מטאלורגיה היא תעשיות מתכות, ארגונים ומיקומן

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

להיסטוריה של האנושות יש יותר מאלף שנים. לאורך כל תקופת קיומו של הגזע שלנו חלה התקדמות טכנולוגית מתמדת, תפקיד חשוב בו מילאה יכולתו של אדם לטפל במתכת, ליצור ולכרייה. לכן, זה די הגיוני שמטלורגיה היא משהו שבלעדיו אי אפשר לדמיין את החיים שלנו, את הביצוע הרגיל של מטלות העבודה ועוד הרבה יותר.

הגדרה

קודם כל, כדאי להבין איך מבחינה מדעית, מנקודת מבט טכנית, הם קוראים לתחום הייצור המודרני.

לכן, מטלורגיה היא ענף של מדע, טכנולוגיה, המכסה את תהליך השגת מתכות שונות מעפרות או חומרים אחרים, כמו גם את כל התהליכים הקשורים לשינוי ההרכב הכימי, התכונות והמבנה של סגסוגות.

Structure

היום, מתכות היא התעשייה החזקה ביותר. בנוסף, היא מושג רחב הכולל:

• ייצור ישיר של מתכות.
• עיבוד מוצרי מתכת כמו בחם או קר.
• Welding.
• החל ציפויי מתכת שונים.
• מדור המדע - מדעי החומרים. כיוון זה במחקר התיאורטי של תהליכים פיסיקליים וכימיים מתמקד בידע על התנהגותם של מתכות, סגסוגות ותרכובות בין-מתכתיות.

זנים

יש שני ענפים עיקריים של מטלורגיה בכל העולם - ברזל ולא ברזל. הדרגה זו התפתחה באופן היסטורי.

מתכות ברזל היא עיבוד של ברזל וכל הסגסוגות שבהן הוא קיים. כמו כן, תעשייה זו כוללת מיצוי מבטן האדמה והעשרה לאחר מכן של עפרות מתכות ברזליות, ייצור יציקות פלדה וברזל, גלגול בילט, ייצור סגסוגות ברזל.

מתכות לא ברזליות כוללת עבודה עם עפרות מכל מתכת מלבד ברזל. אגב, מתכות לא ברזליות מחולקות על תנאי לשתי קבוצות גדולות:

- Heavy (ניקל, פח, עופרת, נחושת).

- קל משקל (טיטניום, מגנזיום, אלומיניום).

פתרונות מדעיים

ללא ספק, מטלורגיה היא פעילות הדורשת הכנסת טכנולוגיות חדשניות. בהקשר זה, מדינות רבות על הפלנטה שלנו עורכות באופן פעיל מחקר, שמטרתו לחקור ולהוציא לפועל מגוון רחב של מיקרואורגניזמים שיסייעו לפתור, למשל, נושא אקטואלי כמו טיפול בשפכים, שהוא מרכיב חובה בייצור מתכות. בנוסף, תהליכים כגון חמצון ביולוגי, משקעים, ספיגה ואחרים.

הפרדת תהליכים

צמחים מתכתיים יכולים להיות מסווגים לשתי קבוצות עיקריות:

- פירומטלורגיה, שבה תהליכים מתרחשים בטמפרטורות גבוהות מאוד (התכה, שריפה);

- הידרומטלורגיה, שהיא הפקת מתכות מעפרות באמצעות מים ותמיסות מימיות אחרות באמצעות ריאגנטים כימיים.

עקרון בחירת אתר לבניית מפעל מתכות

כדי להבין על סמך אילו מסקנות מתקבלת החלטה על הקמת מיזם במקום מסוים, כדאי לשקול את הגורמים העיקריים למיקום המטלורגיה.

במיוחד, אם השאלה נוגעת למיקומו של מפעל מתכות לא ברזליות, אז קריטריונים כגון:

• זמינות משאבי אנרגיה. הייצור הקשור לעיבוד מתכות קלות לא ברזליות דורש כמות עצומה של אנרגיה חשמלית. לכן, מפעלים כאלה נבנים קרוב ככל האפשר לתחנות כוח הידרואלקטריות.
• כמות נדרשת של חומרי גלם. כמובן, ככל שמרבצי העפרות קרובים יותר, כך טוב יותר, בהתאמה.
• גורם סביבתי. לרוע המזל, לא ניתן לסווג את מדינות המרחב הפוסט-סובייטי בקטגוריה שבה מפעלי מטלורגיה ידידותיים לסביבה.

לכן, מיקום המטלורגיה הוא הנושא הקשה ביותר, שיש לתת לפתרון שלו את תשומת הלב הטובה ביותר תוך התחשבות בכל מיני דרישות וניואנסים.

ליצירת התמונה המפורטת ביותרבתיאור עיבוד מתכות, חשוב להצביע על תחומי המפתח של ייצור זה.

מפעלי מתכות ברזל כוללים כמה מה שנקרא הפצה מחדש. ביניהם: סינטר, ייצור פלדה, גלגול. הבה נשקול כל אחד מהם ביתר פירוט.

הפקת דומיין

בשלב זה הברזל משתחרר ישירות מהעפרה. זה קורה בכבשן פיצוץ ובטמפרטורות מעל 1000 מעלות צלזיוס. כך ממיסים ברזל. תכונותיו יהיו תלויות ישירות במהלך תהליך ההיתוך. על ידי התאמת ההתכה של העפרה, ניתן בסופו של דבר להשיג אחד משני סוגים של ברזל חזיר: ברזל חזיר (המשמש מאוחר יותר לייצור פלדה) ויציקה (יצוקים ממנו יציקות ברזל).

ייצור פלדה

שילוב ברזל עם פחמן ובמידת הצורך עם אלמנטים סגסוגים שונים, התוצאה היא פלדה. יש מספיק שיטות להתכה שלו. נשים לב במיוחד לממיר החמצן וההתכת האלקטרו, שהם המודרניים והפרודוקטיביים ביותר.

המסת הממיר מאופיינת בארעיות שלו ובפלדה שנוצרה עם ההרכב הכימי הנדרש. התהליך מבוסס על ניפוח מתכת נוזלית עם חמצן דרך רומח, וכתוצאה מכך מתחמצן הברזל החזיר והופך לפלדה.

ייצור פלדה חשמלית היא השיטה היעילה ביותר. הודות לשימוש בתנורי קשת ניתן להתיך את דרגות הפלדה הסגסוגת האיכותית ביותר. ביחידות כאלה, חימוםהמתכת הנטענת לתוכם מתרחשת מהר מאוד, בעוד שניתן להוסיף את הכמות הנדרשת של אלמנטים מתגזרים. בנוסף, לפלדה המתקבלת בשיטה זו יש תכולה נמוכה של תכלילים לא מתכתיים, גופרית וזרחן.

דופינג

תהליך זה מורכב משינוי הרכב הפלדה על ידי הכנסת ריכוזים מחושבים של יסודות עזר לתוכה כדי להקנות לה תכונות מסוימות לאחר מכן. בין רכיבי הסגסוג הנפוצים ביותר בשימוש הם: מנגן, טיטניום, קובלט, טונגסטן, אלומיניום.

השכרה

למפעלים מתכות רבים יש קבוצה של חנויות מתגלגלות. הם מייצרים גם מוצרים מוגמרים למחצה וגם מוצרים מוגמרים לחלוטין. מהות התהליך טמונה במעבר מתכת במרווח בין גלילי הגלגול המסתובב בכיוונים מנוגדים. יתר על כן, נקודת המפתח היא שהמרחק בין הגלילים צריך להיות פחות מעובי חומר העבודה שעבר. בשל כך, המתכת נמשכת לתוך הלומן, נעה ובסופו של דבר מתעוותת לפרמטרים שצוינו.

לאחר כל מעבר, הרווח בין הלחמניות קטן יותר. נקודה חשובה - לעתים קרובות המתכת לא מספיק רקיעה במצב קר. ולכן, לעיבוד, הוא מחומם מראש לטמפרטורה הנדרשת.

צריכת חומרי גלם משניים

בתנאים מודרניים, שוק הצריכה של חומרים ממוחזרים, הן ברזליות והן מתכות לא ברזליות, מתפתח בהתמדה. זה נובע בעיקר מהעובדה שמשאבי עפרות, עד עצוםלמרבה הצער, הם אינם ניתנים לחידוש. כל שנה מהייצור שלהם מפחית באופן משמעותי את הרזרבות. בהתחשב בעובדה שהביקוש למוצרי מתכת בהנדסת מכונות, בנייה, בניית מטוסים, בניית ספינות ומגזרים אחרים של הכלכלה הלאומית גדל בהתמדה, זה נראה הגיוני בהחלט לפתח את העיבוד של חלקים ומוצרים שכבר מיצו את משאבם.

ניתן לומר בבטחה שהתפתחות המטלורגיה מוסברת במידה מסוימת על ידי הדינמיקה החיובית של פלח התעשייה - השימוש בחומרי גלם משניים. במקביל, חברות גדולות וקטנות עוסקות בעיבוד גרוטאות מתכת.

מגמות עולמיות בפיתוח המטלורגיה

בשנים האחרונות חלה עלייה ברורה בתפוקת מוצרי מתכת מגולגלים, פלדה וברזל יצוק. זה נובע בעיקר מההתרחבות האמיתית של סין, שהפכה לאחת השחקניות הפלנטריות המובילות בשוק ייצור הפלדה.

במקביל, גורמים שונים של מתכות אפשרו לאימפריה השמימית להחזיר כמעט 60% מהשוק העולמי כולו. שאר עשרת היצרנים המובילים היו: יפן (8%), הודו וארצות הברית של אמריקה (6%), רוסיה ודרום קוריאה (5%), גרמניה (3%), טורקיה, טייוואן, ברזיל (2%).

אם נסתכל על 2015 בנפרד, ישנה נטייה לצמצם את הפעילות של יצרני מוצרי מתכת. יתרה מכך, הירידה הגדולה ביותר נרשמה באוקראינה, שם נרשמה התוצאה, הנמוכה ב-29.8% מהשנה שעברה.

טכנולוגיות חדשות במטלורגיה

כמו כל תעשייה אחרת, מתכותפשוט בלתי מתקבל על הדעת ללא פיתוח ויישום של פיתוחים חדשניים.

לכן, עובדי אוניברסיטת מדינת ניז'ני נובגורוד פיתחו והחלו ליישם סגסוגות קשות עמידות ללבוש ננו-מבנה חדשות המבוססות על טונגסטן קרביד. הכיוון העיקרי ליישום חדשנות הוא ייצור של כלי עבודה מודרניים לעיבוד מתכת.

בנוסף, תוף רשת עם פיית כדורים מיוחדת עבר מודרניזציה ברוסיה על מנת ליצור טכנולוגיה חדשה לעיבוד סיגים נוזליים. אירוע זה בוצע על פי הוראת המדינה של משרד החינוך והמדע. מהלך כזה הצדיק את עצמו לחלוטין, שכן תוצאותיו בסופו של דבר עלו על כל הציפיות.

חברות הפלדה הגדולות בעולם

הדירוג הבינלאומי קובע שיצרני המתכת המובילים בעולם הם:

• Arcelor Mittal היא חברה שבסיסה בלוקסמבורג. חלקה הוא 10% מכלל ייצור הפלדה העולמי. ברוסיה, החברה מחזיקה במכרות Berezovskaya, Pervomaiskaya, Anzherskaya, וכן בקבוצת Severstal.
• Hebei Iron & Steel הוא ענק מסין. זה בבעלות מלאה של המדינה. בנוסף לייצור, עוסקת החברה בהפקת חומרי גלם, שינועו ומחקר ופיתוח. מפעלי החברה משתמשים אך ורק בפיתוחים חדשים ובקווים הטכנולוגיים המודרניים ביותר, שאפשרו לסינים ללמוד כיצד לייצר לוחות פלדה דקים במיוחד ודקים במיוחד.גיליון מגולגל קר.
• Nippon Steel מייצגת את יפן. הנהלת החברה, שהחלה את עבודתה בשנת 1957, מבקשת להתמזג עם מיזם נוסף בשם Sumitomo Metal Industries. לדברי מומחים, מיזוג כזה יאפשר ליפנים להגיע במהירות למקום הראשון בעולם, ולעקוף את כל המתחרים שלהם.