Данный видеоурок посвящен теме « Металлургический комплекс: состав, значение, факторы размещения». В начале этого урока мы определим, что такое конструкционные материалы, какими они бывают. Затем обсудим состав металлургического комплекса, его значение для промышленности нашей страны, также рассмотрим факторы размещения.

Тема: Общая характеристика хозяйства России

Урок: Металлургический комплекс: состав, значение, факторы размещения

Одними из основных конструкционных материалов являются металлы. Металлы производит Металлургический комплекс.

Металлургический комплекс- это совокупность отраслей промышленности, производящих разнообразные металлы.

Состав металлургического комплекса.

Металлургический комплекс включает в себя две крупные отрасли черную и цветную металлургию.

Черная металлургия - это производство металлов, основу которых составляет железо (чугун, сталь, ферросплавы), а также марганца и хрома.

Цветная металлургия - производство более 70 металлов обладающих ценными свойствами (меди, алюминия, свинца, цинка и т.д.)

Предприятия металлургического комплекса занимается добычей и обогащением металлических руд, выплавкой разнообразных металлов, производством проката, обработкой металлов различными способами для получения заданных свойств, переработкой вторичного сырья, производство вспомогательных материалов.

1. Продукция металлургического комплекса служит фундаментом для машиностроения.

2. Продукция широко используется в строительстве, на транспорте, в электротехнике, в атомной промышленности и химической промышленности.

3. На долю металлургии приходится 16% общего объема промышленного производства России,10% занятого в промышленности населения.

4. Комплекс потребляет 25% добываемого в стране угля, 25% производимой электроэнергии, 30% грузовых железнодорожных перевозок.

5. Продукция металлургии одна из основных статей экспорта России.

6. По экспорту стали Россия занимает 1-е место в мире, по производству стали 4-е после Китая, Японии, США

7. Металлургия - крупный загрязнитель природы. Её предприятия выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн вредных веществ. Крупные металлургические центры являются городами с неблагоприятной экологической ситуацией. Большой вред природе наносит открытый способ добычи руды

1. Материалоемкость - затраты материалы на выпуск единицы продукции.

Большой расход исходного рудного сырья, поэтому предприятия металлургии располагаются вблизи источников сырья. Например, для производства 1 т стали требуется 5т руды, а для производства 1 т олова надо более 300 т руды.

2. Энергоемкость - затраты энергии на выпуск единицы продукции.

Многие предприятия комплекса располагаются вблизи источников дешевой электрической энергии, т.к. для производства требуется много энергии. Например, для производства 1 т алюминия необходимо 17 тыс.кВт*ч, а для производства 1 т титана 30-60 тыс. кВт*ч электроэнергии.

1. Трудоемкость - затраты труда на выпуск единицы продукции.

В среднем на металлургическом заводе работают от 20 до 40 тыс.человек, а это население небольшого города.

2. Концентрация - сосредоточение больших объемов производства на одном предприятии.

Более 50% черных металлов и 49% цветных выплавляются на 5% промышленных предприятий. Такая высокая концентрация способствует удешевлению продукции, но усложняет реагирование на изменение рынка.

3. Комбинирование - объединение на одном предприятии кроме основного производства, производств, связанных с основным технологически и экономически.

В составе металлургического комбината кроме металлургического производства бывает производство цемента и строительных материалов, производство азотных удобрений.

4. Экологический фактор - негативное влияние на окружающую среду.

Около 20% выбросов в атмосферу и сточных вод. На долю черной металлургии приходится 15% от выбросов промышленности в атмосферу и 22% на долю цветной металлургии

5. Транспортный фактор - современный металлургический комбинат получает и отправляет столько же грузов, сколько крупный город, поэтому он не может работать без железной дороги.

Металлургические предприятия выгодно создавать в районах добычи руд (Урал, Норильск), в районах добычи топлива (Кузбасс) или производства дешевой электроэнергии (Южная Сибирь), на пересечении потоков руды и угля (Череповец), в районах потребления готовой продукции (Санкт-Петербург или Москва).

Основная

1. Таможняя Е.А. География России: хозяйство и регионы: 9 класс учебник для учащихся общеобразовательных учреждений М. Вентана-Граф. 2011.
2. Экономическая и социальная география. Фромберг А.Э. (2011, 416с.)
3. Атлас по экономической географии 9 класс из-во Дрофа 2012г.
4. География. Весь курс школьной программы в схемах и таблицах. (2007, 127с.)
5. География. Справочник школьника. Сост. Майорова Т.А. (1996, 576с.)
6. Шпаргалка по экономической географии. (Школьникам, абитуриентам.) (2003, 96с.)

Дополнительная

1. Гладкий Ю.Н., Доброскок В.А., Семенов С.П. Экономическая география России: Учебник - М.: Гардарики, 2000 - 752с.: ил.
2. Родионова И.А., Учебное пособие по географии. Экономическая география России, М., Московский лицей, 2001. - 189с. :
3. Сметанин С. И., Конотопов М. В. История черной металлургии России. Москва, изд. «Палеотип» 2002
4. Экономическая и социальная география России: Учебник для вузов / Под ред. проф. А.Т. Хрущева. - М.: Дрофа, 2001. - 672 с.: ил., карт.: цв. вкл.

Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники

1. География России. Энциклопедический словарь / Гл. ред. А.П. Горкин.-М.: Бол. Рос. энц., 1998.- 800с.: ил., карты.
2. Российский статистический ежегодник. 2011: Стат.сб./Госкомстат России. - М., 2002. - 690 с.
3. Россия в цифрах. 2011: Крат.стат.сб./ Госкомстат России. - М., 2003. - 398с.

Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ

1. ГИА-2013. География: типовые экзаменационные варианты: 10 вариантов / Под ред. Э.М. Амбарцумовой. — М.: Издательство «Национальное образование», 2012. — (ГИА-2013. ФИПИ-школе)
2. ГИА-2013. География: тематические и типовые экзаменационные варианты: 25 вариантов / Под ред. Э.М. Амбарцумовой. — М.: Издательство «Национальное образование», 2012. — (ГИА-2013. ФИПИ-школе)
3. ГИА-2013 Экзамен в новой форме. География. 9 класс/ ФИПИ авторы - составители: Э.М. Амбарцумова, С.Е. Дюкова - М.: Астрель, 2012. Отличник ЕГЭ. География. Решение сложных задач / ФИПИ авторы-составители: Амбарцумова Э.М., Дюкова С.Е., Пятунин В.Б. - М.: Интеллект-Центр, 2012.

1. Geo.september.ru (). Н. Мазеин Металлургические мировые рекорды
2. Geo.september.ru ().Цветная металлургия России. Часть третья. Алюминиевая промышленность
3. Geo.september.ru (). Марганец Кузбасса
4. Youtube.com (). Металлургия сталь часть 1
5. Youtube.com (). Наука 2.0 НЕпростые вещи. Скрепка
6. Youtube.com (). Наука 2.0 НЕпростые вещи. Автомобильные диски

1. Прочитать § «Металлургия» ответить на вопросы:

1) Что такое металлургический комплекс?

2) Каково значение металлургического комплекса в хозяйстве страны?

3) Какие факторы оказывают влияние на размещение металлургических предприятий?

4) Есть ли в вашей местности металлургическое предприятие. Какие факторы, по вашему мнению, оказали влияние на его размещение?

1. Выполнить задание: Обозначить крупные металлургические центры на контурной карте.

1) Центры черной металлургии: Череповец, Липецк, Старый Оскол, Магнитогорск, Нижний Тагил, Челябинск, Новокузнецк.

2) Центры передельной металлургии: Москва, Санкт-Петербург, Ижевск, Златоуст, Комсомольск-на-Амуре.

3) Центры цветной металлургии: Мончегорск, Кандалакша, Волхов, Медногорск, Каменск-Уральский, Орск, Норильск, Братск, Красноярск, Новосибирск

Практическая работа «Определение факторов размещения предприятий черной и цветной металлурги»

Заполните таблицу, используя параграф учебника, материалы урока, карты атласа «Металлургия» или «Черная металлургия» и «Цветная металлургия»

Металлургический комплекс включает в себя все стадии производства черных и цветных металлов: добычу и обогащение руды, выплавку металлов, производство сплавов и проката, вторичный передел металлов. В комплекс входят и другие производства, связанные с выплавкой металла — коксовое, огнеупорное, флюсовое, магнезитовое и др.

Наряду с ТЭК, металлургия — базовая отрасль индустрии. Поэтому первые места по выплавке металлов удерживают развитые — США, Япония, Германия, Россия и Китай. Но, как и в случае с энергоресурсами, добыча металлических руд перемещается из развитых стран в развивающиеся.

СССР создал мощный металлургический комплекс, выпускавший практически все виды черных и цветных металлов и их сплавов, занимая первые-третьи места в мире по выплавке стали, производству проката, алюминия, платины, золота и других металлов. После распада страны в России осталась половина мощностей металлургии. В связи с сильным спадом в упал спрос на металлы. Общий спад в металлургии России оценивается в 35-40%, но к 2000 г. начался ее рост и сейчас достигнут уровень, близкий к 1990 г. Россия по объему выплавки металлов находится в первой пятерке государств мира, может увеличить их выпуск в 1,5-2,0 раза. Страна экспортирует металлы в Европу, США, Китай, что дает около 20% валютных поступлений страны. Однако из-за сильной конкуренции и таможенных барьеров отдельных стран Россия не может, хотя имеет возможность, увеличить экспорт и черных и цветных металлов.

Черная металлургия — одна из старейших отраслей промышленности России, возникшая в XVIII веке на Урале. Сегодня она дает 66 млн. т стали, занимая 4-е место в мире. К черной металлургии относится производство марганца, хрома и железа и их сплавов. В связи с падением спроса в машиностроении, особенно со стороны , более половины стали поступает на экспорт. Для сохранения этой отрасли в условиях рынка требуется ее технологическая перестройка.

В современной металлургии существует несколько технологий. До сих пор ее основой были крупные металлургические комбинаты полного цикла (доменная металлургия), производящие чугун, сталь, прокат. Они требуют близости крупных запасов руды, коксующегося угля, водных ресурсов, создания многих подсобных производств, большой рабочей силы, развитой инфраструктуры и энергетики. Хотя они дают более дешевый металл, но трудны для технологического обновления и являются сильным источником загрязнения окружающей среды. В России создано 8 таких комбинатов — на Урале, в Центральной России и , которые обеспечивают 2/3 производства черных металлов.

Более современной является электрометаллургия, позволяющая выплавлять сталь, минуя доменный процесс (т.е. выпуск чугуна), а также широко использовать лом и вторичный металл для переплавки (передельная металлургия). В европейских странах накопленное вторичное сырье удовлетворяет уже половину потребности в железной руде. Электрометаллургия позволяет более свободно размещать небольшие сталеплавильные цеха в любых центрах машиностроения, используя его отходы и выпуская марки стали нужного ассортимента и качества. В России существуют и такие производства, но их недостаточно для выпуска широкого спектра современных металлов.

Главными районами черной металлургии в России являются:

• Урал — дает половину стали и проката страны, основная выплавка которых идет на крупных комбинатах полного цикла — Магнитогорском — одном из крупнейших в мире, Нижне-Тагильском, Орско-Халиловском. На Урале много и заводов передельной металлургии, ферросплавов, легированных сталей, сортового проката, выпускающих качественный металл. Урал почти исчерпал свое сырье и ввозит железную руду из КМА и , уголь — из Кузбасса и Казахстана.
• Центр — дает 1/4 стали страны и использует железную руду КМА. Сталь выплавляется на комбинатах в Липецке и Старом Осколе (бездоменная электрометаллургия) и на заводах передельной металлургии — в Туле, Москве, Электростали. К этому району относится и крупнейший Череповецкий комбинат, созданный в месте пересечения потоков угля из Воркутинского бассейна и железной руды из и Мурманской обл.
• Кузбасс — база металлургии Сибири, дающая 1/5 металла страны за счет двух комбинатов полного цикла — в г. Новокузнецке. Здесь используется местный каменный уголь и железная руда из Горной Шории (Хакасия) и Иркутской обл. Однако сырьевая база ограничивает развитие металлургии.

В Сибири есть и заводы передельной металлургии — в Комсомольск-на-Амуре, Красноярске и др. В целом же черная металлургия — это отрасль с сильной концентрацией производства на небольшом числе крупных предприятий.

Перспективы черной металлургии связаны не с ростом ее производства, мощности которого достаточны, а с технологическим ее совершенствованием. Развитие электро- и передельных технологий поможет ей размещаться в соответствии с конкретными потребностями машиностроения, а также решить другие проблемы — улучшить экологические характеристики отрасли, повысить качество и разнообразить ассортимент продукции, что важно и для возрождающегося машиностроения страны, и для укрепления позиций на мировом рынке.

Цветная металлургия, как и черная, относится к числу старых отраслей промышленности, но в XX веке она существенно обновилась. В начале века ее основу составляли «тяжелые» металлы — медь, никель, свинец, цинк; затем на первое место вышли «легкие» металлы — алюминий, магний, титан в связи с развитием связи, авиации, космической техники и др. В 80-90-е гг. большое значение приобретают легирующие и редкие металлы — вольфрам, молибден, ванадий, ртуть, цирконий, и др., необходимые для получения сплавов с особыми свойствами. Всегда сохраняли свою особую роль благородные металлы — золото, серебро, платина.

В мире производится более 70 видов цветных металлов, но только в 4-х странах имеется полный их набор — в США, России, . Россия располагает почти всеми рудами цветных металлов и лишь некоторые, например, бокситы, хромиты, марганец, она ввозит. Получение большинства цветных металлов распадается на 2-3 стадии: обогащение руд, которое размещается у сырьевых источников; выплавка чернового металла — около источников тепла, энергии и воды, расход которых довольно велик; получение чистого металла — в районах его потребления.

В России главным районом выплавки алюминия стал Ангаро–Енисейский с заводами в Красноярске, Саяногорске, Братске, Шеле- хове (Иркутская обл.), а также Новокузнецке. Он занимает второе место в мире по объему производства. Выплавкой меди и других металлов выделяется Урал, где используются местные и привозные руды, а также вторичное сырье. Особое место в цветной металлургии занимают комплексные руды Таймыра и Мурманской обл., крупнейшие металлургические комбинаты которых выплавляют медь, никель, платину и другие, более редкие металлы. Производство свинца и цинка, вольфрама и молибдена размещается в Приморском крае и на . Россия выступает традиционным производителем золота и серебра с их добычей в Магаданской обл., Чукотском округе, Якутии, а с 60-х гг. в Якутии ведется добыча и алмазов.

Самыми крупными районами получения чистых металлов являются Центральный и Уральский, они же — их потребители. Главные отрасли-потребители — это авиация, связь, космическая техника, электроника, ядерная энергетика, робототехника и другие высокотехнологичные производства.

В связи с экономическим кризисом 90-х годов спрос на цветные металлы резко сократился, особенно в авиастроении, оборонном комплексе, связи — среди крупнейших их потребителей. Более чем на 2/3 снизилась выплавка алюминия, никеля, титана, магния, кобальта; в целом предприятия загружены на 40-50%. Цветная металлургия выживает за счет экспорта алюминия, золота, платины, палладия, титана находясь по их объему в первой пятерке государств мира.

Перспективы восстановления цветной металлургии связаны с общим оживлением экономики, и в первую очередь — с развитием отраслей научно-технического прогресса, а также производством современной бытовой техники, легких транспортных средств. Россия, располагая широким набором отраслей цветной металлургии, может развивать их в востребованном направлении.

Почему металл называют «хлебом» экономики?

Вся история человечества неразрывно связана с использованием металлов. Не случайно важнейшие этапы в развитии человеческого общества получили название по применяемым металлам: медный, бронзовый и железный века.

Металлургический комплекс включает добычу и обогащение металлических руд, выплавку металлов, производство проката и переработку вторичного сырья (металлического лома). В состав его входят черная и цветная металлургия.

К черным металлам относят железо и его сплавы. Цветные металлы делят на несколько групп: легкие (алюминий, магний); тяжелые (медь, цинк, свинец, никель); благородные (золото, серебро, платина). Современному хозяйству нужны особые марки стали, для получения которых в качестве добавок используют так называемые легирующие металлы. Например, вольфрам делает сталь более твердой, молибден - жаропрочной, ванадий - устойчивой к толчкам и вибрации.

Из всех металлов наибольшее применение находит металл-труженик - железо, вернее, его сплавы с углеродом - чугун и сталь. Это объясняется рядом причин. Во-первых, месторождения железных руд богаче и встречаются значительно чаще, чем руды других металлов (в бедных железных рудах содержится не менее 20% железа, в то время как богатыми считаются медные руды с содержанием меди в 5%). Во-вторых, чугун и сталь по совокупности полезных свойств и относительной дешевизне их получения значительно превосходят другие металлы. Поэтому на долю черных металлов приходится свыше 90% всех металлов, используемых в народном хозяйстве.

В чем особенности металлургического производства?

Для металлургии характерна высокая концентрация производств, другими словами, большая часть металлов выплавляется на очень крупных предприятиях с годовой производительностью в сотни тысяч и миллионы тонн металлов в черной металлургии и в десятки и сотни тысяч тонн в цветной.

Всего несколько заводов (5% всех предприятий) производят половину продукции и черной, и цветной металлургии. С одной стороны, такая концентрация производства удешевляет его, с другой - усложняет реагирование на изменения условий рынка. К тому же чем больше предприятие, тем сильнее «давление» на окружающую среду. Металлургия - сильнейший загрязнитель природы: около 40% всех промышленных выбросов приходится на эту отрасль народного хозяйства. Почти треть российских городов с самой напряженной экологической ситуацией являются крупными металлургическими центрами.

Какие факторы влияют на размещение предприятий черной металлургии?

Сильнейшее влияние на размещение предприятий черной металлургии оказывают технологические особенности выплавки чугуна и стали. Металл выплавляют на трех основных типах предприятий.

Металлургические заводы полного цикла (комбинаты) - на них производят и чугун, и сталь, и прокат (в их состав нередко входит и добыча железной руды). Такие предприятия, как правило, размещаются вблизи месторождений железной руды или коксующегося угля.

Рис. 36. Металлургический комбинат полного цикла «Северсталь» в Череповце

Как же получают сталь? На первом этапе в доменных печах получают чугун, который содержит 2-4% углерода, из-за чего этот металл очень хрупок и не находит широкого применения. Поэтому примерно 90% чугуна еще раз плавят, чтобы «выжечь» углерод до 0,2-2%. Вот тогда и получается более прочная сталь. А что же чистое железо? Его можно получить, но это чрезвычайно трудоемкий и дорогой процесс, да и ненужный, так как железо очень мягкий металл, из которого не сделаешь даже прочного топора.

Сталь получают также из металлолома - это передельная металлургия. Передельные предприятия тяготеют к крупным машиностроительным центрам - поставщикам металлолома и в то же время основным потребителям металла.

Одна тонна стали, получаемая из лома, стоит в пять - семь раз дешевле стали, выплавляемой из чугуна.

Еще один вид предприятий отрасли - малая металлургия - производство стали и проката в литейных цехах на машиностроительных заводах.

Каковы особенности размещения предприятий цветной металлургии?

Из-за низкого содержания металлов в руде предприятия цветной металлургии тяготеют к районам добычи сырья. В местах добычи осуществляется и обогащение руд.

Рис. 37. Черная металлургия

Выделите центры с крупными предприятиями черной металлургии в стране. Чем можно объяснить их размещение? Сопоставьте рисунок 27 с картой плотности населения.

В алюминиевой промышленности технологический процесс состоит из двух основных стадий: производства глинозема - оксида алюминия (из бокситов или нефелинов) и производства металлического алюминия. Первая стадия довольно материалоемкая, поэтому глиноземные заводы в своем размещении тяготеют к месторождениям алюминиевых руд. Зато все крупнейшие центры по выплавке алюминия находятся вблизи гидроэлектростанций, поскольку этот процесс очень электроемкий.

Алюминиевым сырьем (глиноземом) современное производство в России обеспечено примерно на треть, вследствие чего основное количество глинозема приходится импортировать из стран ближнего и дальнего зарубежья.

Восточная Сибирь - крупнейший производитель алюминия в стране. Гигантские алюминиевые заводы Красноярска, Братска, а также Саяно-горска и Шелехова работают как на местном (Ачинский глиноземный завод), так и на привозном сырье и используют дешевую электроэнергию мощных сибирских ГЭС.

Медная промышленность - старейшая отрасль цветной металлургии в нашей стране. Она начала развиваться на Урале еще в XVIII в. Мощности медеплавильных заводов превышают возможности местных месторождений, поэтому здесь используют привозные концентраты.

Некоторые медные руды содержат еще никель, кобальт и другие металлы. Никель обладает высокой твердостью и является также важным легирующим металлом. Кобальт используется для получения сверхпрочных жаростойких магнитных сплавов. На севере Восточной Сибири, в районе Норильска, сложился уникальный центр комплексного использования медно-никелевых руд Талнахского месторождения. Сейчас это крупнейший в России район выплавки меди и никеля; кроме того, здесь производят кобальт, платину и редкие металлы.

Свинцово-цинковая промышленность базируется на использовании полиметаллических руд и в целом тяготеет к их месторождениям.

Концентраты оловянных руд, производимых на горнообогатительных предприятиях Дальнего Востока и Восточной Сибири, перерабатывают на заводе в Новосибирске.

Выводы

Металлургический комплекс - один из старейших и наиболее развитых комплексов народного хозяйства нашей страны. Российская металлургия не только удовлетворяет внутренние потребности в различных металлах, но и значительную часть металлов поставляет на внешний рынок. Для металлургии характерны высокая концентрация производств, тесные технологические связи с другими отраслями, использование огромных обьемов сырья, топлива, электроэнергии и поэтому - тяготение предприятий к сырьевым районам и источникам энергии.

Вопросы и задания

1. Приведите примеры влияния таких факторов, как энергообеспеченность, близость к сырью, топливу, потребителю, на размещение предприятий черной и цветной металлургии.
2. Изучите по циклам Кондратьева (рис. 3), в какой исторический период металлургия стала ядром технологического цикла. Как это повлияло на развитие других отраслей хозяйства?
3. Почему потребности в цветных металлах резко возросли в эпоху научно-технической революции?
4. Концентрация производства в черной металлургии имеет свои плюсы и минусы. Подумайте, какие положительные и отрицательные особенности имеет маленький завод. Так что же лучше и почему - заводы-гиганты или заводы-карлики?

В годы своей школьной юности я с классом побывал на Челябинском электрометаллургическом заводе. Наш экскурсовод и одновременно директор музея завода довольно увлекательно рассказывала о производстве металла и его важности для всей страны в целом. Нам даже издалека разрешили посмотреть на цех плавки: там стояла дикая жара, всюду лился металл, и над головами рабочих проносились невероятных размеров емкости с рудой.

Металлургия как основа современного мира

С металлическими изделиями мы сталкиваемся ежеминутно в повседневной деятельности, а вхождение металла в жизнь человека вообще дало огромный скачок в его развитии («железный век»). Основными потребителями отрасли являются:

• Человек в своей повседневной жизни - от автомобиля до ложки, везде присутствует металл.
• Отрасль науки - разработка новых сплавов делает легче и прочнее многие материалы.
• Военная отрасль - усовершенствование бронестойкости техники.

Но, перед тем, как получить металлическое изделие, необходимо собрать и обработать железную руду. Обработкой занимаются огромные металлургические комплексы, которые, в основном, производят заготовки и части будущих конструкций. Например, начиная с 2011 года, с оживлением строительства Россией газопроводных нитей «Южного» и «Северного» потоков, намного вперед вырвалась трубопрокатная ветвь производственной металлургии.

Металлургические базы в России

Исторически, еще с «петровских» времен, сложилось, что в РФ такие базы расположены в местах добычи железных руд. Такое расположение экономически обосновано: снижаются затраты на транспортировку. Но отрасль не может существовать без соответствующего энергообеспечения. Поэтому в новейшее время при создании баз стали учитывать близость электростанций к месту строительства. Особенностью металлургической отрасли в России является её концентрация и монополизация.

Всего несколько особо крупных предприятий (ОАО «Мечел», ООО «Виз-Сталь», холдинг «УГМК», ОАО «Северсталь») обеспечивают потребность в металле не только своего государства, но и зарубежных стран.

Металл с давних времен стал незаменимым элементом в повседневной жизни человека. Благодаря ему у нас есть возможность использования электроэнергии, транспорта, гаджетов и других благ цивилизации. Именно поэтому металлургию можно считать ключевой отраслью промышленности каждого государства. Металлургия – это отрасль тяжелой промышленности, в которую вовлечены множество финансовых, материальных, энергетических и человеческих ресурсов.

Современная металлургия достигла значительного развития. Благодаря достижениям науки, у нас есть возможность использовать не только металлы, данные нам природой, но и инновационные композитные материалы и сплавы. Они обладают улучшенными свойствами и характеристиками.

Классификация разновидностей металлургии

Выплавка металлов требует колоссального объема энергии и ресурсов, поэтому большинство горнодобывающих предприятий работают именно для обеспечения потребностей металлургии.

Для дальнейшего изучения особенностей этой отрасли следует выделить ее основные виды. На сегодняшний день выделяют две основные отрасли: черную и цветную металлургию.

Черная отвечает за производство сплавов на основе железа. В то же время к ней относят другие элементы, такие как хром и марганец. Все остальное производство изделий из других металлов называют цветным.

Технология производства имеет схожий цикл, независимо от типа сырья, и состоит из нескольких этапов, указанных ниже:

1. Добыча сырья и ее переработка. Большинство металлов не содержится в природе в чистом виде, а входит в состав различных руд, переработка которых называется обогащением. В процессе обогащения руду дробят на мелкие составляющие, из которых в процессе сепарации отделяют элементы метала и пустую породу. Из выделенных элементов производят сплавы.
2. Передел. Металлургическим пределом называют процесс изготовления полуфабрикатов, которые в свою очередь применяются для изготовления готовых продуктов. В процессе передела изменяется состав, структура и свойства сплавов, а также агрегатное состояние. К переделу можно отнести прокат и обжатие, трубное производство, плавку и разливку.
3. Переработка отходов. Большинство отходов металлургического производства либо утилизируют, либо перерабатывают, получая другие полезные продукты. Некоторая часть пустой породы и шлаков складываются на территории больших хранилищ под открытым воздухом. Но на сегодняшний день производители стараются максимально эффективно перерабатывать побочную продукцию. Некоторые шлаки повторно обрабатывают, получая дополнительный продукт, некоторые используют для производства сельскохозяйственных удобрений, но большинство уходит на изготовление строительных материалов, которые широко используются в повседневной жизни.

Большая часть производимого металла проходит стадию проката, то есть изготовления полуфабрикатов для производства готовой продукции. Подобную операцию выполняют на специальном устройстве, которое представляет собой систему вращающихся валков. Между ними пропускают металл, который под высоким давлением меняет толщину, ширину и длину.

Выделяют холодный и горячий прокат, отличия которых заключаются в разной температуре обрабатываемого сырья. Холодный прокат применяется для сырья, имеющего высокий уровень пластичности, что позволяет сохранять структуру металла и не изменять его физические свойства.

Процесс проката не всегда является конечным этапом производства полуфабрикатов. Например, для изделий черной металлургии могут применяться такие методы обработки, как покрытие защитным слоем или закалка. Это позволяет улучшить устойчивость к коррозии, повысить прочность и снизить степень износа.

Следует отметить, что большую часть продукции, производимой металлургической отраслью, составляют стальные трубы. На втором месте расположился листовой и сортовой металл, применяющейся в машиностроении.

Среди главных потребителей продукции этой сферы стоит выделить строительную сферу, машиностроение и металлообработку.

При этом практически каждая сфера народного хозяйства не может обойтись от использования продукции металлургии, а также заготовок и полуфабрикатов из него.

Черная металлургия основывается на переработки железа, а именно руд, в которых оно содержится. Большинство железных руд являются природными оксидами. Именно поэтому первым этапом производства является выделение железа из оксида. Для этого используют большие доменные печи. Данный способ производства чугуна проводится при температуре свыше 1000 градусов.

При этом свойства полученного сырья напрямую зависят от температуры доменной печи и времени плавления. При дальнейшей обработке чугуна получают сталь или литейный чугун, с помощью которого выполняют отлив заготовок и изделий.

Для производства стали используют железо и углерод, добавление которого придает полученному сплаву желаемые свойства. Также могут применяться различные легирующие компоненты, необходимые для получений определенных особенностей стали.

Существует несколько способов производства стали, которые основываются на выплавке металла в жидком состоянии. Следует выделить следующие: мартеновский, кислородно-конверторный и электроплавильный.

Каждый вид стали называется маркой, которая указывает на ее состав и свойства. Для изменения свойств стали используют метод легирования, то есть добавления в сплав дополнительных компонентов. Наиболее часто для подобных целей используют такие элементы, как хром, марганец, бор, никель, вольфрам, титан кобальт, медь и алюминий. Обычно такие компоненты добавляют в расплавленную сталь.

Но существует иной способ, который заключается в прессовании мелкозернистого порошка компонентов с последующим запеканием при высоких температурах.

Производство такой продукции мало чем отличается от технологий черной металлургии. Цикл цветной металлургии также состоит из обогащения руд, плавки металлов, переделки и проката. Но в некоторых случаях может применяться также рафинирование металлов, то есть очищение первичных продукта от примесей.

Очищение руды цветных металлов более сложная задача, так как она содержит намного больше сторонних примесей, в том числе других полезных компонентов. Как и в черной металлургии, побочная продукция цветной широко применяется в перерабатывающей промышленности, особенно в химическом производстве.

Следует выделить две подотрасли: металлургию тяжелых и легких металлов. Принцип подобного деления основывается на различных свойствах обрабатываемых цветных металлов. При производстве тяжелых металлов требуется значительно меньше энергии.

Иногда выделяют третью группу, так называемых, редкоземельных металлов. Такое название связано с тем, что раньше такие элементы были малоизучены и редко находились в природных условиях. Хотя на самом деле их количество не уступает многим тяжелым или легким цветным металлам. Их используют обычно при производстве высокотехнологичных приборов.

Изделия этой отрасли широко применяются в машиностроении, космической сфере, химической промышленности и приборостроении.

Добывающая металлургия

Это сфера промышленности, отвечающая за извлечение ценных металлов из руд¸ переплавки полученного сырья и получения готового продукта. Отделение металла от пустой породы и других шлаков может производиться путем химического, электролитического или физического воздействия.

Главная задача этой отрасли металлургии – оптимизация процесса выделения чистого металла, качественное отделение полезных компонентов от пустой породы и минимизация потерь.

Металлы используются в различных целях, как для изготовления различных драгоценностей и бижутерии, так и в высокотехнологических сферах. Например, в строении высокоточных приборов, современных гаджетов, компьютеров и других электроприборов. А также в космической сфере, авиастроении, и других сферах, где требуются особые свойства, которые имеют только ценные металлы.

Следует отметить, что раньше металлургия ориентировалась строго на переработку добываемого сырья. Но в последнее время, в связи с тем, что металлы не восстанавливающийся ресурс, острой стала проблема переработки вторичного сырья.

Повторной переработке подвержены цветные и черные металлы. Поэтому производители стараются максимально эффективно и в полной мере собирать и перерабатывать металлические изделия, вышедшие из эксплуатации. Рынок металлолома постоянно растет, в связи с чем растет количество больших и малых перерабатывающих предприятий. Их задача заключается в очищении металлов от сопутствующих материалов и последующей переплавки. Для сохранения качественной структуры и свойств, вторсырье плавят вместе со свежедобытым сырьем.

Дальнейшее развитие невозможно только с использованием природных ресурсов, количество которых постоянно уменьшается. Поэтому главной задачей на сегодняшний день можно считать переработку вторсырья и поиск аналогов, способны полноценно заменить металлы.

Развитие металлургии напрямую связано с интеллектуальным развитием человечества и его потребностей. Так как новые технологии требуют от уже существующих металлов улучшенных свойств и характеристик, а также создания инновационных сплавов, не имеющих аналогов ранее.