Чем полезна черная и цветная металлургия для машиностроения
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.
Металлургия
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:
- 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.
- 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.
- 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
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.
Черная металлургия
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.
Цветная металлургия
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.
Цветная металлургия
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.
Добыча руды
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.
Металлургия и машиностроение: взаимосвязь
Металлургия – отрасль обрабатывающей промышленности, состоящая из нескольких ступеней:
- Добыча руды
- Первичное извлечение металла из руды
- Улучшение качества извлеченного металла.
Связь металлургии с другими отраслями обуславливается обеспечением их металлом и конечной продукцией металлургической промышленности – прокатом.
До 50% потребления проката принадлежит таким отраслям как машиностроение и металлообработка. В металлургии прокат используется для дальнейшей обработки (20-25%), а в строительной области используется до 20% проката (металлические конструкции, производство железобетона и т. д.). В транспортной промышленности используется до 10% проката, в виде рельсов и т. п.
Машиностроение как более крупный потребитель металлов, тесно связанно с металлургией. В свою очередь продукция машиностроения потребляется всеми отраслями народного хозяйства. Наиболее металлоемкими считаются тяжелое машиностроение, которое отличается большим потреблением металла. В свою очередь продукция тяжелого машиностроения обеспечивает предприятия металлургического, горнодобывающего, нефтяного и др. отраслей промышленности.
Так же производство металлургического оборудования, располагается в районах производства стали и проката. Машиностроение обеспечивает металлургию такие оборудованием как доменные печи, прокатное оборудование, дробильное оборудование, горнодобывающее и тп.
Металлургия подразделяется на черную и цветную металлургию.
Черная металлургия в свою очередь тесно взаимодействует с такими отраслями промышленности, как горнодобывающая, угольная, энергетическая, химическая.
В последнее время рост черной металлургии снижен, что обусловлено малой емкостью внутреннего рынка. В общем потребность в черной металлургии составляет 70% объемов выпуска, где 20% обеспечивается за счет импорта. Из этого следует, что черная металлургия ориентирована на внешний рынок. Доля экспорта превышает 40% в черной металлургии и 50% в цветной.
При этом рост промышленности и строительства, которые являются главными потребителями металлургии, позволит снизить долю экспорта, которая в свою очередь на 2000-е годы составляла половину из выпускаемой продукции.
Наиболее устойчивыми в сфере экспорта являются чугун и железная руда.
Важнейшие позиции экспорта идут на снижение объемов поставок, что в свою очередь приводит к выводу, что внешнеэкономическая деятельность металлургического комплекса связанна с рисками, которые оказывают воздействие на ее производство.
В настоящее время доля потребления машиностроением, черной металлургии, составляет менее 30%, что гораздо ниже показателей в дореформенное время (50%). На цветные же металлы спрос упал в два раза.
Замечание 1
Из этого можно сделать вывод, что от развития машиностроительного комплекса, напрямую зависит развитие и объемы металлургии. Несмотря на достаточно умеренные темпы прироста в машиностроении, его развитие по сравнению с остальными отраслями промышленности, сильно отстает от дореформенных. В первую очередь это связанно с низким инвестированием машиностроения по сравнению с другими отраслями промышленности.
Проблемы металлоемких отраслей машиностроения
В металлоемких отраслях машиностроения складывается не самая легкая ситуация. Начиная с 2002 года выявился рост цен на черную металлургию и являлся самым высоким во всей промышленности. Такая ценовая политика привела к снижению конкурентоспособности и рентабельности продукции.
Решением данной проблемы служит взаимодействие металлургии и машиностроения. Данное межотраслевое взаимодействие должно создать все условия для расширения внутреннего рынка за счет развития машиностроения, в то время как спрос на инвестиционное оборудование для черной металлургии обеспечит рост спроса в металлургическом и горнодобывающем машиностроении.
К тому же для обновления производственного аппарата требуются довольно объемные капиталовложения. Учитывая это, только доходы металлургической промышленности могут обеспечить инновационно-технологическое перевооружение машиностроения и полное обновление аппарата за 10 лет.
При этом если внешнеэкономическая позиция не потерпит сильных изменений, то затраты на оборудование для металлургического комплекса не превысят 50% получаемой прибыли.
Возможности металлургии и машиностроения выпускающего горно-шахтное, горнодобывающее оборудование, в какой-то степени ограничены износом производственной базы и недостаточной квалификацией рабочего персонала.
Темпы роста в 2005-2007 годах составили всего 20%.
В 2008-2012 годах темпы роста выпуска металлургического и горного оборудования в среднем составил 7%.
При этом большая часть оборудования для перевооружения металлургического комплекса закупалось за рубежом.
Замечание 2
Наиболее высокие темпы роста развития металлургического комплекса возможны лишь при увеличении финансирования и повышении уровня загрузки производства машиностроения.
Сложнее ситуация складывается в станкостроении и инструмент строении (одна из составляющих технологического процесса), так как они зависят от машиностроения, а у нее в свою очередь малая инвестиционная активность. Недостаточное финансирование тормозит процесс выпуска высококвалифицированного оборудования, не уступающего по своим характеристикам зарубежным аналогам. Таким образом всего 17% необходимого оборудования может быть произведена здесь, остальное придется закупать за рубежом.
Со временем будет увеличена потребность машиностроения в металлургии. Дополнительная потребность в черных металлах связанна с выпуском инвестиционной техники, спрос на которую с 2005 года вырос на более чем на 60%.
Основной разбег металлургическое машиностроение получило в годы первых пятилеток, и со временем, увы, этот процесс пошел на спад.
Следует отметить, что за последние тридцать лет не было построено ни одного нового завода с использованием продукции металлургии.
- Определение металлургия
- Металлургия и машиностроение: взаимосвязь
- Металлургия чёрных и цветных металлов
- Сотрудничество металлургии с другими отраслями
- Проблемы металлоемких отраслей машиностроения
- Развитие металлургии
Определение металлургия
Металлургия – это сфера техники и науки, которая охватывает несколько процессов извлечения металлов из руды и иных типов сырья. Металлургия включает в себя процессы, которые связаны с преобразованием химических составов, структур и особенностей металлических сплавов. А также металлургия занимается изготовлением разной металлической продукции. В узком смысле слова «металлургия» — это искусство получение металла из руды. На сегодняшний день металлургия выделена в отдельную отрасль промышленности.
Металлургия и машиностроение: взаимосвязь
Отношения металлургической отрасли с иными отраслями обуславливается снабжением этих отраслей металлом и конечными изделиями металлургии. Около пятидесяти процентов использования продукции металлургии приходится на машиностроительную и металлообрабатывающую отрасли. До двадцати пяти процентов проката подвергается дальнейшей обработке. Примерно двадцать процентов потребляется строительной областью. И до десяти процентов использует транспортная промышленность.
Машиностроительная отрасль является самым крупным потребителем металлургии. В то же самое время изделия машиностроительной отрасли потребляются металлургической отраслью, поэтому эти две отрасли тесно связанны друг с другом. Самым металлоемким считается отрасль тяжелого машиностроения, которая потребляет большое количество металлопродукции. Предприятия, которые производят технику для металлургической промышленности сосредоточены в областях производства продукции металлургии. Машиностроительная отрасль снабжает металлургическую отрасль таким оборудованием, как оборудование для доменного, прокатного и дробильного производства, а также горнодобывающее оборудование.
Металлургия чёрных и цветных металлов
В мире сложилось исторически разделение металла на чёрный (сплавы на основе железа и само железо) и прочие – то есть цветной металл. Поэтому, металлургию разделяются на цветную и чёрную. В состав чёрной металлургии входит добыча и обогащение руды чёрного металла, а также изготовление сталей, чугуна и ферросплавов. Чёрная металлургия также изготавливает прокат чёрных металлов, изделия из стали и чугуна. В состав цветной металлургии входит добыча, обогащение руды цветных металлов, а также изготовление продукции, которая содержит цветные металлы и их сплавы. Согласно своим физическим свойствам и предназначению, цветные металлы делятся на тяжёлые и лёгкие.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Сотрудничество металлургии с другими отраслями
Черная металлургия непосредственно сотрудничает с горнодобывающей, угольной, энергетической и химической промышленностями. На сегодняшний день прирост черной металлургии снизился, так как ёмкость рынка России сильно уменьшилась. Потребность в продукции черной металлургии на текущий момент приблизительно семьдесят процентов от объема производства продукции, и двадцать процентов снабжается с помощью импортных поставок. Можно сделать вывод о нацеленности черной металлургии на внешний рынок.
Экспортная часть черной металлургии более сорока процентов, цветная металлургия отправляет на экспорт примерно пятьдесят процентов своей продукции. Долю экспорта можно уменьшить, увеличив потребление продукции на внутреннем рынке такими отраслями, как машиностроительная и строительная. Самые большие поставки на экспорт, — это поставки чугуна и железной руды. Основная экспортная продукция уменьшается в своих объёмах поставок. Это наталкивает на выводы, что деятельность металлургии, которая направлена на внешнюю экономику очень сильно подвергается рискам, а эти риски сильно воздействуют на производство продукции. На сегодняшний день потребление машиностроительной отраслью продукции черной металлургии, насчитывает не более тридцати процентов. И это намного меньше, чем во времена Советского Союза. А спрос на продукцию цветной металлургии снизился почти в 2 раза.
Замечание 1
Выводы, которые можно сделать, говорят о том, что от развития машиностроения, зависит рост металлургической отрасли производства. И хотя в машиностроении наблюдается относительный рост, но он не настолько значителен для подъёма металлургии. Низкое инвестирование в машиностроение, не даёт существенных результатов рост в других отраслях, в том числе и в металлургической отрасли.
Проблемы металлоемких отраслей машиностроения
В машиностроительных областях, которые требуют большого потребления металла сложилась относительно тяжёлая ситуация. С две тысячи второго года начался прирост стоимости на продукцию черной металлургии. Это привело к снижению рентабельности предприятий, и соответственно снизило конкурентоспособности продукции машиностроительной отрасли. Для того, чтобы решить данную проблему, необходимо слаженное взаимодействие машиностроительной и металлургической отраслей.
Не нашли что искали?
Просто напиши и мы поможем
Взаимодействие этих отраслей создаст благоприятные условия по расширению рынка внутри России. И с помощью развития машиностроительной отрасли произойдёт рост и в металлургии. Обновление производства потребует больших капиталовложений. Но доходы металлургической отрасли смогут покрыть затраты на инновационные перевооружения машиностроения и завершённое перевооружение производства за десять лет.
В случае если внешнеэкономическая политика не испытает существенных перемен, тогда расходы на переоборудование металлургической отрасли будут менее пятидесяти процентов от полученного дохода. Потенциал металлургической и машиностроительной отраслей стеснены изнашиванием промышленных активов и низким профессионализмом сотрудников.
Развитие металлургии
В машиностроении рост с две тысячи пятого по две тысячи седьмой год составил порядка двадцати процентов. А с две тысячи восьмого по две тысячи двенадцатый год рост уменьшился до семи процентов. В то время как много техники для модернизации металлургического производства была закуплена за границей, а не внутри страны. Большой рост производства в металлургическом комплексе возможен только с увеличением финансирования и уровня нагрузки на машиностроительную отрасль.
Отсутствие денежных средств замедляет процессы разработки и изготовления высококлассной техники и аппаратуры, которые не уступают своими параметрами иностранным моделям. Следовательно, не более семнадцати процентов требуемого оборудования возможно произвести на территории Российской Федерации, а прочие предприятия будут вынуждены покупать за границей. Спрос на инвестиционную технику неуклонно растёт, поэтому необходимость машиностроения в металлургической отрасли будет тоже расти. Но есть смысл заметить, что ни одного нового завода не было построено за предыдущие 30 лет с применением продукции металлургической отрасли.