Сущность и значение металлургического комплекса. Металлургия (Metallurgy) - это

Металлургия – одна из наиболее развитых отраслей в российской экономике. По важности для российской экономики, металлургическая отрасль занимает второе место после нефтегазовой промышленности. Металлургию разделяют на черную и цветную. В целом в Российской Федерации функционирует около 28 000 различных организаций связанных с металлургическим производством (в том числе и организации связанные с добычей и обработкой драгоценных металлов). По статистике 1 рабочий, занятый в производстве стали, обеспечивает 25 рабочих мест в смежных отраслях экономики.

На конец 2014 года в металлургической промышленности РФ, было занято около 2.2% всех трудящихся страны, что в количественном эквиваленте составляет – 955 тыс. человек. Необходимо отметить, что численность работников в этой сфере, каждый год уменьшается. Связано это в первую очередь с автоматизацией отрасли и реорганизацией предприятий.

Средняя заработная плата в отрасли по итогам 2014 года составляла чуть менее 48 тыс. рублей. Это почти в 1.5 раза больше чем средняя зарплата по России. Самую большую зарплату в отрасли получают сотрудники крупных металлургических комбинатов.

Доля металлургической отрасли в ВВП страны составляет 4.7%, при этом доля металлургического производства в промышленности России равняется 12%. Предприятия металлургии используют около 20% электроэнергии от общепромышленного уровня, а доля металлургической отрасли в грузовых железнодорожных перевозках составляет 18.8%.

По итогам 2014 года предприятиями металлургической отрасли было произведено и отгружено товаров на сумму более 4.32 трлн. рублей. Это рекордный показатель в новейшей российской истории. По сравнению с 2013 годом рост объемов продаж составил 8.6%.

Этому способствовали несколько факторов. В первую очередь это сокращение поставок металлургической продукции украинского производства. За прошедший год, украинские металлурги сократили объемы производства на 38%. Таким образом, на мировом рынке металла спрос превысил предложения и российские металлурги этим воспользовались, закрепив за собою новые рынки сбыта. Второй фактор – это рубля. Покупая необходимое для производства сырье за рубли и получая часть выручки в иностранной валюте, российские металлурги значительно повысили свою . По итогам 2014 года предприятий металлургического комплекса составила 16.7%, аналогичный показатель по отрасли в 2013 году равнялся 9.9%.

По итогам 2014 года предприятиями металлургической отрасли было отправлено на экспорт продукции на сумму 31.78 млрд. долларов США. Из них на долю черной металлургии пришлось 64.5% экспорта, на долю цветной – 35.5%. Больше всего было экспортировано таких продуктов:

Чугун – 4 359 тыс. тонн;
Полуфабрикаты из углеродистой стали – 13 511 тыс. тонн;
Прокат плоский из углеродистой стали – 7 614 тыс. тонн;
Алюминий необработанный – 2 910 тыс. тонн;
Ферросплавы – 912 тыс. тонн;
Медь рафинированная – 290 тыс. тонн;
Никель необработанный – 238 тыс. тонн.

Черная металлургия

Черная металлургия – отрасль тяжелой промышленности, которая включает в себя производство чугуна, стали, проката, ферросплавов а также добычу и обогащение железной руды и производство огнеупоров. В структуру черной металлургии Российской Федерации входит более 1.5 тыс. предприятий, из которых более 70 являются градообразующими. В этой отрасли металлургической промышленности занято 2/3 работников российской металлургии.

Технологический процесс получения чугуна и стали подразумевает использование железной руды и коксующихся углей. Поэтому с целью уменьшения затрат на доставку этого необходимого сырья, металлургические комбинаты строились в районах богатых этими полезными ископаемыми. В России выделяют три основных базы черной металлургии:

Уральская;
Центральная;
Сибирская.

Уральская база старейшая в России и самая крупная. Сейчас здесь производят около половины всей продукции черной металлургии страны. Уральская металлургическая база связана с кузбасским углем и уральскими месторождениями железной руды. Центрами металлургии Урала являются Магнитогорск, Челябинск, Нижний Тагил, Екатеринбург. Крупнейшие предприятия – Магнитогорский металлургический комбинат, Челябинский металлургический комбинат, Чусовской металлургический завод и др.

Поскольку месторождения железной руды на Урале практически исчерпаны, на смену Уральской металлургической базе, строится Сибирская. На данный момент эта база находится на стадии формирования и представлена всего двумя крупными металлургическими предприятиями – Кузнецкий металлургический комбинат и Западно-Сибирский металлургический комбинат в Новокузнецке.

Центральная металлургическая база использует собственные месторождения железной руды, которые находятся в Курской и Белгородской областях. Добыча руды здесь очень дешева и добывается открытым способом. Здесь нет угля, но в силу удобного географического расположения, предприятия снабжаются углем из трех бассейнов – Донецкого, Печорского и Кузнецкого. Крупнейшие предприятия – Череповецкий металлургический комбинат, Новолипецкий металлургический комбинат, металлургические заводы в Туле и Старом Осколе.

Развитию металлургии в России в немалой степени поспособствовало наличие крупных месторождений железной руды. По количеству запасов железной руды Россия занимает третье место в мире, уступая по этому показателю Австралии и Бразилии. Разведанные запасы железной руды в России около 25 млрд. тонн, что в пересчете на чистое железо составляет 14 млрд. тонн.

Ежегодная добыча железнорудного конденсата в Российской Федерации на протяжении последних 5 лет составляет приблизительно 100 млн. тонн. По этому показателю РФ занимает 5 место в мире, уступая лидеру Китаю, почти в 15 раз. Около четверти добываемой в России железной руды идет на экспорт. В 2014 году было экспортировано 23 млн.тонн, в 2013 и 2012 годах – 25.7 и 25.5 млн. тонн соответственно.

Основным показателем работы черной металлургии, является количество изготовленной стали. Всего в мире по итогам 2014 года было изготовлено 1 662 млн. тонн. Безоговорочным лидером по выплавке стали является Азия, здесь было произведено 1 132 млн. тонн. В ЕС было произведено 169.2 млн. тонн, в Северной Америке – 121.2 млн. тонн, в Южной Америке – 45.2 млн. тонн. Страны СНГ, снизили производство стали по сравнению с 2013 годом на 2.8%, в основном за счет Украины, до 105.3 млн. тонн.

Мировым лидером по производству стали является Китай, он опережает своих ближайших конкурентов, японцев почти в 8 раз. А замыкают лидирующую тройку Соединенные Штаты Америки, отставая от китайцев в 10 раз.

По сравнению с 2013 годом, мировой рост производства стали составил 1.2%. Рост производства в Китае немного замедлился и составил всего 0.9% по сравнению с 2013 годом. А наибольший рост продемонстрировали: Польша – 8.4% (с 8 млн. тонн до 8.6) и Южная Корея – 7.5% (с 66.1 млн. тонн до 71), такой подъем производства позволил корейцам потеснить с 5 места Россию. А наибольший спад производства стали по итогам 2014 года наблюдался на Украине – (-17.1%) до 27.2 млн. тонн.

Рост производства стали в Российской Федерации в 2014 году составил 2.2%, что на 1% больше мирового роста, и это седьмой показатель роста среди всех стран мира. Уверенный рост металлургического производства РФ в условиях кризиса и антироссийских санкций позволяет надеяться в 2015 году на повторение или превышения рекорда производства стали в стране, который был зафиксирован в 2007 году – 72.4 млн. тонн.

Производство чугуна – также важнейший показатель работы металлургической отрасли. В 2014 году в мире было произведено 1.18 млрд. тонн чугуна. Как и в производстве стали лидирующие позиции занимает Азия – 911 млн. тонн изготовленного чугуна. Страны ЕС произвели – 95.1 млн. тонн, Северной Америки – 41.1 млн. тонн, Южной Америки – 30.6 млн. тонн. Производство чугуна в странах СНГ составило – 79.55 млн. тонн.

Лидирующие позиции с большим отрывом, также занимает Китай. Японцы, которые находятся на втором месте отстают в 9 раз, а индийцы, занимающие третью строчку более чем в 13 раз.

Мировой рост производства чугуна, был практически таким же, как и стали – 1.3%. Рост производства чугуна в Китае, также был ниже мирового и составил 1%. А наибольшего роста добилась Южная Корея – 12.5%, наибольший спад по сравнению с 2013 году был зафиксирован на Украине – (-15%).

В Российской Федерации производство чугуна выросло на 2.9%. В 2014 году был практически достигнут показатель 2007 года. В 2015 году планируется его превысить.

Также по итогам 2014 года в России выросло производство готового проката черных металлов и плоского проката с покрытием. За год было произведено 61.2 млн. тонн готового черного проката и 5.8 млн. тонн плоского проката с покрытием. Увеличение производства по сравнению с 2013 годом составило – 3.3% и 6.9% соответственно.

Основу российской черной металлургии составляют 6 крупных вертикально и горизонтально интегрированных холдингов, на долю которых приходится более 93% всей выпускаемой продукции.

ПАО «Северсталь»;
«EVRAZ»;
ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК);
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ММК);
ОАО «Металлоинвест»;
ОАО «Мечел».

«EVRAZ» - вертикально-интегрированная металлургическая и горнодобывающая компания, основанная в 1992 году. Компания имеет активы в России, США, Канаде, Чехии, Казахстане и других странах. За 2014 год общая выручка компании превысила 13 млрд. долларов. В России «EVRAZ» владеет двумя крупными металлургическими комбинатами – «Западно-Сибирский металлургический комбинат» (ЗСМК) и «Нижнетагильский металлургический комбинат» (НТМК). Доля акций «EVRAZ» в обоих предприятиях составляет 100%.

ЗСМК – пятый по величине металлургический комбинат России, расположенный в Новокузнецке. Это самый восточный из всех российских металлургических комбинатов. В составе комбината коксохимическое, аглоизвестковое, сталеплавильное, прокатное сталепрокатное производство, доменный цех. ЗСМК производит более 100 профилей различного проката. Западно-Сибирский металлургический комбинат является генеральным поставщиком рельсовой продукции ОАО «РЖД». По итогам 2014 года комбинат произвел 5.9 млн. тонн чугуна и 7.5 млн. тонн стали. На предприятии работают более 22.5 тыс. сотрудников.

НТМК – металлургический комбинат основанный в 1940 году. Основные виды продукции – строительный металлопрокат (двутавры, швеллеры, уголки). По итогам 2014 года на предприятии было изготовлено 4.8 млн. тонн чугуна, 4.2 млн. тонн стали и более 2.8 тонн различного металлопроката.

«Северсталь» - один из основных производителей стали в России. Ведущее – «Череповецкий металлургический комбинат» (ЧерМК). По итогам 2014 года общее производство стали ПАО «Северсталь» составило – 11.3 млн. тонн, чугуна – 9.1 млн. По сравнению с 2013 годом эти показатели выросли на 6% и 4% соответственно. Общий оборот компании, включая горнодобывающую отрасль по итогам 2014 года составил 8.3 млрд. долларов США. Всего в компании работают около 60 000 человек.

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» - публичная компания, в состав которой входит третий по величине в России металлургический комбинат. ОАО «НЛМК» имеет активы не только в России, но и в странах Европы и США, зарубежные заводы компании выпускают металлопрокат и в небольших объемах готовую сталь. По итогам 2014 года, зарубежные предприятия ОАО «НЛМК» изготовили 0.7 млн. тонн стали, тогда как в России было произведено 15.2 млн. тонн стали и 12.14 млн. тонн чугуна. На российских предприятиях компании работает 56.4 тыс. сотрудников.

ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» - крупнейший металлургический комбинат России. Активы компании представляют собой металлургический комплекс с полным производственным циклом. Компания поставляет продукцию на внутренний российский , а также в страны Европы и Азии. По итогам 2014 года, показатели производства ММК достигли рекордных результатов, было произведено 13 млн. тонн стали и 10.3 млн. тонн чугуна. Общая выручка компании за прошедший год составила чуть более 7.9 млрд. долларов США. На предприятиях входящих в структуру ММК работает более 56 000 человек.

ОАО «Металлоинвест» - крупный российский горно-металлургический холдинг. В состав компании входят два крупных металлургических предприятия – «Оскольский электрометаллургический комбинат» и комбинат «Уральская сталь». Компания владеет крупнейшими запасами железной руды в мире. Количество сотрудников ОАО «Металлоинвест» превышает 62 тыс. человек. Общий оборот за 2014 год – 6.36 млрд долларов США, производство стали – 4.5 млн. тонн, чугуна – 2.3 млн. тонн.

ОАО «Мечел» - крупная российская металлургическая и горнодобывающая компания. Активы Мечела располагаются не только в России, но и в странах ближнего зарубежья. Российские металлургические предприятия входящие в структуру компании: «Челябинский металлургический комбинат», «Белорецкий металлургический комбинат», «Ижсталь». Оборот ОАО «Мечел» за 2014 год составил 6.4 млрд. долларов США. В структуре компании работает около 80 тыс. сотрудников. В 2014 году предприятия компании произвели 4.3 млн. тонн стали и 3.9 млн. тонн чугуна.

Трубное производство

Трубная промышленность – отрасль черной металлургии, которая выведена в отельный . Последние годы в Российской Федерации эта отрасль металлургии находится на высоком подъеме. За 12 лет трубные компании инвестировали в развитие отрасли более 360 млрд. рублей из них в 2014 году 35 млрд. рублей. Производственные мощности российских производителей труб увеличились с 9 млн. тонн в 2000 году до 19 млн. тонн. Производство труб с применением электросварки (электросварные трубы), в среднем составляет около 70% всей продукции, остальные 30% приходятся на производство бесшовных труб.

Главным фактором развития трубных компаний является большой спрос на продукцию на внутреннем рынке. В 2014 году потребление труб в России выросло на 6.8% по сравнению с предыдущим годом и составило 9.3 млн. тонн. При этом резко возрос спрос на трубы большого диаметра, которые используются при строительстве газо- и нефтепроводов. По сравнению с 2013 годом рост составил 35.3%. Связано это в первую очередь с началом строительства газопровода «Сила Сибири». В целом по отраслям трубной продукции выглядит следующим образом:

Трубопроводный транспорт и добыча углеводородов – 70%;
Жилищно-коммунальное хозяйство – 24%
Машиностроение – 4%
Энергетика – 2%

Что такое металлургия, какую роль она играет в жизни человечества? Эта отрасль является фундаментом и основой всей промышленности. Большая часть всех сфер производства пользуются результатами металлургического производства. Каково значение металлургии?

Понятие металлургии

Металлургия играет большую роль во всех отраслях.

Под этим термином принято понимать отрасль в науке и технике, которая занимается получением, добычей металлов и руд. Без металлургии технический прогресс представить невозможно. Это мощнейшая промышленная отрасль, которая совершенствует каждый год способы добычи, изучает состав и свойства металлов, развивает границы их применения.

Что включает в себя металлургия:

производство металла;
обработка изделий из металла в горячем и холодном виде;
сварка;
нанесение металлических покрытий.

Кроме того, металлургия включает в себя некоторые аспекты:

науку, теоретическое изучение;
познание химических процессов;
исследование свойств металла.

Металлургический комплекс объединяет все предприятия, который занимаются добычей, переработкой металлов. Это предприятия, которые занимаются обогащением руды, прокатным производством, переработкой вторичного сырья.

Какая бывает металлургия? Отрасль разделяется на два основных вида. Виды металлургии:

цветная.

От того, как в стране развивается металлургический комплекс, зависит уровень экономики и благосостояние населения.

Металлы и сплавы обладают рядом полезных свойств. К ним относится:

упругость;
способность к деформации;
высокая прочность;
теплопроводность.

За счет своих свойств металлы и сплавы относятся к важнейшим материалам, которые применяются в создании современных машин, техники. Центральное место занимает железо, его доля в металлургической продукции составляет более 90%.

Но железо в чистом виде применяется в небольших количествах. Основная масса используется в виде сплавов.

Чаще всего используется сталь и чугун, которые относятся к черным металлам. Сталь является основным видом металла в черной металлургии, она обладает высокой прочностью и износостойкостью. А сталь хорошо поддается сварке.

К черной металлургии относят отрасль тяжелой промышленности, включающая в свою технологию саму добычу материала, обработка , наполнение производства вспомогательными материалами и топливом.

Кроме того, к черной металлургии относится окончательный выпуск продукции и его переработка. К этому виду отрасли относят:

получение основного сырья;
обогащение первичного материала (марганцевой и железной руды);
выплавка чугуна, а также высококачественной стали;
выполнение огнеупорных материалов;
наполнение производства вспомогательными материалами (известняк);
производство изделий из металла для собственного пользования.

Черная металлургия – это основа всей промышленности машиностроения. Черные металлы широко применяются в строительстве и для нужд человека.

По концентрации черного металла Россия занимает лидирующую позицию в мире по сравнению с другими промышленно развитыми странами.

В структуре черной металлургии важное место занимает этап производства чугуна и стали до момента проката. Кроме этого, производство основывается на подготовке самой руды к переплавке, а также проведению обогащения.

Для производства чугуна, кроме руды, требуется подготовка топлива, огнеупорных материалов, которые помогают добиться у металла его высокопрочных качеств. К технологическому топливу чаще всего относят кокс, для его производства используется коксующий уголь высокого качества.

Тонкости производства

Расположение предприятий, связанных с добычей и переработкой черных металлов, напрямую зависит от фактора сырья. Именно на него приходится 90% затратных средств при переплавке чугуна.

В состав металлургического комплекса России входят три основные базы:

центральная;
сибирская;
уральская.

В последние годы Центральная база наращивает темпы производства и перегоняет Уральскую. Она полностью обеспечивает коксующим углем и рудами всю Центральную часть России. Основную часть металла производят в Череповце и Липецке.

Центром сибирской базы является город Новокузнецк. Эта база имеет перспективное значение, так как полностью основана на своих ресурсах.

Уральская база располагается в непосредственно близости с богатыми топливом Сибирью и Казахстаном. Такое местонахождение обеспечивает низкую себестоимость продукции. Кроме того, большим преимуществом является расположение вблизи к Уральским горам. Они очень старые, и в настоящее время многие из них разрушаются. Поэтому добыча ведется практически на поверхности.

Большинство металлов и руды могут добываться .

Но в этом месторасположении есть минус. Здесь отсутствует коксующий уголь, его приходится завозить из соседних регионов.

Большую значимость имеют в стране металлургические заводы с небольшой мощностью. Именно они могут обеспечить быструю выплавку металла в небольшом количестве. Небольшие заводы быстрее крупных предприятий реагируют на изменение рынка, способны быстро подстроиться под запросы потребителей.

Новым направлением в отрасли сегодня является бездоменная или бескоксовая металлургия. Такое предприятие построено в России, а, точнее, в г. Старый Оскол – Оскольский электрометаллургический комбинат.

Традиционный процесс, при котором руда плавится при температуре 1,6 тыс. градусов вместе с коксом, служащим химическим восстановителем, отличается от этой технологии.

Новый метод существенно экономит кокс, получается металл экологически чистый высокого качества. Процессы, связанные с коксующим углем, становятся с каждым годом все нерентабельнее.

Уголь дорожает, процесс коксования очень сложный, он требует дополнительных затрат, строительство дополнительных очистных сооружений.

Новые установки практически безвредны для окружающей среды. Кроме того, сталь, произведенная по новой технологии, служит в пять раз дольше.

Россия занимает пятое место в мире по добыче этого металла. По разведанным запасам государство находится на второй позиции.

Акцент при поиске местонахождения делается на разработку коренных залежей. Основные места концентрации золота находятся в Сибири, на Дальнем Востоке и на Урале.

Основными приисками считаются:

Соловьевский – старый, но значительный прииск в Амурской области;
Невьяновский – был открыт еще в 1813 году;
Градской – здесь был найден первый в России алмаз;
самый молодой прииск Кондор был открыт в 60-х годах, здесь ведется добыча как золота, так и платины;
Алтайский.

Лидирующую позицию по добыче занимает компания «Полюс золото». У нее открыты прииски в Иркутской области, Амурской и Магаданской областях.

Государственный итог

В настоящее время Россия занимает лидирующие позиции по запасам железной руды и никеля. В стране производится более 70 разнообразных металлов и элементов. Металлургическое производство имеет большое хозяйственное значение.

Отрасли металлургии – это одни из самых динамично развивающихся отраслей. Несмотря на высокую конкуренцию со стороны крупных развивающихся стран, России удается сохранить лидерство за счет низкой себестоимости производства.

В металлургическом комплексе есть и свои проблемы. Рост производства на большинстве предприятиях происходит только при создании новых производственных мощностей. Большинство из них созданы больше 50 лет назад, но они уже исчерпали свой резерв.

Видео: Металлургия

Обобщённое название лиц, занятых в металлургии - металлург.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Современная техника для чайников. Лекция 16. Металлургия

✪ Владимир Эрлих - Начало использования человеком железа и стали

✪ Наука 2 0 Металлы и Сплавы

✪ Защита организма в цветной металлургии

✪ способы получения металлов

Субтитры

Разновидности металлургии

В мировой практике исторически сложилось деление металлов на чёрные (железо и сплавы на его основе) и все остальные - нечерные (англ. Non-ferrous metals ) или цветные металлы. Соответственно, металлургия часто подразделяется на чёрную и цветную.

Пирометаллургия (от др.-греч. πῦρ - огонь) - металлургические процессы, протекающие при высоких температурах (обжиг , плавка и т. п.). Разновидностью пирометаллургии является плазменная металлургия .
Гидрометаллургия (от др.-греч. ὕδωρ - вода) - процесс извлечения металлов из руд, концентратов и отходов различных производств при помощи воды и различных водных растворов химических реактивов (выщелачивание) с последующим выделением металлов из растворов (например, цементацией , электролизом).

Во многих странах мира идет интенсивный научный поиск по применению различных микроорганизмов в металлургии, то есть применение биотехнологии (биовыщелачивание, биоокисление, биосорбция, биоосаждение и очистка растворов). К настоящему времени наибольшее применение биотехнические процессы нашли для извлечения таких цветных металлов, как медь , золото , цинк , уран , никель из сульфидного сырья . Особое значение имеет реальная возможность использования методов биотехнологии для глубокой очистки сточных вод металлургических производств .

Производство и потребление металлов

Распространение и сферы применения

Из наиболее ценных и важных для современной техники металлов лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: алюминий (8,9 %), железо (4,65 %), магний (2,1 %), титан (0,63 %). Природные ресурсы некоторых весьма важных металлов измеряются сотыми и даже тысячными долями процента. Особенно бедна природа благородными и редкими металлами .

Производство и потребление металлов в мире постоянно растёт. За последние 20 лет ежегодное мировое потребление металлов и мировой металлофонд удвоились и составляют, соответственно, около 800 млн тонн и около 8 млрд тонн. Изготовленная с использованием черных и цветных металлов доля продукции в настоящее время составляет 72-74 % валового национального продукта государств. Металлы в XXI веке остаются основными конструкционными материалами , так как по своим свойствам, экономичности производства и потребления не имеют себе равных в большинстве сфер применения .

Из 800 млн т ежегодно потребляемых металлов более 90 % (750 млн т) приходится на сталь , около 3 % (20-22 млн т) на алюминий, 1,5 % (8-10 млн т) - медь, 5-6 млн т - цинк, 4-5 млн т - свинец (остальные - менее 1 млн т). Масштабы производства таких цветных металлов, как алюминий, медь, цинк, свинец, измеряются в млн т/год; таких как магний, титан, никель, кобальт, молибден, вольфрам- в тыс. т, таких как селен, теллур, золото, платина - в тоннах, таких как иридий, осмий и т. п. - в килограммах .

В настоящее время основная масса металлов производится и потребляется в таких странах как США, Япония, Китай, Россия, Германия, Украина, Франция, Италия, Великобритания и другие.

В бронзовом веке (III-I тысячелетие до н. э.) применение получили изделия и орудия труда из сплавов меди с оловом (оловянная бронза). Этот сплав - древнейший сплав, выплавленный человеком. Считается, что первые изделия из бронзы получены за 3 тыс. лет до н. э. восстановительной плавкой смеси медной и оловянной руд с древесным углем . Значительно позже бронзы стали изготовлять добавкой в медь олова и других металлов (алюминиевые, бериллиевые, кремненикелевые и др. бронзы, сплавы меди с цинком, называемые латунью, и др.). Бронзы применялись вначале для производства оружия и орудий труда, затем для отливки колоколов, пушек и т. д. В настоящее время наиболее распространены алюминиевые бронзы, содержащие 5-12 % алюминия с добавками железа, марганца и никеля.

Вслед за медью человек стал использовать железо.

Общее представление о трёх «веках»- каменном , бронзовом и железном - возникло ещё в античном мире (Тит Лукреций Кар). Термин «железный век» был введён в науку в середине XIX века датским археологом К. Томсеном .

Получение железа из руды и выплавка металла на основе железа было гораздо сложнее. Считается, что технология была изобретена хеттами примерно в 1200 году до н. э., что стало началом Железного века . В расшифрованных хеттских текстах XIX века до н. э. упоминается о железе как о металле, «упавшем с неба». Секрет добычи и изготовления железа стал ключевым фактором могущества филистимлян .

Принято считать, что человек впервые познакомился с метеоритным железом . Косвенным подтверждением этому является названия железа на языках древних народов: «небесное тело» (древнеегипетский, древнегреческий), «звезда» (древнегреческий). Шумеры называли железо «небесной медью». Возможно, поэтому всё, что было связано в древности с железом, было окружено ореолом таинственности. Люди, добывающие и перерабатывающие железо, были окружены почётом и уважением, к которым примешивалось и чувство страха (их часто изображали колдунами).

Ранний железный век Европы охватывает период X-V веков до н. э.. Этот период получил название гальштатская культура по названию города Гальштат в Австрии, возле которого были найдены железные предметы того времени. Поздний или «второй железный век» охватывает период V-II веков до н. э.- начало н. э. и получил название латенская культура - по одноимённому месту в Швейцарии , от которого осталось много железных предметов. Латенская культура связывается с кельтами , считавшимися мастерами изготовления различных орудий из железа. Большое переселение кельтов, начавшееся в V веке до н. э., способствовало распространению этого опыта на территории Западной Европы. От кельтского названия железа «изарнон» произошли немецкое «айзен» и английское «айрон».

В конце II тысячелетия до н. э. железо появилось в Закавказье . В степях Северного Причерноморья в VII-I веках до н. э. обитали племена скифов , создавших наиболее развитую культуру раннего железного века на территории России и Украины.

Вначале железо ценилось очень дорого, использовалось для изготовления монет, хранилось в царских сокровищницах. Затем оно стало всё активнее использоваться как орудие труда, и как оружие. Об использовании железа в качестве орудий труда упоминается в «Илиаде » Гомера. Там же упоминается о том, что Ахилл наградил победителя дискобола диском из железа. Греческие мастера уже в древние времена использовали железо. В построенном греками храме Артемиды барабаны мраморных колонн храма были скреплены мощными железными штырями длиной 130, шириной 90 и толщиной 15 мм .

Пришедшие в Европу народы с Востока внесли свой вклад в распространение металлургии. По преданию, колыбелью монголов и туркменов были богатые рудами Алтайские горы . Своими богами эти народы считали тех, кто ведал кузнечным ремеслом. Доспехи и оружие воинственных кочевников из Средней Азии было сделано из железа, что подтверждает их знакомство с металлургией.

Богатые традиции производства изделий из железа имеются в Китае . Здесь, возможно ранее, чем у других народов, научились получать жидкий чугун и делать из него отливки. До наших дней сохранились некоторые уникальные отливки из чугуна, изготовленные в первом тысячелетии н. э., например, колокол высотой 4 и диаметром З метра, массой 60 тонн.

Известны уникальные изделия металлургов древней Индии . Классическим примером является знаменитая вертикально стоящая Кутубская колонна в Дели массой 6 тонн, высотой 7,5 метров и диаметром 40 см. Надпись на колонне гласит, что она сооружена примерно в 380-330 годах до н. э. Анализ показывает, она сооружена из отдельных криц , сваренных в кузнечном горне. На колонне нет ржавчины . В захоронениях древней Индии найдено стальное оружие, изготовленное в середине первого тысячелетия до н. э.

Таким образом, следы развития чёрной металлургии можно отследить во многих прошлых культурах и цивилизациях. Сюда входят древние и средневековые королевства и империи Среднего Востока и Ближнего Востока , древний Египет и Анатолия (Турция), Карфаген , греки и римляне античной и средневековой Европы, Китай, Индия , Япония и т. д. Нужно заметить, что многие методы, устройства и технологии металлургии первоначально были придуманы в Древнем Китае, а потом и европейцы освоили это ремесло (изобретя доменные печи , чугун , сталь , гидромолоты и т. п.). Тем не менее, последние исследования свидетельствуют о том, что технологии римлян были гораздо более продвинутыми, чем предполагалось ранее, особенно в области горной добычи и ковки.

См. также : Горнозаводские округа (о российской металлургии XVIII - начала XIX вв.)

Добывающая металлургия

Добывающая металлургия заключается в извлечении ценных металлов из руды и переплавке извлечённого сырья в чистый металл. Для того, чтобы превратить оксид или сульфид металла в чистый металл, руда должна быть отделена физическим, химическим или электролитическим способом.

Масштабы переработки руд в мире огромны. Только на территории СССР в конце 1980-х, начале 1990-х годов ежегодно добывалось и подвергалось обогащению более 1 млрд тонн руды.

Металлурги работают с тремя основными составляющими: сырьём, концентратом (ценный оксид или сульфид металла) и отходами. После добычи большие куски руды измельчаются до такой степени, когда каждая частица является либо ценным концентратом либо отходом.

Горные работы не обязательны, если руда и окружающая среда позволяют провести выщелачивание . Таким путём можно растворить минерал и получить обогащённый минералом раствор.

Зачастую руда содержит несколько ценных металлов. В таком случае отходы одного процесса могут быть использованы в качестве сырья для другого процесса.

Чёрная металлургия

Железо в природе находится в руде в виде оксидов Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 , гидроксида Fe 2 O 3 хH 2 O, карбонатов FeCO 3 и других. Поэтому для восстановления железа и получения сплавов на его основе существует несколько стадий, включающих доменное производство и производство стали.

Доменное производство чугуна

На первой стадии получения железосодержащих сплавов происходит высвобождение железа из руды в доменной печи при температуре свыше 1000 градусов Цельсия и выплавка чугуна . Свойства получаемого чугуна зависят от хода процесса в доменной печи. Поэтому задавая процесс восстановления железа в доменной печи можно получить два вида чугуна: передельный чугун, который идёт в дальнейший передел для выплавки стали, и литейный чугун, из которого получают чугунные отливки.

Производство стали

Передельный чугун служит для производства стали. Сталь - это сплав железа с углеродом и легирующими элементами. Она прочнее чугуна и более пригодна для строительных конструкций и производства деталей машин. Выплавка стали происходит в сталеплавильных печах, где металл находится в жидком состоянии.

Методов получения стали существует несколько. Основными методами получения стали являются: кислородно-конверторный, мартеновский, электроплавильный. Каждый метод использует различное оборудование - конвертеры , мартеновские печи , индукционные печи , дуговые печи .

Кислородно-конвертерный процесс

Первым способом массового производства жидкой стали был бессемеровский процесс . Этот способ производства стали в конвертере с кислой футеровкой был разработан англичанином Г. Бессемером в 1856-1860 гг. Несколько позже, в 1878 году, - С.Томасом был разработан схожий процесс в конвертере с основной футеровкой, получивший название томасовский процесс . Сущность конвертерных процессов (бессемеровского и томасовского) на воздушном дутье заключается в том, что залитый в плавильный агрегат (конвертер) чугун продувают снизу воздухом. Кислород, содержащийся в воздухе, окисляет примеси чугуна, в результате чего он превращается в сталь. При томасовском процессе, кроме того, в основной шлак удаляются фосфор и сера. При окислении выделяется тепло, которое обеспечивает нагрев стали до температуры около 1600 °С.

Мартеновский процесс

Сущность другого способа получения стали с помощью мартеновского процесса заключается в ведении плавки на поду пламенной отражательной печи , которая оборудована регенераторами для предварительного подогрева воздуха (иногда и газа). Идея получения литой стали на поду отражательной печи высказывалась многими учеными (например, в 1722 г. Реомюром), однако осуществить это долгое время не удавалось, так как температура факела обычного в то время топлива - генераторного газа - была недостаточной для получения жидкой стали. В 1856 году братья Сименс предложили использовать для подогрева воздуха тепло горячих отходящих газов, устанавливая для этого регенераторы. Принцип регенерации тепла был использован Пьером Мартеном для плавки стали. Началом существования мартеновского процесса можно считать 8 апреля 1864 года, когда П. Мартен на одном из заводов Франции выпустил первую плавку.

Для выплавки стали в мартеновскую печь загружают шихту , состоящую из чугуна, скрапа, металлического лома и других компонентов. Под действием тепла от факела сжигаемого топлива шихта постепенно плавится. После расплавления в ванну вводят различные добавки для получения металла заданного состава и температуры. Готовый металл из печи выпускают в ковши и разливают. Благодаря своим качествам и невысокой стоимости мартеновская сталь нашла широкое применение. Уже в начале XX в. в мартеновских печах выплавляли половину общего мирового производства стали.

Первая мартеновская печь в России была построена в Калужской губернии на Ивано-Сергиевском железоделательном заводе С. И. Мальцевым в 1866-1867 гг. В 1870 г. первые плавки проведены в печи вместимостью 2,5 т, построенной известными металлургами А. А. Износковым и Н. Н. Кузнецовым на Сормовском заводе . По образцу этой печи позже на других русских заводах были построены аналогичные печи большей вместимости. Мартеновский процесс стал основным в отечественной металлургии. Огромную роль сыграли мартеновские печи в годы Великой Отечественной войны . Советским металлургам на Магнитогорском и Кузнецком металлургических комбинатах впервые в мировой практике удалось удвоить садку мартеновских печей без существенной их перестройки, организовав производство высококачественной стали (броневой, подшипниковой и т. п.) на действовавших в то время мартеновских печах. В настоящее время в связи с расширением конвертерного и электросталеплавильного производства стали масштабы производства мартеновской стали сокращаются.

В основной мартеновской печи можно переплавлять чугун и скрап любого состава и в любой пропорции и получать при этом качественную сталь любого состава (кроме высоколегированных сталей и сплавов, которые получают в электропечах). Состав применяемой металлической шихты зависит от состава чугуна и скрапа и от расхода чугуна и скрапа на 1 т стали. Соотношение между расходом чугуна и скрапа зависит от многих условий.

Электросталеплавильное производство

В настоящее время для массовой выплавки стали применяют дуговые сталеплавильные электропечи , питаемые переменным током, индукционные печи и получающие распространение в последние годы дуговые печи постоянного тока. Причём доля печей последних двух видов в общем объёме выплавки невелика.

В дуговых электропечах переменного тока выплавляют стали электропечного сортамента. Основными достоинствами дуговых электропечей является то, что в них в течение многих десятилетий выплавляют основную часть высококачественных легированных и высоколегированных сталей, которые затруднительно, либо невозможно выплавлять в конвертерах и мартеновских печах. Благодаря возможности быстро нагреть металл, можно вводить большие количества легирующих добавок и иметь в печи восстановительную атмосферу и безокислительные шлаки (в восстановительный период плавки), что обеспечивает малый угар вводимых в печь легирующих элементов. Кроме того, имеется возможность более полно, чем в других печах, раскислять металл, получая его с более низким содержанием оксидных неметаллических включений, а также получать сталь с более низким содержанием серы в связи с её хорошим удалением в безокислительный шлак. Также есть возможность плавно и точно регулировать температуру металла.

Легирование стали

Для придания стали разнообразных свойств используется процесс легирования стали. Легирование - это процесс изменения состава сплавов путём введения определенных концентраций дополнительных элементов. В зависимости от их состава и концентрации изменяется состав и свойства сплава. Основные легирующие элементы для стали являются: хром (Cr), никель(Ni), марганец (Mn), кремний (Si), молибден (Mo), ванадий (V), бор (B), вольфрам (W), титан (Ti), алюминий (Al), медь (Cu), ниобий (Nb), кобальт (Co). В настоящее время существует большое количество марок стали с различными легирующими элементами.

Порошковая металлургия

Принципиально иным способом производства сплавов на основе черных металлов является порошковая металлургия. Порошковая металлургия основана на применении порошков металлов с размерами частиц от 0,1 мкм до 0,5 мм, которые сначала спрессовывают, а затем спекаются.

Цветная металлургия

В цветной металлургии применяются очень разнообразные методы производства цветных металлов. Многие металлы получают пирометаллургическим способом с проведением избирательной восстановительной или окислительной плавки, где часто в качестве источника тепла и химического реагента используют серу , содержащуюся в рудах. Вместе с тем ряд металлов с успехом получают гидрометаллургическим способом с переводом их в растворимые соединения и последующим выщелачиванием.

Часто оказывается наиболее приемлемым электролитический процесс водных растворов или расплавленных сред.

Иногда применяют металлотермические процессы, используя в качестве восстановителей производимых металлов другие металлы с большим сродством к кислороду. Можно указать ещё на такие способы, как химико-термический, цианирование и хлорид-возгонка.

Производство меди

Известны два способа извлечения меди из руд и концентратов: гидрометаллургический и пирометаллургический.

Гидрометаллургический способ не нашёл широкого применения на практике. Его используют при переработке бедных окисленных и самородных руд. Этот способ в отличие от пирометаллургического не позволяет извлекать попутно с медью драгоценные металлы .

Большую часть меди (85-90 %) производят пирометаллургическим способом из сульфидных руд. При этом параллельно решается задача извлечения из руд помимо меди других ценных сопутствующих металлов. Пирометаллургический способ производства меди предусматривает несколько стадий. Основные стадии этого производства включают:

подготовка руд (обогащение и иногда дополнительно обжиг);
плавка на штейн (выплавка медного штейна),
конвертирование штейна с получением черновой меди,
рафинирование черновой меди (сначала огневое, а затем

Cтраница 1

Металлургическое производство - одно из древнейших; оно возникло на ранних ступенях развития человеческого общества.

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.

Металлургическое производство возникло в глубокой древности. Еще на заре развития человеческого общества (до н.э.), были известны и нашли применение железо, медь, серебро, золото, ртуть, олово, свинец.

Металлургическое производство требует значительного количества воды, поэтому издавна заводы располагались в межгорных котловинах, по которым протекают реки.

Металлургическое производство гафния получило значительное развитие в последние 25 - 30 лет в связи с созданием атомной энергетики. В частности, разработаны методы очистки циркониевого сырья от гафния, так как последний является сильнейшим поглотителем тепловых ией-троиов. При этом было обнаружено, что гафний - превосходный материал для регулирующих стержней атомных реакторов на тепловых нейтронах, а кроме того, обладает высокой коррозионной стойкостью в горячей воде и хорошими механическими свойствами.

Металлургическое производство является весьма крупным потребителем электроэнергии, поэтому снижение потерь и экономия электроэнергии в нем имеют большое-народнохозяйственное значение.

Металлургическое производство возникло в глубокой древности.

Металлургическое производство отличается массовым характером выпускаемой продукции и относительной законченностью ее на отдельных стадиях производства, что обусловливает применение попередельного метода учета затрат и калькулирования себестоимости продукции. Производственный цикл в черной металлургии состоит из трех последовательных стадий: переработка руды в чугун, чугуна в сталь и слитков стали в прокат различных профилей. В условиях комбинированного производства чугун и сталь являются полуфабрикатами, а прокат - готовой продукцией.

Металлургическое производство отличается массовым характером выпускаемой продукции и относительной законченностью ее на отдельных стадиях производства, что обусловливает применение попередвльного метода учета затрат и калькулирования себестоимости продукции. Производственный цикл в черной металлургии состоит из трех последовательных стадий: переработка руды в чугун, чугуна в сталь и слитков стали в прокат различных профилей. В условиях комбинированного производства чугун и сталь являются полуфабрикатами, а прокат - готовой продукцией.

Металлургическое производство возникло в глубокой древности. Прежде других металлов были получены олово и свинец как сравнительно легко восстанавливаемые из окислов. Но они не были пригодны для изготовления орудий труда и оружия.

Металлургическое производство характеризуется выпуском однородной по исходному сырью и характеру обработки продукции в ряде последовательных технологических стадий или переделов. Особенность такого производства состоит в том, что одни и те же полуфабрикаты при их последующей обработке могут быть использованы для изготовления различных видов других полуфабрикатов или конечной продукции. Так, из одной и той же марки стали могут быть изготовлены различные профили проката. Кроме того, некоторая часть полуфабрикатов (чугунные и стальные отливки) может быть реализована другим предприятиям. Поэтому возникает необходимость исчисления себестоимости не только конечного продукта (проката), но и полуфабрикатов: чугуна в доменном и стали в сталеплавильном производствах. Достигается это на основе попередельного метода учета себестоимости и полу-фабрикатного варианта сводного учета затрат на производство. При этом затраты на производство учитываются по отдельным переделам (доменное, сталеплавильное и прокатное), а внутри них - по видам полуфабрикатов и готовой продукции в разрезе калькуляционных статей расходов.

Металлургическое производство по своему характеру протекания является непрерывно-дискретным. Для непрерывного технологического процесса характерен неразрывный поток перерабатываемых материалов в агрегате или цепи агрегатов. Для дискретных технологических процессов характерна циклическая (последовательно повторяющаяся) переработка отдельных порций перерабатываемых материалов в агрегате.

Металлургическое производство требует, например, экспрессного и точного определения содержания кислорода в стали в процессе ее выплавки. Требование экспресс-ности определяется высокой производительностью и большими скоростями современных металлургических процессов, например кислородно-конвертерного. Требование чувствительности и точности связано с необходимостью производства металла заданного состава и высокого качества.

Металлургическое производство алюминия росло вместе с развитием авиации. Теперь же только капиталистические страны ежегодно производят более 4 млн. т алюминия.

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

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

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

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

Исторически сложилось разделение металлургии на чёрную и цветную.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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