на юге Западной Сибири).

Для руд тяжелых цветных металлов характерно низкое содержание металла в руде (для выплавки 1 т меди надо 100 т руды, 1 т олова - 300 т), т. е. главным фактором размещения является сырьевой. Легкие цветные металлы получают методом электролиза. Поэтому их производство очень энергоемко (для производства 1 т алюминия требуется 17 тыс. кВт. ч электроэнергии, а 1 т титана - до 60 тыс. кВт. ч).

Следовательно, главный фактор размещения этого производства - энергетический. Поэтому производство тяжелых цветных металлов размещается в районах добычи их руд (Урал, Норильск, Кольский полуостров), а производство легких металлов - у источников дешевой электроэнергии - у крупных ГЭС в Братске, Красноярске.

Важнейшие задачи, которые должны быть решены в отрасли - это освоение новых богатых месторождений меди в Забайкалье, более полное извлечение из руд всех полезных элементов, решение задач охраны природы на предприятиях отрасли.

В современных условиях важно повышение качества металла, увеличение ассортимента проката. Путь решения - создание мини-заводов с современными технологиями, использующих металлолом и не оказывающих сильного отрицательного воздействия на природу.

Список литературы.

1. Основы региональной экономики. /Бутов В. И., Игнатов В. Г., Кетова Н. П. – М., Ростов-на-Дону, 2000.

2. Экономическая география и регионалистика: Учебное пособие/Вавилова Е. В. - М.: Гардарики, 1999.
3. Региональная экономика: Учебное пособие/ Под ред. М. В. Степанова. - М.: ИНФРА-М, Изд-во Рос. экон. акад., 2001.

5. Экономическая география России: учебник / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина. - М.: ИНФРА-М, Российская экономическая академия, 1999.

6. Экономическая география России: Учебник / Под общей ред. акад. В.И. Видяпина, д. э. н., проф. М. В. Степанова. – М.: Инфра - М, Российская экономическая академия, 2000.

7. Экономическая география и регионалистика: учебное пособие/ И.А. Козьева, Э.Н. Кузьбожев.- М.: КНОРУС, 2005.

8. Экономическая география/В.П. Желтиков, Н.Г. Кузнецов, С.Г. Тяглов.Серия «Учебники и учебные пособия». Ростов н /Д: Феникс, 2001.

9. Основы региональной экономики: учеб. пособие / А.В. Андреев, Л.М. Борисова, Э.В. Плучевская. - 2-е изд., стереотип. - М.: Кнорус, 2009.

10. Региональная экономика: основы теории и методы исследования: учеб. пособие / В.В. Курнышев. - М.: Кнорус, 2010.

Слово «металлургия» свои истоки берет из древнегреческого языка, там «μεταλλουργέω» означает в буквальном смысле «добывать руду» или «обрабатывать металлы». Это некая область науки и техники, которая описывает процессы получения металла из руд или различных материалов. Кроме этого, в процессе обработки изменяется химический состав веществ их структура и свойства. Сегодня этими словами называют отрасль промышленности, но раньше это было искусство по извлечению металла из руды.

Современное понятие металлургии обширное, к ней можно отнести:

Производство металлов на основе (руды) и других материалов;
производство сплавов;
горячая и холодная обработка металлов;
сварка;
область науки, которая занимается изучением физических и химических свойств металлов и сплавов;
производство оборудования и машин для металлургической промышленности.

Коксохимическая промышленность и производство являются отраслями металлургии.

Виды металлургии

Изначально металлургия, по сырьевому признаку, делится на: черную и . К первому виду относят железо и его сплавы, сюда входит: добыча черной руды, обогащение, производство и прокат , и .
Ко второму виду относят, соответственно, цветные металлы: их добычу, обогащение руд, производство металлов и сплавов. Цветные металлы бывают тяжелые (Cu, Zn, Pb, Ni, Sn) и легкие (Al, Ti, Mg).

Кроме сырьевого признака, металлургию можно разделить по технологическому процессу:

1. Пирометаллургия - это такие процессы как обжиг или плавка, которые протекают при высоких температурах. К подвиду подобной металлургии относят плазменную.
2. Гидрометаллургия – абсолютно противоположный процесс, при котором из руд извлекают металл с помощью воды или химических реактивов на ее основе, такой процесс называется «выщелачивание».

Научный прогресс не стоит на месте, в мировой практике в металлургии применяют даже микроорганизмы, биотехнологии. К таким процессам можно отнести: биовыщелачивание, биоокисление и другие. На сегодня таким способом извлекают некоторые цветные металлы (Cu, Au, Zn, Ni, U). Однако, наиболее важным применением биотехнологий является процесс очищения сточных вод на производстве.

Производство металлов и их потребление

Области применения

Немногие ценные металлы содержатся в земной коре в достаточном количестве. Например: Al – 8,9 %, Fe – 4,65 %, Mg – 2,1 %, Ti – 0,63 %. Можно заметить, что чем благороднее металл, тем его меньше содержится в природе.
Потребность и производство металлов с каждым годом растет. Если рассматривать период 20-ти прошедших лет, можно заметить, что потребление (около 0,8 млрд. тонн) и металлофонд (восемь млрд. тон) увеличились.

Конструкции из металла стали наиболее популярными, сферы потребления расширились потому, что данный материал обладает хорошими свойствами, а производство экономически выгодно. 72 – 74 % ВНП многих государств составляет производство, основанное на применение черных и цветных металлов.

750 млн. тонн из 800 млн. тонн, что соответствует 90 % ежегодного потребления металлов, приходится на сталь. Значительно меньше потребляется – 3 %, – 1,5 %, - около 5,5 тонн, - около 4,5 тонн.
США, Великобритания, Франция, Италия производят и потребляют львиную долю всех металлов.

Различные металлы обладают индивидуальным набором физических свойств, характерных только им. Благодаря таким свойствам, как твердость, плотность, электропроводность, температура плавления, внешний вид и другие, область их применения достаточно широка.

Высокой твердостью и прочностью обладает железо, в строительной сфере это незаменимые и ценные показатели.
Из алюминия легко сковать нужную вещь, он отлично проводит тепло и при низкой температуре сохраняет высокую прочность. Поэтому его широко применяют для производства посуды, фольги, даже в самолетостроении.
Пластичная медь обладает хорошей электропроводностью, в связи с этим из нее изготавливают электрические кабеля и применяют в энергетическом машиностроении.
Такой дорогой материал, как золото и серебро обладает хорошей тягучестью, вязкостью и инертностью, что помимо ювелирного дела, позволяет применять его при изготовлении неокисляемых электрических соединений.

Применение сплавов

Металлы редко применяют в чистом виде, чаще всего используют сплавы, которые обладают лучшими показателями и характерными свойствами. В производстве популярными являются следующие сплавы: , алюминиевые, железные, медные, магниевые, цинковые. Если необходимо использовать дешевый материал, с высоким показателем прочности, то применяют углеродистую сталь.

Кардинально отличается от предшествующих выше способов производства – порошковая металлурги. Основная идея заключается в том, что металл используют в виде порошка, размер частиц 0,1 – 0,5 мкм. Частицы черных металлов спрессовывают между собой, и после этого спекают. Таким образом, образуется плотная однородная масса.

Цветная металлургия

Для цветной металлургии характерны разнообразные способы производства. Основных два:

1. Пирометаллургический, он более распространенный в получении многих металлов. Проводится он за счет плавки металлов, восстановительной или окислительной. В данном процессе источник тепла – сера, которая содержится в самой руде. Ее же используют и как химический реактив.
2. Гидрометаллургический, основан на процессе выщелачивания, путем перевода их в растворимые соединения.
Кроме этих двух видов, применяют электролитические процессы. За основу берут водные растворы или расплавленные среды.

Реже применяется металлотермический процесс. В ходе данного способа используют другие металлы, которые в большей степени схожи с кислородом, и на их основе восстанавливают необходимый металл. Существует и ряд других способов, но они не столь распространены: химико-термические, цианирование, хлорид-возгонка.

Как производят медь

Существует 2 способа получения меди, ее получают из руды и концентратов:

1. Гидрометаллургический, малораспространенный способ. В исключительных случаях его применяют, например, если требуется переработать окисленные или самородные руды. Недостатком этого метода является отсутствие возможности попутно извлекать драгоценные металлы.
2. Пирометаллургический, наоборот, делает эту операцию доступной, поэтому его применение более целесообразно. 85-90 % меди производят именно этим способом, получая медь из сульфидной руды. Это довольно сложный процесс, он включает в себя несколько стадий. Основными являются следующие: подготовительный этап, плавка или выплавка медного штейна, получение черной меди за счет конвертирования штейна, рафинирование, производство металла. в первоначальный подготовительный этап входит: обогащение и если требуется обжиг металла. Рафинирование проходит в 2 этапа, первый – огневой, второй – электролитический.

Электролизные ванны на норвежском алюминиевом заводе в городе Мушёэн компании Алкоа

Алюминиевая промышленность

Электролитическим способом получает алюминий, есть и другие способы, но на сегодня он является более современным.

Состоит из двух этапов:

1. Получают глинозем (Аl 2 O 3), основным сырьем является ,
2. Получают жидкий алюминий. Полученный на первом этапе глинозем путем электролиза выдает в результате – жидкий алюминий.

В мире глинозем на основании способа Байера, получают из бокситов. Байер – австрийский инженер, работал в России. Кроме этого способа, есть и другой способ – получение глинозема из бокситов и нефелинов, то есть способ спекания. Это щелочные методы, за счет которых выделяют . Дальше растворяют его в электролите и путем электролиза получают алюминий. Электролит состоит из нескольких компонентов, основной – криолит. В идеале Na 3 AlF 6 (3NaF AlF 3) в соотношение с NaF: AlF 3 равно 3:1. На электроэнергии можно сэкономить, так как для данного процесса достаточно соотношения 2,6-2,8:1. Для получения такой пропорции, к криолиту добавляется алюминий. Можно также понизить температуру плавления, достаточно в электролит добавлять в небольших количествах CaF 2 , MgF 2 и NaCl. Для промышленного электролита основные компоненты должны быть следующими: Na 3 AlF 6 - 75-90 %; AlF 3 - 5-12 %; MgF 2 - 2-5 %; CaF 2 - 2-4 %; Al 2 O 3 - 2-10 %. При несоблюдении данного соотношения меняются свойства электролита, например, Аl 2 О 3 повысили на более 10 %, сразу же увеличится тугоплавкость. Если снизить содержание ниже 1,3 %, то автоматически режим электролиза нарушается.

Когда из электронной ванны извлекается алюминий, то его называют алюминием-сырцом. Такой элемент содержит в себе металлические и неметаллические примеси, газы. К последним относят: водород, азот, серный и прочие газы. Металлический состав алюминием-сырцом состоит из: Fe, Si, Cu, Zn и прочее. Глинозем, частички футеровок, электролиты, при увлечении их частиц механически, будут относиться к неметаллическим смесям. Могут подвергнуть алюминий и хлорированию, это необходимо для очистки. Очищать металл необходимо от газов Na, Ca, Mg, примесей.

После всех процедур алюминий заливается в электрические печи, которые так же выполняют функцию миксера. Возможно помещение в , алюминий отстаивается 30-45 минут. После данной процедуры, произойдет полная очистка металла от газовых, неметаллических составляющих. Разлитый в разные ванны алюминий соединяют. После этого его разольют на конвейер, получится чушка. На некоторых производствах стоят установки непрерывного литья, тогда алюминий сливают в слитки и получают прокатки. Чистота подобного алюминия выше 99,8 %.

Какими способами производят другие цветные металлы

К другим цветным металлам можно отнести: свинца, олова, цинка, вольфрама и молибдена. Для их производства используют некоторые вышеуказанные способы и методы производства. В целом суть процесса сохраняется, различны реагенты и агрегаты, существуют особенности производства.

Металлургическое производ­ство - это область науки, техники и от­расль промышленности, охватывающая различные процессы получения металлов из руд или других материалов, а также процессы, способствующие улучшению свойств металлов и сплавов.

Введение в расплав в определенных количествах ле­гирующих элементов позволяет изменять состав и структуру сплавов, улучшать их механические свойства, получать задан­ные физико-химические свойства.

Оно включает -

шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;

горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды, подго­тавливая их к плавке;

коксохимические заводы, где осуществляют подготовку уг­лей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов;

энерге­тические цехи для получения сжатого воз­духа (для дутья доменных печей), кисло­рода, очистки металлургических газов;

доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов или цехи для производства железорудных металлизованных окаты­шей;

заводы для производства ферроспла­вов; сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали;

прокатные цехи, в которых слитки стали перерабатывают в сортовой прокат: балки, рельсы, прутки, проволоку, лист.

Основная продукция черной металлур­гии:

чугуны

передельный, используемый для передела на сталь,

литейный - для производства фасонных чугунных отливок на машиностроительных заводах;

железо­рудные металлизованные окатыши для выплавки стали;

ферросплавы (сплавы железа с повышенным содержанием Мп, Si, V, Ti и т.д.) для выплавки легирован­ных сталей;

стальные слитки для произ­водства сортового проката, листа, труб и т.д.;

стальные слитки для изготовления крупных кованых валов, роторов турбин, дисков и т.д., называемые кузнечными слитками.

Продукция цветной металлургии:

слитки цветных металлов для производст­ва сортового проката (уголка, полосы, прутков);

слитки (чушки) цветных метал­лов для изготовления отливок на машино­строительных заводах;

лигатуры - сплавы цветных металлов с легирующими элемен­тами, необходимые для производства слож­ных легированных сплавов для отливок;

слитки чистых и особо чистых металлов для приборостроения, электронной техники и других отраслей машиностроения.

2. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют руду, флю­сы, топливо и огнеупорные материалы.

Промышленная руда - это природ­ное минеральное образование, содержащее какой-либо металл или несколько ме­таллов в концентрациях, при которых эко­номически целесообразно их извлечение. Руда состоит из рудного минерала , содер­жащего один ценный элемент (например, железо, марганец) или несколько ценных металлов -комплексные руды (полиметал­лические), например, медно-никелевые руды, железомарганцевые, хромоникелевые и др. Кроме рудных минералов в со­став руды входит пустая порода - минера­ лы , которые отделяются от рудных мине­ралов при обогащении или переходят в шлаки при плавке.

В зависимости от содержания добывае­мого металла руды бывают богатые и бед­ ные. Перед использованием руды обогаща­ют , т.е. удаляют из руды часть пустой поро­ды. В результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла. Использование концентрата улуч­шает технико-экономические показатели работы металлургических печей.

Флюсы - это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования шла­ ков - легкоплавких соединений с пустой породой руды или концентратом и золой топлива.

Обычно шлак имеет меньшую плот­ность, чем металл, поэтому он располага­ется в печи над металлом и может быть удален в процессе плавки. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым , если в его составе от­ношение основных оксидов (CaO, MgO и др.) к кислотным оксидам (SiO 2 , Р 2 О 5) не более 1,5, и основным, если это отноше­ние составляет 2,15 ... 4.

Топливо - это горючие вещества, ос­новной составной частью которых являет­ ся углерод , которые применяются с целью получения при их сжигании тепловой энергии. В металлургических печах ис­ пользуют кокс, природный газ, мазут, до­ менный (колошниковый) газ.

Кокс получают на коксохимических заводах в коксовых печах сухой перегон­кой при температуре > 1000 °С (без доступа воздуха) каменного угля коксующихся сортов. В коксе содержится 80 ... 88 % углерода, 8 ... 12 % золы, 2 ... 5 % влаги, 0,5 ... 0,8 % серы, 0,02 ... 0,2 % фосфора и 0,7 ... 2 % летучих продуктов. Для домен­ной плавки кокс должен содержать мини­мальное количество серы и золы. Куски кокса должны иметь размеры 25 ... 60 мм. Кокс должен обладать достаточной проч­ностью, чтобы не разрушаться под дейст­вием шихтовых материалов.

Природный газ содержит 90 ... 98 % углеводородов (СН 4 и С 2 Н 6) и 1 % азота. Мазут содержит 84 ... 88 % углерода, 10 ... 12 % водорода, небольшое количество серы и кислорода. Кроме того, используют доменный или колошниковый газ - по­бочный продукт доменного процесса.

Огнеупорные материалы - это мате­риалы и изделия преимущественно на ос­нове минерального сырья, обладающие огнеупорностью не ниже 1580 °С . Их применяют для изготовления внутреннего облицовочного слоя (футеровки) метал­лургических печей и ковшей для расплав­ленного металла. гне­упорность материала - это способность противостоять, не расплавляясь, воздейст­вию высоких температур. По химическим свойствам огнеупорные материалы разде­ ляют на

кислые, (динасовые, кварцеглинистые), Материалы, содержащие большое ко­личество кремнезема SiO 2., на­пример кварцевый песок (95 % SiO 2), динасовый кирпич, огнеупорность которых до 1700 °С

основные, содержащие ос­новные оксиды (CaO, MgO), - основными (магнезитовый кирпич и металлургиче­ский порошок, магнезитохромитовый кирпич, огнеупорность которого более 2000 °С).

нейтральные.(шамотный кирпич --А1 2 Оз, )

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

К металлургии примыкает разработка, произ-во, эксплуатация машин, аппаратуры, агрегатов, используемых в метал-лургич. пром-сти.

Для изучения закономерностей процессов концентриро-вания, извлечения, получения, рафинирования и легирования металлов , а также процессов, связанных с изменением состава, структуры и св-в сплавов и материалов, полуфабрикатов и изделий из них в металлургии используют физ., хим., физ.-хим. и мат. методы исследования.

М еталлургия подразделяют на черную и цветную. Черная металлургия охватывает произ-во чугуна, стали и ферросплавов (см. Железа сплавы). С металлургией тесно связаны коксохимия , произ-во огнеупорных материалов . К черной металлургии относят также произ-во проката, стальных, чугунных и др. изделий (на долю черных металлов приходится ~ 95% всей производимой в мире металлопродукции). В 70-е гг. определилась тенденция замены черных металлов сплавами алюминия и титана , а также композиционными, полимерными, керамич. материалами, что вместе с высоким качеством выпускаемых металлов и низкой металлоемкостью продукции в промыш-ленно развитых капиталистич. странах привело к снижению объема произ-ва черных металлов в этих странах (табл. 1).

Табл.1.-ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ И ЧУГУНА В РЯДЕ СТРАН, МЛН.Т

* Данные за 1985. ** Данные за 1982.

Напр., в СССР в 1988 потребление стали и стеклопластиков составило соотв. 160 и 6 млн. т, в то время как в США-100 и 28 млн. т.

Цветная металлургия включает произ-во и обработку цветных и редких металлов и их сплавов . Попутно пром-сть цветной металлургии производит разл. хим. соед., материалы, минер. удобрения и др. Металлургии, процессы применяют также для произ-ва полупроводниковых материалов (Si, Ge, Se, Те, As, Р и др.), радиоактивных металлов . Современная металлургия охватывает процессы получения мн. элементов периодич. системы (кроме газообразных). Объемы произ-ва (1987) нек-рых цветных металлов (тыс. т): США-Аl 3200, Сu 1560, Zn 260, Pb 330 (металл в добытой руде); Япония-Аl 41, Сu 980, Zn 666, Pb 268; ФРГ-Аl 737,7, Сu 421,2 (1986), Zn 370,9 (1986), Pb 366,6 (1986).

Совр. металлургич. произ-во включает след. технол. операции: подготовку и обогащение руд ; гидрометаллургич. (см. Гидрометаллургия), пирометаллургич. (см. Пирометаллургия , Металлотермия), электротермич. и электролитич. процессы извлечения и рафинирования металлов ; получение изделий спеканием порошков (см. Порошковая металлургия , Спекание); хим. и физ. методы рафинирования металлов ; плавку и разливку металлов и сплавов ; обработку металлов давлением (прокат, штамповка и т.д.); термич., термомех., химико-термич. и др. виды обработки металлов для придания им требуемых св-в и др.; процессы нанесения защитных и упрочняющих покрытий (на металлы и металлов на изделия).

В обогатит. технологии наиб. распространение получили флотац., гравитац., магн. и электростатич. методы обогащения (см. Обогащение полезных ископаемых , Флотация). Флотац. процессы применяют для обогащения более чем 90% руд цветных и редких металлов . Полученные после обогащения концентраты подвергают сушке , усреднению состава, смешению и окускованию (агломерация, окатывание, брикетирование), для того чтобы повысить их реакц. способность и производительность их послед. передела.

В результате пирометаллургич. процессов (включают окисление , восстановление и др.) происходит концентриро-вание металла и удаление примесей в образующиеся фазы (парогазовая фаза, металлич. и шлаковые расплавы , штейн и твердые в-ва). После разделения фазы направляются на переработку для дальнейшего извлечения ценных составляющих. Для интенсификации металлургич. процессов (в конвертерах и автоклавах) вводят газообразные О 2 , Сl 2 и др. окислители . В качестве восстановителей применяют С, СО, Н 2 и активные металлы . Распространенные восстановит. процессы-доменная плавка, выплавка вторичной Сu, Sn и Pb в шахтных печах , произ-во ферросплавов и титанового шлака в рудовосстановит. электропечах, магнийтер-мич. восстановление TiCl 4 с получением металлич. Ti. Окислит. рафинирование получило развитие в мартеновском и конвертерном произ-вах стали, при получении анодной Сu и в технологии Pb. Для извлечения и рафинирования металлов нашли применение технол. процессы с использованием хлоридов , иодидов и карбонилов металлов , а также дистилляция , ректификация , вакуумная сепарация и сублимация и др. Получили развитие внепечные методы рафинирования стали, процессы в вакууме и среде Аr в технологии высокореакционноспособных металлов (Ti, Zr, Nb и др.).

Произ-во изделий с особыми св-вами и высоким качеством осуществляют методами порошковой металлургии , что позволяет достигать более высоких технико-экономич. показателей по сравнению с традиц. способами. Для получения высокочистых металлов и полупроводниковых материалов применяют зонную плавку , выращивание монокристаллов вытягиванием из расплавов и др. способы. Осн. направление техн. прогресса в области получения отливок из расплавл. металлов и сплавов-это переход к непрерывной разливке стали и сплавов и к совмещению процессов литья и обработки металлов давлением (бесслитковая прокатка Аl, Сu, Zn и др.).

Обработка металлов давлением , кузнечно-штамповочное произ-во и прессование - важнейшие технол. процессы на металлургич. и машиностроит. предприятиях. Прокатка-осн. способ обработки металлов и сплавов . Она осуществляется на прокатных станах - мощных высокоавтоматизир. агрегатах производительностью неск. млн. т проката в год. Прокаткой производят листовой и сортовой металл , биметаллы, трубы, гнутые и периодич. профили и др. виды изделий. Проволоку получают волочением.

Термич. обработка включает закалку, отжиг и отпуск металлов . Кроме обработки готовых деталей на машиностроит. предприятиях, термообработке подвергают мн. виды продукции на металлургич. заводах - стальные рельсы (объемная закалка или закалка головки), толстые листы и арматурные стали, тонкие листы из трансформаторной стали и др. Большое значение в металлургии имеют процессы химико-термической обработки и нанесение на металл разл. защитных покрытий, напр. оцинкование, лужение (см. Гальванотехника), нанесение пластмасс и др.

Современная металлургия характеризуется значит. выбросами в окружающую среду (табл. 2,3), в СССР-также незначит. применением непрерывной разливки стали, низким возвратом металлов на повторное использование, низким комплексным использованием сырья и абс. преобладанием в балансе металлов сталей (95%).

Табл. 2.-ВЫБРОСЫ (Т/СУТ НА 1 МЛН. ВЫПЛАВЛЯЕМОЙ СТАЛИ В ГОД) В АТМОСФЕРУ ОСНОВНЫХ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ В СССР

В СССР в 50-е гг. впервые в мире был разработан метод непрерывной разливки стали, резко снижающий потери металла в процессе произ-ва. В 1986 этим способом разливали в СССР 14% выплавляемой стали, в Японии-92,7, ФРГ-84,6, Юж. Корее-71,19, США-53,4%. Мн. страны, в т. ч. Япония, ФРГ и др., полностью отказались от экологически вредного мартеновского произ-ва стали; осн. методы получения стали в капиталистич. странах - кислородно-конвертерный и электросталеплавильный. В СССР значит. кол-ва стали производят мартеновским способом.

В СССР в 1986 произведено 161 млн. т стали, из них получено готового проката 112 млн. т; т. обр., потери металла составляют 49 млн. т (30,4%). В США те же потери составляют 18,4%, ФРГ-9,4%, Юж. Корее-1%. Возврат (%) металлов на повторное использование (рециркуляция металлов) оценивается в среднем в мире: Аl 11,7, Сu 40,9, Аu 15,9, Fe 27,9, Pb 40, Hg 20,6, Ni 19,1, Ag 47,2, Sn 20,4, Zn 27.

Осн. пути развития и совершенствования металлургии-комплексное использование сырья, снижение расхода сырья, энергозатрат и металлоемкости на единицу металлопродукции, обеспечение прироста проката черных металлов без увеличения их произ-ва, создание экологически чистых технол. процессов.

Сведение кол-ва отходов к минимуму (безотходные производства)не м. б. осуществлено в пределах только металлургич. отраслей, а требует межотраслевой кооперации (замкнутое произ-во) и новой концепции организации произ-ва-"процессы к сырью" (т.е. в места богатые разд полезными ископаемыми и др. прир. ресурсами) в отличие от применяемой ныне в СССР практики - "сырье к процессам". Впервые экологии, концепция организации про-из-ва была высказана академиком А. Е. Ферсманом в 1932. Переход к такому произ-ву (процессы к сырью) позволит повысить комплексное использование сырья и отходов произ-ва (воспроизводство сырья), обеспечить рециркуляцию металлов , создавать металлич. материалы с учетом ресурсосбережения и распространенности металлов в природе, организовать замкнутые технол. (химико-металлур-гич.) комплексы в регионах с большой концентрацией месторождений различной технологической ориентации (напр., Кольский п-ов, Норильский регион). В пределах замкнутого производства м. б. решены задачи обеспечения производства сырьем, конструкционными материалами и обеспечена защита

Искусство металлургии

На самом деле научное значение металлургии сформировалось гораздо раньше, чем экономическое. Металлургией изначально называлось искусство извлечения металлов из руд, и только в наши дни металлургия стала самостоятельной индустрией и отраслью народного хозяйства.

Металлургия — наука о промышленной добыче металлов. Еще в XVI веке ученый и врач Георг Агрикола (настоящее имя — Георг Бауэр) заложил основы современной науки, написав «12 книг о металлах». В них, в частности, говорится о том, что главной задачей металлургии является плавление добытой руды «с пользой для дела». Это значит, что посредством различных процессов нужно отделять от руды шлаки и получать из нее чистые металлы.

В отрывке из трудов Агриколы сказано: «Подвергая руду нагреванию, обжигу и прокаливанию, удаляют этим часть веществ, примешанных к металлу. Много отнимается примесей при дроблении руды в ступах, еще более при промывке, грохочении и сортировке. Однако этим путем еще нельзя отделить всё, что скрывает металл от глаз. Плавка необходима, так как только посредством ее горные породы и затвердевшие соки отделяются от металлов, которые приобретают свойственный им цвет, очищаются и становятся во многих отношениях полезны человеку».

Действительно, плавка — этот физико-химический процесс сегодня называется пирометаллургическим — и в наши дни является частью металлургии, однако это не единственный метод и не единственная возможная технология добычи металлов. На пирометаллургических процессах базируется получение самых крупных по объему производства металлургических продуктов — чугуна и стали, также выплавляется ряд других ценных металлов и сплавов. Однако в конце XIX века появилась и еще одна получившая распространение технология — гидрометаллургия.

В общем случае считается, что гидрометаллургические процессы необходимы для добычи редких, рассеянных, особо ценных металлов, но такой принцип действует не всегда. К примеру, даже медь довольно часто добывают с помощью гидрометаллургии.

Пирометаллургические процессы основаны на химических реакциях обжига. При этом обжиг может быть окислительным (так появляется сталь), восстановительным, сульфатизирующим (так появляются медь, свинец, цинк) и т. д. Процессы гидрометаллургии — выщелачивание и осаждение металлов из растворов, экстракция, сорбция металлов. Так, скажем, с помощью серной кислоты выщелачивают медь, цинк, уран, с помощью соды — молибден, вольфрам.

Несмотря на то что гидрометаллургия — более поздняя по времени возникновения технология, пирометаллургический и гидрометаллургический процессы не стоит противопоставлять. Они нередко сопутствуют или предшествуют друг другу (гидрометаллургические процессы — пирометаллургическим). После того как металлы получены тем или иным путем, они проходят стадии очистки (рафинирования) и термической обработки с целью улучшения их физико-химических свойств, чаще всего прочности.

Особыми видами металлургических процессов сегодня также являются электрометаллургия, порошковая металлургия и металлотермия. К примеру, порошковая металлургия основана на применении порошков металлов. Их частицы очень маленькие — размером от 0,1 мкм до 0,5 мм; их сначала спрессовывают, а затем спекают. Также во многих странах происходит изучение и внедрение различных новейших металлургических технологий, например биовыщелачивания, биоокисления, биосорбции, биоосаждения, очистки растворов.

История металлургии

Следы развития металлургии находят в различных культурах и цивилизациях в различные времена, вплоть до 7-6-го тысячелетий до нашей эры.

Первые свидетельства того, что человек добывал металлы, были обнаружены археологами на территориях нынешней Сербии, Болгарии, Испании, Великобритании. Ученые находили там, в частности, медные топоры. Позже люди научились добывать не только медь, но и олово из горной породы, и в 3500-х годах до нашей эры наступил так называемый бронзовый век. Вслед за медью люди стали использовать и железо. Считается, что технология добычи этого металла была изобретена народом хеттов (индоевропейский народ Малой Азии) примерно в 1200 году до нашей эры, и это стало началом железного века.

Впоследствии появлялись всё новые технологии: из железа и других металлов и примесей изготавливали различные орудия для войны и сельского хозяйства, использовались металлы и в строительстве городов. В связи с этим повсеместно развивалась и металлургическая индустрия — от восточных кочевников, которым было известно искусство кузнечного ремесла, и жителей Китая, которые научились получать жидкий чугун, до Индии, где из металлов создавались колонны, на которых до сих пор нет ни толики ржавчины, и древних римлян, занимавшихся горной добычей и ковкой. При этом считается, что основателями металлургии как промышленности являются китайцы, так как многие методы, устройства и технологии этой науки были придуманы именно в Древнем Китае, а потом европейцы освоили это ремесло, изобретя доменные печи, чугун, сталь и др.

Современная история развития металлургии в России начинается со строительства на Урале первых металлургических заводов в начале XVIII века и создания горнозаводских округов, включавших не только заводы, но и рудники, прииски, леса, каменоломни, вспомогательное производство.

Индустрия металлургии

Сегодня к металлургии относятся:

— производство металлов;

— получение сплавов;

— обработка металлов;

— сварка;

— нанесение покрытий из металлов;

— материаловедение, или изучение физико-химических свойств металлов и сплавов.

Смежные с металлургией отрасли — разработка, производство и эксплуатация машин, аппаратов, оборудования, используемых в металлургии. Также с металлургией тесно связано производство огнеупорных материалов, коксохимия и др.

Металлургия подразделяется на черную и цветную. Это связано с тем, что металлы принято делить на черные (железо и сплавы) и все остальные. Нетрудно догадаться, что черная металлургия включает в себя добычу руд черных металлов, производство чугуна, стали, ферросплавов, прокат черных металлов, стальных, чугунных и других изделий. К цветной металлургии относят производство тяжелых цветных (медь, свинец, цинк, олово, никель) и легких цветных (алюминий, титан, магний) металлов.

Образование металлургов

Для добычи разных видов металлов предприятия используют разные методы и технологии, и они постоянно развиваются и совершенствуются, как и в других отраслях промышленности. Большинство процессов автоматизируется, применяется ИТ-моделирование и анализ. Это не может не отражаться и на процессе обучения специалистов металлургической индустрии, причем не только в профильных вузах, но и непосредственно на производстве. Нередко крупные металлургические предприятия разрабатывают и внедряют подобные образовательные программы.