متالورژی عبارت است از صنایع متالورژی، بنگاه ها و مکان آنها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تاریخ بشر بیش از هزار سال دارد. در تمام طول دوره وجود نژاد ما، پیشرفت تکنولوژیکی ثابتی وجود داشته است، که نقش مهمی در آن توسط توانایی یک فرد برای دست زدن به فلز، ایجاد و استخراج آن ایفا کرده است. بنابراین، کاملاً منطقی است که متالورژی چیزی است که بدون آن تصور زندگی ما، انجام عادی وظایف کاری و موارد دیگر غیرممکن است.

تعریف

قبل از هر چیز، ارزش این را دارد که بدانیم چگونه از نظر علمی، از نظر فنی، حوزه تولید مدرن می نامند.

بنابراین، متالورژی شاخه ای از علم، فناوری است که فرآیند به دست آوردن فلزات مختلف از سنگ معدن یا مواد دیگر و همچنین کلیه فرآیندهای مربوط به تبدیل ترکیب شیمیایی، خواص و ساختار آلیاژها را پوشش می دهد.

ساختار

امروزه متالورژی قدرتمندترین صنعت است. علاوه بر این، او یک مفهوم گسترده است که شامل:

• تولید مستقیم فلزات.
• فرآوری محصولات فلزی همانطور که درگرم یا سرد.
• جوشکاری.
• روکش های فلزی مختلف را اعمال کنید.
• بخش علوم - علم مواد. این جهت در مطالعه نظری فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی بر دانش رفتار فلزات، آلیاژها و ترکیبات بین فلزی متمرکز است.

انواع

دو شاخه اصلی متالورژی در سراسر جهان وجود دارد - آهنی و غیر آهنی. این درجه بندی از نظر تاریخی توسعه یافته است.

متالورژی آهنی فرآوری آهن و همه آلیاژهایی است که در آن وجود دارد. همچنین این صنعت شامل استخراج از روده های زمین و متعاقب آن غنی سازی سنگ معدن فلزات آهنی، تولید ریخته گری فولاد و آهن، نورد بیلت، تولید فروآلیاژها می شود.

متالورژی غیرآهنی شامل کار با سنگ معدنی از هر فلزی به جز آهن است. به هر حال، فلزات غیر آهنی به طور مشروط به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:

- سنگین (نیکل، قلع، سرب، مس).

- سبک وزن (تیتانیوم، منیزیم، آلومینیوم).

راه حل های علمی

بی شک متالورژی فعالیتی است که نیاز به معرفی فناوری های نوآورانه دارد. در این راستا، بسیاری از کشورهای سیاره ما به طور فعال در حال انجام تحقیقاتی هستند که هدف از آن مطالعه و به کارگیری طیف گسترده ای از میکروارگانیسم ها است که به حل مشکلی مانند تصفیه فاضلاب کمک می کند. جزء اجباری تولید متالورژی. علاوه بر این، فرآیندهایی مانند اکسیداسیون بیولوژیکی، بارش، جذب ودیگران.

جداسازی فرآیند

کارخانه های متالورژی را می توان تقریباً به دو گروه اصلی طبقه بندی کرد:

- پیرومتالورژی، که در آن فرآیندها در دماهای بسیار بالا (ذوب، پختن) انجام می شود؛

- هیدرومتالورژی، که استخراج فلزات از سنگ معدن با استفاده از آب و سایر محلول های آبی با استفاده از معرف های شیمیایی است.

اصل انتخاب مکان برای ساخت کارخانه متالورژی

برای درک اینکه بر اساس چه نتیجه گیری تصمیم برای ایجاد یک شرکت در یک مکان خاص گرفته می شود، ارزش دارد که عوامل اصلی مکان متالورژی را در نظر بگیریم.

به ویژه، اگر سؤال مربوط به محل کارخانه متالورژی غیر آهنی باشد، معیارهایی مانند:

• در دسترس بودن منابع انرژی. تولید مرتبط با فرآوری فلزات غیرآهنی سبک به مقدار زیادی انرژی الکتریکی نیاز دارد. بنابراین، چنین شرکت هایی تا حد امکان نزدیک به نیروگاه های برق آبی ساخته می شوند.
• مقدار مورد نیاز مواد اولیه. البته هر چه ذخایر سنگ معدن نزدیکتر باشد به ترتیب بهتر است.
• عامل زیست محیطی. متأسفانه، کشورهای فضای پس از فروپاشی شوروی را نمی توان در گروهی که شرکت های متالورژی دوستدار محیط زیست هستند طبقه بندی کرد.

بنابراین مکان یابی متالورژی دشوارترین موضوع است که حل آن باید با در نظر گرفتن انواع الزامات و تفاوت های ظریف مورد توجه قرار گیرد.

برای تشکیل دقیق ترین تصویر دردر توصیف فرآوری فلزات، مهم است که به حوزه های کلیدی این تولید اشاره شود.

شرکت‌های متالورژی آهنی شامل چندین به اصطلاح توزیع مجدد هستند. از جمله: تف جوشی، فولادسازی، نورد. بیایید هر یک از آنها را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم.

تولید دامنه

در این مرحله است که آهن به طور مستقیم از سنگ معدن آزاد می شود. این در کوره بلند و در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد اتفاق می افتد. به این ترتیب آهن ذوب می شود. خواص آن به طور مستقیم به روند فرآیند ذوب بستگی دارد. با تنظیم ذوب سنگ معدن، در نهایت می توان یکی از دو نوع آهن خام را به دست آورد: آهن خام (که بعداً برای تولید فولاد استفاده می شود) و ریخته گری (شمش های آهن از آن ریخته می شود).

تولید فولاد

ترکیب آهن با کربن و در صورت لزوم با عناصر آلیاژی مختلف، نتیجه فولاد است. روش های کافی برای ذوب آن وجود دارد. بیایید به ویژه به مبدل اکسیژن و ذوب الکتریکی توجه کنیم که مدرن ترین و بازدهی بالا هستند.

ذوب مبدل با گذرا بودن آن و فولاد حاصل با ترکیب شیمیایی مورد نیاز مشخص می شود. این فرآیند مبتنی بر دمیدن فلز مایع با اکسیژن از طریق نیزه است که در نتیجه آن آهن خام اکسید شده و به فولاد تبدیل می شود.

فولادسازی الکتریکی کارآمدترین روش است. به لطف استفاده از کوره های قوس می توان بالاترین کیفیت فولاد آلیاژی را ذوب کرد. در چنین واحدهایی، گرمایشفلز بارگیری شده در آنها بسیار سریع اتفاق می افتد، در حالی که می توان مقدار مورد نیاز عناصر آلیاژی را اضافه کرد. علاوه بر این، فولاد به‌دست‌آمده از این روش دارای محتوای اندک غیرفلزی، گوگرد و فسفر است.

دوپینگ

این فرآیند شامل تغییر ترکیب فولاد با وارد کردن غلظت محاسبه‌شده عناصر کمکی به آن می‌شود تا متعاقباً خواص خاصی به آن منتقل شود. از جمله متداول ترین اجزای آلیاژی مورد استفاده عبارتند از: منگنز، تیتانیوم، کبالت، تنگستن، آلومینیوم.

اجاره

بسیاری از کارخانه های متالورژی دارای گروهی از مغازه های نورد هستند. آنها هم محصولات نیمه تمام و هم محصولات کامل تولید می کنند. ماهیت فرآیند در عبور فلز در شکاف بین رول های آسیاب نورد است که در جهت مخالف می چرخند. علاوه بر این، نکته کلیدی این است که فاصله بین رول ها باید کمتر از ضخامت قطعه کار عبور داده شود. به این دلیل، فلز به داخل لومن کشیده می شود، حرکت می کند و در نهایت به پارامترهای مشخص شده تغییر شکل می دهد.

بعد از هر پاس، فاصله بین رول ها کمتر می شود. یک نکته مهم - اغلب فلز در حالت سرد به اندازه کافی انعطاف پذیر نیست. و بنابراین، برای پردازش، آن را تا دمای مورد نیاز از قبل گرم می کنند.

مصرف مواد اولیه ثانویه

در شرایط مدرن، بازار مصرف مواد بازیافتی، اعم از فلزات آهنی و غیرآهنی، به طور پیوسته در حال توسعه است. این تا حد زیادی به دلیل این واقعیت است که منابع سنگ معدن، به یک بزرگ استمتأسفانه قابل تمدید نیستند. هر سال تولید آنها به میزان قابل توجهی ذخایر را کاهش می دهد. با در نظر گرفتن این واقعیت که تقاضا برای محصولات فلزی در مهندسی مکانیک، ساخت و ساز، هواپیماسازی، کشتی سازی و سایر بخش های اقتصاد ملی به طور پیوسته در حال رشد است، توسعه پردازش قطعات و محصولاتی که قبلا منابع خود را به اتمام رسانده اند کاملا منطقی به نظر می رسد..

به جرات می توان گفت که توسعه متالورژی تا حدی با پویایی مثبت بخش صنعت - استفاده از مواد خام ثانویه - توضیح داده می شود. در عین حال، هر دو شرکت بزرگ و کوچک در پردازش ضایعات فلزی مشارکت دارند.

روندهای جهانی در توسعه متالورژی

در سالهای اخیر افزایش آشکاری در تولید محصولات نورد فلزی، فولاد و چدن مشاهده شده است. این تا حد زیادی به دلیل گسترش واقعی چین است که به یکی از بازیگران سیاره‌ای پیشرو در بازار تولید فولاد تبدیل شده است.

در همان زمان، عوامل مختلف متالورژی به امپراتوری آسمانی اجازه داد تقریباً 60٪ از کل بازار جهانی را به دست آورد. بقیه ده تولیدکننده برتر عبارتند از: ژاپن (8%)، هند و ایالات متحده آمریکا (6%)، روسیه و کره جنوبی (5%)، آلمان (3%)، ترکیه، تایوان، برزیل (2%).).

اگر سال 2015 را جداگانه بررسی کنیم، تمایل به کاهش فعالیت تولیدکنندگان محصولات فلزی وجود دارد. علاوه بر این، بیشترین کاهش در اوکراین مشاهده شد، جایی که نتیجه ثبت شد که 29.8 درصد کمتر از سال گذشته است.

فناوری های جدید در متالورژی

مثل هر صنعت دیگری، متالورژیبدون توسعه و اجرای تحولات نوآورانه به سادگی قابل تصور نیست.

بنابراین، کارمندان دانشگاه ایالتی نیژنی نووگورود آلیاژهای سخت مقاوم در برابر سایش نانوساختار جدید مبتنی بر کاربید تنگستن را توسعه داده و شروع به استفاده از آن کردند. جهت اصلی استفاده از نوآوری تولید ابزار مدرن فلزکاری است.

علاوه بر این، یک درام رنده با یک نازل توپ مخصوص در روسیه به منظور ایجاد فناوری جدیدی برای پردازش سرباره مایع مدرن شد. این مراسم بر اساس دستور وزارت آموزش و پرورش برگزار شد. چنین حرکتی کاملاً خود را توجیه کرد، زیرا نتایج آن در نهایت فراتر از همه انتظارات بود.

بزرگترین شرکت های فولادی در جهان

رتبه بندی بین المللی بیان می کند که برترین تولیدکنندگان فلز در کره زمین عبارتند از:

• Arcelor Mittal یک شرکت است که دفتر مرکزی آن در لوکزامبورگ است. سهم آن 10 درصد از کل تولید فولاد جهان است. در روسیه، این شرکت مالک معادن Berezovskaya، Pervomaiskaya، Anzherskaya و همچنین گروه Severstal است.
• Hebei Iron & Steel یک غول چینی است. تماماً متعلق به دولت است. این شرکت علاوه بر تولید، به استخراج مواد اولیه، حمل و نقل و تحقیق و توسعه آن می پردازد. کارخانه‌های این شرکت منحصراً از پیشرفت‌های جدید و مدرن‌ترین خطوط تکنولوژیک استفاده می‌کنند که به چینی‌ها اجازه می‌دهد نحوه تولید صفحات فولادی بسیار نازک و بسیار نازک را بیاموزند.ورق نورد سرد.
• نیپون استیل نماینده ژاپن است. مدیریت این شرکت که کار خود را در سال 1957 آغاز کرد، به دنبال ادغام با شرکت دیگری به نام صنایع فلزی سومیتومو است. به گفته کارشناسان، چنین ادغامی به ژاپنی ها این امکان را می دهد که به سرعت به مقام اول جهان دست یابند و از تمام رقبای خود پیشی بگیرند.