от греч. metallurgeo — добываю руду, обрабатываю металлы , metallon — рудник, металл и ergon — работа) — область науки и техники и отрасль пром-ти, охватыв. получение металлов из руд и др. материалов, а тж. процессы, связ . с изменением химич . состава, структуры и св-в металлич. сплавов. К м. относятся: предварит, обработка добытых из недр земли руд, получение и рафинир. металлов и сплавов; придание им определ. формы и св-в. Историч. в России сложилось разделение м. на черную и цветную. Черная металлургия (ЧМ) охватывает произ-во (сплавов на основе Fe (чугуна, стали , ферросплавов), Мп, Сг, V (на долю черных металлов приходится ок. 95 % всей производимой в мире металлопродукции). Цветная металлургия (ЦМ) включает произ-во всех др. металлов, в т.ч. радиоактивных. Нек-рые металлургич. процессы применяются также для произ-ва полупроводников и неметаллов (Si, Ge, Se, Те, As, P, S и др.); отдельные из них получают попутно с извлеч. металлов. В целом соврем, м. охватывает процессы получения почти всех элементов Периодической системы , за исключ. галоидов и газов. М. — базовая отрасль пром-ти России, в значит, степени определяет жизнеспособность экономики страны. На произ-во черных и цв. металлов, составляющих более 95 % общего объема использ. конструкц. материалов, расход , ок. 14 % топлива , 24 % электроэнергии , 40 % сырья и минер, ресурсов, потребл. в стране (1998 г.). Почти 24 % грузов, перевозимых в России жел.-дор. транспортом, обеспечивает нужды м. Металлургич. комплекс России объединяет ок. 300 промыш. предприятий; в нем занято более 1,2 млн. работников разных профессий.
Возникновение м., как показыв. археоло-гич. находки, относится к глубокой древности, напр., следы выплавки меди в юго-зап. части Мал. Азии датир. 7-6-м тыс. до н. э. Примерно в то же время были известны самородные металлы: золото, серебро , медь и, возможно, метеоритное железо . В последующие периоды, когда научились добывать и обрабатывать руды, появились и технологии их переработки. Сначала металлич. изделия изготовляли обработкой металлов в хол. сост. Медь и железо с трудом поддавались такой обработке и поэтому не могли найти широкого применения. После изобрет. гор. кузнечной обработки (ковки) медные изделия получили более широкое распространение. Овладение способами выплавки меди из окисл. руд и получения из нее отливок (5-4 тыс. лет до н. э.) привело к быстрому росту про-из-ва меди и к значит, расширению ее применения. Освоение гораздо более сложного процесса переработки сульфидных медных руд с примен. предварит, обжига руды и ра-финир. меди повтори, плавлением относится к сер. 2-го тыс. до н. э. (Бл. Восток, Центр. Европа). Во 2-м тыс. до н. э. начали широко применяться изделия из бронзы (ок. 90 % Ci + 10 % Sn), к-рые по кач-ву (твердости, корроз. стойкости , упругости , остроте лезвия и др.) значит, превосходили медные. Кроме того, бронза имела более низкую tm, чем медь, и лучше заполняла литейную форму. Поэтому изделия из меди интенсивно вытеснялись бронзовыми, что ознаменовало переход к бронзовому веку. В конце 3-го и во 2-м тыс. до н. э. крупным центром м. меди и бронзы был Кавказ.
Примерно в сер. 2-го тыс. до н. э. человек начинает овладевать и способами получения железа из руд. Сначала для этой цели использовали костры, а затем спец. плавильные ямы — сыродутные горны (см. Сыродутный процесс). В горн, вылож. из камня, загружали легковосстановимую руду и древесный уголь . Дутье , необход, для горения угля, подавалось в горн снизу (сначала естеств. тягой, а потом мехами). Углерод восстанавливал оксиды железа. Относит, низкая темп-pa процесса и большое кол-во железистого шлака препятствовали науглерожив. металла и позволяли получать железо только с низким содержанием углерода в виде кома, наз. «крицей», на дне горна. После извлеч. из горна «крицу» проковывали (для уплотнения); удаляли шлак и получали металл для изготовл. изделий. Процесс был ма-лопроизводит. и обеспечивал извлечение из руды лишь около половины содерж. в ней железа. М. железа развивалась очень медленно, несмотря на то что железные руды гораздо более распростр., чем медные. Преимущ. развитие м. меди обусловл. и тем, что сыродутное железо по кач-ву значит, уступало меди. Это объясняется прежде всего тем, что при достижимых в то время темп-pax медь получали в расплавл. состоянии , а железо — в виде тестообразной массы , с большим содержанием включений шлака и несгоревшего древесного угля. В связи с низким содержанием углерода сыродутное железо было мягким; изготовл. из него оружие и орудия труда не подвергались закалке и значит, уступали по кач-ву бронзовым. Для перехода к более широкому произ-ву и применению железа необх. было усовершенствовать примитивный сыродутный процесс, овладеть процессами науглерож. железа и его послед, закалки, т.е. освоить получение стали. Это обеспечило железу в 1-м тыс. до н.э. главенств. положение среди металлов, использ. человеком, и наступление т. н. железного века. К нач. н. э. м. железа была почти повсеместно распространена в Европе и Азии.
На протяжении почти трех тысячелетий м. железа не претерпевала принц, изменений. Процесс постепенно совершенствовался: увеличивались размеры сыродутных горнов, улучшалась их форма, повышалась мощность дутья; в рез-те горны превратились в неб. шахтные печи для произ-ва сыродутного железа — домницы (т.н. «штукофены»). Увеличение размеров домниц привело в сер. XIV в. к появлению неб. домен , печей (см. Доменное производство). Увеличение высоты этих печей и более интенс. подача дутья способст. повышению темп-ры и значительно более интенс.
восстановлению науглероживанию металла (см. Доменный процесс). Вместо тестообразной массы сыродутного железа в домен, печах получали уже высокоуглерод. железный расплав с примесями Si и Мп — чугун. Росту произ-ва чугуна способствовало изобретение в XIV в. т. н. кричного передела его в ковкое железо. Переплавляя чугун в кричном горне, его рафинировали от примесей (С, Мп, Si, P), окисляя их кислородом дутья и специально загружаемого в горн железистого шлака. Кричный процесс быстро вытеснил малопроизводит. способы получения стали на основе сыродутного железа. Т.о. возник двух-стадийный процесс получения железа, сохранивший свое значение и являющийся основой совр. технологии произ-ва стали. След, этапом развития м. стали в Европе было появление в Англии в 1740 г. тигельной плавки (задолго до того известной на Востоке) и в 1788 г. — пудлингового процесса. Тигельная плавка была первым способом произ-ва литой стали. Ее выплавляли в тиглях из огнеупорной глины , к-рые устанавливались в спец. печи. По кач-ву эта сталь сущест. превосходила сталь из крицы. Но масштабы тигельной плавки долго оставались незначительными. Мировое произ-во жидкой тигельной стали, напр, в 1850—1860 гг. не превышало 100 тыс. т в год. В пудлинговом процессе чугун рафинировали от углерода и примесей (Мп, Si, P), на поду отражат. печи и получали как губчатое (т. н. сварочное) железо, так и разные сорта стали, регулируя окисление углерода и добавляя присадки ферромарганца или кремнистого чугуна. Пудлинговое железо оставалось до 2-й полов. XIX в. осн. конструкт, материалом (его мировое произ-во в 1850 г. достигло 4,5 млн. т). Но тигельный и пудлинговый процессы не могли удовлетворить возрастают, потребности в стали. М. чугуна развивалась опереж. темпами. Этому способст. внедрение мехов с приводом от водяного колеса (XV в.), кам.-уг. кокса вместо древесного угля (1735 г.), паровой воздуходувной машины (1782 г.), нагретого дутья (1828 г.), воздухонагревателя регенерат, типа с огнеуп. насадкой (1857 г.), конус , засыпного аппарата (1850 г.). К концу XIX в. относится применение предварит, подготовки руд (дробление, измельчение , классификация и др.) к домен, плавке. Поэтому до XX в. мировое кол-во выплавл. чугуна превышало произ-во стали, тыс. т:
Годы 1866 1870 1880 1890 1900 1910 1917
Чугун 9449 12090 18237 25592 40729 59837 71938
Сталь 300 518 4247 12478 28275 52017 81327
Революц. в разв, м. железа явилось изобретение трех новых процессов произ-ва жидкой (литой) стали: бессемеровского процесса, 1856 г. (Германия) (см. Конверторное производство), мартеновской плавки, 1864 г, (Франция) (см. Мартеновское производство) и томасовского процесса, 1878 г. (Англия). Быстрое распростр. этих процессов (в первую очередь мартен, плавки в печах с осн. футеровкой и использ. большого кол-ва металлич. лома) привело к тому, что к сер. XX в. выпуск чугуна составлял только 70 % от выплавки стали.
Дальнейшее развитие сталеплавильного произ-ва во 2-й полов. XX в. связано с существ, увелич. емкости и произв-ти металлур-гич. агрегатов, шир. применением кислорода для повыш. эффективности металлургич. процессов, появлением новых и бурно развив, процессов выплавки стали в кислородных конвертерах с верхним, нижним и комбинир. дутьем (см. Конвертерное производство) и в мощных электродуговых печах (см. Электросталеплавильное производство), с развитием внепечного рафинирования жидкого металла в вакууме , обработки инерт. газами и син-тетич. шлаками, освоением и масс, внедрением непрер. разливки стали взамен разливки металла в чугун, изложницы , широкой механизацией и автоматизацией произв. процессов. В соврем, м. железа большое значение приобрела выплавка высококач-венных легир. сталей и сплавов, к-рая с XX в. производится преимущ. в электропечах (см. Электросталеплавильное производство). Со 2-й пол. XX в. для получения нек-рых цв. металлов, а тж. сталей и сплавов особо ответств. назн. (напр., для авиац.-космич. техники, судостроения и др.) начали применять дополнит, переплав металла в дуговых вакуумных печах, электрошлак, эл-нолуч. и плазм , установках (см. Вакуумно-дуговой переплав, Электрошлаковый переплав, Плазменный переплав, Электроннолучевой переплав). Для извлеч. железа из руд наряду с домен, плавкой, к-рая продолжает развиваться, разрабатываются способы прямого получения железа, пригодного в кач-ве шихты для выплавки стали в электропечах. Мировое произ-во стали за 100 лет возросло с 14 млн. т в 1895-1896 гг. до 600 млн. т (1970 г.), 770 млн. т (1990 г.) и 798 млн. т (1997 г.), т. е. в 57 раз. В наст, время сталь выплавляют ок. 100 стран,
причем развивающиеся — опереж. темпами. В 1960 г. только 18 % стали в мире выплавлялось вне Европы, бывш. СССР и Северной Америки, в 1995 г. эта доля увеличилась до 48 % и может достичь 60 % в 2000 г.
Кроме железа в древнем мире добывали и применяли Аи, Ag, Си, Sn, Pb, Hg. Произ-во многих др. цв. металлов достигло значительного уровня только в последние века (иногда 10-летия).
В России широкое развитие горного дела и металлургии нач. в правление Ивана III Васильевича (1440—1505 гг.), к-рый предпринял первые попытки промыш.-технич. сближения с Европой, выписывая оттуда мастеров горного дела. В 1491 г. в Печорский край была отправлена экспедиция для поиска серебряной руды. Экспедиция из неск. русских и иностранных специалистов кроме серебра открыла на р. Цильме месторождения меди, что позволило России чеканить медную мелкую монету из собств. металла. К концу XVI в. горный промысел и металлургия широко распространяются по всей России. Наиб, бурное развитие м. и железоделат. произ-во получили при Петре I (1672-1725 гг.). В конце 1719 г. он учредил Берг-коллегию для управления горными делами и артиллерией и указом от 10 декабря того же года объявил полную свободу горному промыслу в России. Поэтому указу каждому жителю России разрешалось искать руды и др. полезные ископаемые не только на своих собств. и казенных
землях, но и на частных. Каждый промышленник должен был вносить в казну налог в сумме 10 % от стоимости всего добытого. В это время выдвинулся тульский кузнец Никита Демидов. Вначале он работал на орудийном з-де в Туле, основ, голл. кузнецами, а затем основал свой з-д. Вместе с др. мастерами Н. Демидов был послан на Урал строить Невьянский железоделат. з-д, к-рый он получил в 1702 г. от царя в полную собств-ть.
Вскоре Н. Демидов уже за свой счет построил на Урале еше неск. з-дов. Екатерина II (1729— 1796 гг.) издала манифест от 28 июня 1782 г., по к-рому всем землевладельцам даровалась свобода распоряжаться своими землями и право на все ископаемые из них. При Екатерине II в 1773 г. в С.-Петербурге был открыт Горный институт, а с 1825 г. стал издаваться Горный журнал, что способст. подготовке высококвалифиц. кадров
для горного дела и металлургии. В 1825 г. в России были проведены большие экспедиции на Урал, Алтай, Кавказ и в Крым. Отмена крепостного права в 1861 г. позволила существ, расширить объемы металлургич. про-из-ва с использованием дешевой рабочей силы. В царств. Александра II (1818—1881 гг.) геологич. исследования и разведка месторождений велись от границ Пруссии до берегов Тихого океана и Сахалина и от Мурманска и устьев Печоры до подножия Кавказа и Памира. В 1882 г. правительством России был основан Геологический комитет, гл. задачей к-рого было составление общей геологич. карты России. Добыча железных руд и выплавка чугуна и стали в России исторически развивались в р-нах Сев. и Ср. Урала, в округах Гороблагодатском, Нижнетагильском, Невьянском, Сергинском, Сысертском, Кыштымском, Златоустовском, где были построены металлургич. з-ды. Кроме того, жел. Руда добывалась ив др. р-нах: по берегам Вишеры (Пермская область), Бакальском (Челябинская область); на Юге России (Украина) в Кривом Роге, Керчи и др. районах; в Центральной России в Московской, Тверской, Тульской, Калужской, Новгородской, Псковской, Витебской, Смоленской, Нижегородской, Тамбовской, Костромской и Ярославской губерниях, в Карелии. Объемы добычи жел. руды и выплавки чугуна в России по разным регионам в 1896 г. приведены ниже.
Добыто железной руды в России в 1896 г.
Район России Число: Руда, тыс. т рабочих рудников
Урал 25656 6541300
Центр 4224 78280
Северо-Запад 4315 109300
Юг и Юго-Запад 3489 371230
Сибирь 239 1027
Северный край 235 2922
Кавказ 13 45
Всего 38171 9213164
Выплавлено чугуна в России в 1896 г.
Заводы Число з-дов Чугун, тыс. т
Уральские (казенные и частные) 122 570
Центральной России 48 134.
Польские и Северо-Западные 32 217
Южные и Юго-Западные 24 629
Северные 4 4
Сибирские 6 7
Финляндские 13 22
Всего 249 1586
Россия с 1730-х гг. долго занимала 1-е место в мире по выплавке чугуна, вывозила значительную часть чугуна за границу, в т. ч. в Англию, где напр., в 1740 г. было выплавлено 17 тыс. т чугуна, а в России — 50 тыс. т. Но в нач. XIX в. Россия из-за задержки с переходом от использ. древесного угля в домен, печах к кам.-уг. коксу была отодвинута на 3-е, а к 1860 г. на 7-е место в мире. К 1913 г. Россия по объему произ-ва чугуна (4,03 млн. т) и стали (3,68 млн. т) занимала 5-е место в мире, а ее доля в мировой выплавке чугуна (76,3 млн. т) и стали (69,5 млн. т) составляла только 5,3 %.
М. железа особенно интенсивно развивалась в СССР в 20-30-е гг. после окончания Гражданской войны (1918-1920 гг.) и 50-70-е гг. после Великой Отечественной войны (1941-1945 г.г.). В рез-те СССР к 1976 г. занимал 1-е место в мире по произ-ву чугуна, стали (доля РСФСР сост. ок. 60 % общего объема) и другим видам металлопродукции, удерживая его до 1990 г. Распад СССР и последовавший за"ним глубокий экономич. кризис в странах СНГ привели к резкому падению с 1991 г. металлургич. произ-ва в России (см. Черная ч Цветная металлургия).
Соврем, м. как совокупность осн. техноло-гич. операций произ-ва металлов и сплавов включает добычу и подготовку руд к извлеч. металлов (в т.ч. обогащение); извлеч. и рафи-нир. металлов: пирометаллургич., гидрометал-лургич., электролитич. процессы получения изделий спеканием из металлич. порошков; кристаллофизич. методы рафинир. металлов и сплавов; процессы разливки металлов и сплавов (с получением слитков или отливок); обработку металлов давлением; термич., хи-мико-термич. и др. виды обработки металлов для придания им соответств. св-в; процессы нанесения защ. покрытий .
С м. тесно связаны произв-ва коксохимия., огнеупоров и ряд др. отраслей пром-ти.
Подготовка руд к извлеч. металлов начинается с дробления, измельчения, грохочения и классификации (см. Классификатор). След, стадия обработки — обогащение (см. Обогащение полезных ископаемых). В процессе или после обогащения материалы подвергают обычно обжигу или сушке . Весьма эффективен обжиг в кип. слое. Наиб, применение в обогатит, технике имеют флотац., гравитац., магн. и электрич. методы. Флотац. процессами перерабат. > 90 % всех обогащ. руд цв. и редких металлов. Из гравитац. процессов распространены обогащение в тяж. средах, отсадка , концентрация на столах и др. методы.
Большое значение обогатит, процессов в соврем, м. обусловлено стремлением к повыш. эффективности металлургич. произ-ва, а тж. тем, что по мере роста выплавки металлов приходится использовать все более бедные руды. Непосредств. металлургич. переработка таких руд (без обогащения), как правило , неэкономична, а в нек-рых случаях даже невозможна.
Заключит, операции подготовки руд — обычно их усреднение, смешение, а также окускование посредством агломерации , окатывания (окомкования) или брикетирования . Необходимость окускования обусловлена тем, что при обогащении руды измельч., а применение в плавке мелко измельч. материалов в нек-рых металлургич. произ-вах нежелательно или недопустимо.
Пирометаллургич. (высокотемп-рные) методы извлеч. и рафинир. металлов весьма многообразны (см. Пирометаллургия). Они реа-лиз. в шахтных, отражат. или электрич. печах, конвертерах или др. агрегатах. В пирометаллургич. процессах происходит концентрир. металлов и удаляемых примесей в разных фазах системы, образ, при нагреве или расплавлении перерабат. материалов. Такими фазами могут служить газ, жидкие металлы, шлак, штейн и тв. вещ-ва. После разделения одну или неск. из этих фаз направляют на дальнейшую переработку. Для необх. операций в пирометаллургии применяют окислит., восстановит, и др. процессы с целью интенсификации окисления успешно используют газообразный кислород, а также хлор и селитру . В кач-ве восстановителей применяют углерод, оксид углерода, водород или нек-рые металлы (см. Металлотермия). Примерами восстановит, процессов могут служить домен., плавка, выплавка вторичной меди, олова и свинца в шахтных печах, получение ферросплавов и Ti- шлака в рудовосст. электропечах. Магниетермич . восстановлением получают, напр., титан . Окислит, рафинирование — необх. элемент в мартен, и конвертер, произ-ве стали, при получении анодной меди, а тж. свинца.
Весьма широко использ. методы извлеч. и рафинир. металлов, осн. на образов, сульфидов, хлоридов, иодидов (см. Иодидный процесс), карбонилов. Большое значение имеют процессы, базир. на испарении и конденсации (дистилляция, ректификация , вакуумная сепарация , сублимация). Получили развитие внепечные методы рафинир. стали, а также
вакуумная плавка и плавка в аргоне , примен. в произ-ве химич. актив, металлов (Ti, Zr, Mo и др.) и стали.
Гидрометаллургия , методы извлеч. и рафи-нир. металлов, не треб. вые. темп-р, базир. на использ. водных р-ров (см. Гидрометаллургия). Чтобы перевести металлы в р-р, применяют выщелачивание с использ. водных р-ров кислот, оснований или солей. Для выделения элементов из р-ра используют цементацию , кристаллизацию, адсорбцию , осаждение (см. Осадительная плавка) или гидролиз . Широко распростр. сорбция металлов ионообм. вещ-вами (в основном синтетич. смолами) и экстракция (с использ. органич. жидкостей). Совр. сорбц. и экстракц. процессы высокоэффективны. Они позволяют извлекать металлы не только из р-ров, но и из пульпы , минуя операции отстаивания , промывки и фильтрации . Из др. гидрометаллургии., процессов отметим автоклав , переработку материалов при повыш. темп-pax и давлениях (см. Автоклав), а также очистку р-ров от примесей в кип. слое. В нек-рых произ-вах применяют извлечение металлов (напр., золота) из руд использ. ртути — амальгамацию .
Большое значение в м. имеет получение или рафинир. цв. металлов электролитич. осаждением (см. Электролиз) как из водных р-ров (Си, Ni, Co, Zn), так и из расплавов (А1, Mg). A1, напр., получают электролизом криолит-глиноземного расплава.
Широко применяется произ-во изделий из металлич. порошков, или порошковая металлургия. В ряде случаев этот процесс обеспечивает более вые. кач-во изделий и лучшие технико-экономич. показатели произ-ва, чем традиц. способы.
Для получения особо чистых металлов и полупроводников применяются кристаллофи-зич. методы рафинир. (зонная плавка, вытягивание монокристаллов из расплава), основ, на различии составов тв. и жидкой фаз при кристаллизации металла из расплава.
Процессы получения отливок из расплавл. металлов и сплавов (см. Литейное производство) и слитков, предназнач. для послед, обработки давлением (см. Разливка металла), известны мн. века Осн. направления технич. прогресса в этой области связаны с переходом к непрер. разливке стали и сплавов и к совмещ. процессам литья и обработки заготовок давлением (напр., бесслитковое получение проволоки или листа из расплавл. А1, Си, Zn).
Обработка металлов давлением тж. известна очень давно (ковка железа была, напр., необх. элементом переработки крицы), перво-нач. ковку металлич. заготовок (слитков) осуществляли вручную, а затем паровыми меха-нич., гидравлич. молотами и гидравлич. ковочными прессами. Прокатка — осн. способ обработки металлов и сплавов давлением на совр. металлургич. з-дах (см. Прокатное производство). Прокатный стан, предлож., по-видимому, еще Леонардо да Винчи (1495 г.), превратился в мощный высокоавтоматизиров. агрегат, произв-ть к-рого достигает неск. млн. т металла в год. Наряду с листовым и сортовым металлом прокаткой получают трубы , гнутые и периодич. профили (см. Прокатный профиль), биметаллы и др. виды изделий. Для изготовления длинномерных полуфабрикатов, полых проблей и труб из многих цв. металлов и сплавов в совр. м. широко применяют прессование на горизонт., реже на вертик. гидравлич. прессах (см. Прессование металлов). При произ-ве проволоки преимущ. используют волочение . Кузнечно-штамповочное произ-во и прессование — важнейшие способы обработки металлов давлением на машиностроительных предприятиях.
Термич. обработка, обеспечив, получение наиб, благопр. структуры металлов и сплавов, тж. известна давно. Цементация, закалка, отжиг , отпуск металлов были известны и хорошо освоены на практике уже в глубокой древности. Науч. основы термич. обработки металлов и сплавов были разработаны Д. К. Черновым (см. металловедение). В совр. технике тер-мич. обработка металлов и сплавов, а также др. виды обработки (см. Термическая обработка, Химико-механическая обработка, Химико-термическая обработка) имеют очень широкое применение. Кроме готовых деталей, к-рые подвергаются обработке на маш.-строит, предприятиях, ее проходят мн. виды продукции на металлургич. з-дах. Это относится, напр., к стальным рельсам (объемная закалка или закалка головки), к толстым листам и арматурной стали (упрочн. обработка), к тонкому листу из трансформаторной стали (отжиг для улучшения магн. св-в) и т.д.
Большое значение в совр. м., приобрели процессы нанесения на металл защитных покрытий. Это лужение , цинкование , алю-минирование, хромирование , нанесение пластмассовых и др. покрытий, значит, повыш. кач-во и срок службы металла;
трич., тепл. и радиац. энергию для осуществления и интенсификации химико-технологич. процессов (рис.1). Использ. ат. энергии в металлургии — одно из перспективных направлений. Практич. неисчерпаемость сырьевой базы ат. энергетики в сочетании с многократно меньшим экологич . воздействием на ок-руж. среду (практич. отсутствие пылевидных выбросов, сернистых и азотистых газов, СО2, канцерог. органич. вещ-в и т.п.) позволяют рассматривать ат. электростанцию как вероятный энергетич. узел энерготехнологич. комплекса. Повышение рентабельности энерготехнологич, комплексов на базе ат. реакторов м. б. достигнуто созданием высокотемп-рных реакторов из ТВЭЛов с газ. охлаждением, что позволяет получать наряду с электроэнергией тепло не только низкотемп-рное для бытовых нужд, но и достат. по темп-ре для использования в ряде металлургич. процессов. Одна из возможных схем металлургич. энерготехнологич. комплекса, разработка к-рых ведется в России, Японии, Германии и др. странах, с применением ат. энергии, плазмы и водорода представлена на рис.2;
бескоксовая металлугрия — бездоменная металлургия прямое получение железа и полупродукта (2-4 % С) из руд, минуя стадию выплавки чугуна в домен, печи. Поиски и разработки процессов и агрегатов б. м. интенсивно ведутся в мире последние 70 лет. Осн. мотивы, стимулир. развитие б. м., — ограниченность запасов коксующ. углей, раст. потребности кач-в. металлургии в чистой от примесей металлич. шихте, высокая капитале- и ресурсоемкость металлургич. произ-ва на стадиях, предшествующих выплавке стали и изгот. металлопродукции, а тж. необход, снижения вредного экологич. воздействия металлургии на окруж. среду.
Процессы б. м. по механизму восстановления разделяют на две группы: твердофазное восстановление богатых железных руд (концентрата, окатышей) газом или тв. топливом при / > до 1050-1100 °С, т. е. ниже темп-ры размягчения компонентов шихты, с получением губч. железа (металлизов. сырья), к-рое используют для выплавки стали в дуговой печи или при произ-ве железного порошка, и жидкофазное восстановление необогащ. железных руд и металлоотходов (окалина, шламы, стружка и др.) с использов. энергетич. углей в реакц. зоне жидкой шлак, ванны при t > 1500 °С и получением полупродукта (чугуна), использ. для выплавки стали в конвертере. Процессы твердофазного восстановления классифицир. по трем признакам: по виду получ. продукта (губч. железо, крица); по типу восстановителя (тв. топливо, газ) и по типу восстановит, агрегата (шахтная печь, установка с периодич. действ, ретортами и реактор кипящего слоя). Наиб, развитие получили процессы газ. восстановления железорудных окатышей в шахтной печи (напр., процессы «Мидрекс», «Пурофер», «Армко»), к-рые отличаются в осн. технологией получения газа-восстановителя и системой его рециркуляции. По интенсивности теплообмена и восстановления наиб, эффективен процесс «Мидрекс». Этим способом в 1990 г. произведено 10,8 млн. т металлиз. окатышей. Способ «ХИЛ» (Мексика), осн. на восстановлении неподв. слоя руды (окатышей)
в периодич. действ, ретортах, вытесняется шахтным процессом «ХИЛ-1П». Процессы (напр., «ФИОР», «ХИБ», «Аш-Айрон», «Ониа-Новальфер») с реакторами кипящ. слоя позволяют исполыз. мелкие железорудные материалы без окускования. Получаемый восстановл. продукт склонен к окислению, и его брикетируют.
Большинство промышл. процессов б. м. с тв. восстановителем базируется на использ. вращ. трубч. печей. Агрегаты этого типа применяются при произ-ве губч. железа (напр., «СД-РН»). В Японии трубч. печи используют для переработки отходов металлургич. произ-ва, содержащих Zn и РЬ (процессы «СПМ и СДР»). В России имеются три полупромышл. агрегата б. м.: на ОАО «Белорецкий металлургич. комбинат» (шахтная печь), на ОАО «Металлургич. з-д Сибэлектросталь» (трубч. печь), на ОАО «Нижнетагильский металлургич. комбинат» (конвейерная машина). Пром. произ-во по схеме, близкой к процессу «Хо-ганес», организ. на ОАО «Сулинский металлургич. з-д». На ОАО «Оскольский электро-металлургич. комбинат» работают 4 печи «Мидрекс» с обшим произ-вом 1,7 млн. т. Мировое произ-во железа прямого восстановления в 1995 г. составило > 30 млн. т, в т. ч. ок. 4,5 млн. т горячебрикетиров. железа. По прогнозной оценке произ-во железа прямого восстановления возрастет до 49 млн. т в 2000 г. и до 53 млн. т в 2005 г. Перспективы развития б. м. связаны с разработкой экономичного процесса газификации угля и созданием яд. энергоустановки с темп-рой Не-теплоносителя 870-950 "С.
Процессы б. м., осн. на жидкофазном вос-стан. металла из железной руды, подразделяют на: одностадийные по схеме «плавление-восстановление» в одном агрегате (напр., «ПЖВ» или «Ромелт») и двухстадийное по схеме «восстановление—плавление» в комби-нир. двух агрегатах, в одном из к-рых (низко-темп-рном) идут преимущественно процессы металлизации сырья, а в др. (высокотемп-рном) — горение и формирование восстановит, газа, к-рым нагрев, и восстанавл. сырые материалы в первом агрегате. Наиб, разработ. схема двухстадийного процесса «восстановление—плавление» — вариант «шахтная печь-горн» (напр., процессы «КОИН», «КИГ», «БСК» и др.). Двухстадийный процесс позволяет решить лишь одну задачу — замену кокса недефицит, тв. топливом. Др. задача, реш. одностадийным процессом, — использ. нео-
кусков, железной руды — не достигается. В н. в. из процессов жидкофазного восстановления в промышл. масштабе реализован только процесс «COREX» ф. «Voest Alpine" (Австрия) в ЮАР, где в 1989 г. введена установка произв-тью 300 тыс. т чугуна в год. Широкое промышл. внедрение процессов жидкофазного восстановления сдерживается вые. уд. энергозатратами;
вакуумная металлургия — раздел м., включ. плавку и рафинир. металлов и сплавов в разреж. атмосфере ; относится к спец. электрометаллургии . В н. в. широко примен. для произ-ва разных сталей и сплавов (от углерод, конструкц. до сложнолегир. жаропр. на основе Ni и Со) вакуум, индукц. плавка (ВИП) преимущ. в 6-12-т печах (см. Вакуумно-индукционная печь), и вакуум, дуг. переплав (ВДП) в медный водоохлажд. кристаллизатор с массой слитка 4,5-8,0 т. (см. Вакуумно-дуговая печь).
ВИП как металлургич. процесс имеет ряд преимуществ и обеспеч. возможность использ. шихтовых материалов в разном виде (кусковые материалы, лом, брикеты и т. п.); получения сталей и сплавов в узком пределе по химич. составу; длит, выдержки расплава в глуб. вакууме (6,65—0,65 Па); контроля и регулир. темп-ры и состава металла по ходу плавки; актив, воздействия разными способами на металлургич. процессы в любой период плавки. Однако ВИП обладает такими недостатками, как загрязнение металла продуктами его взаимодействия с футеровкой и образование при кристаллизации в слитке дефектов, хар-рных для слитка обычной открытой выплавки.
Металл в вакуумно-дуг. печах плавят при разрежении 6,6-0,13 Па теплом, выдел, сильноточной электрич. дугой низкого напряжения, которую зажигают м-ду торцом расход, электрода и поддоном. Иногда для подавления испар. элементов с вые. упругостью пара и улучш. поверхности слитка переплав ведут при 0,7-4,0 кПа в инертном газе (Аг, Не) или в азоте с целью легир. металла азотом непосредст. из газ. фазы. Жидкий металл с плавяш. торца электрода стекает на поддон, где образ, ванна жидкого металла, постеп. формир. слиток , и ванна перемещ. вверх по мере наплавления слитка. Формир. слитка, его кристаллич. структура и микроструктура , размер и распред. неметаллич. включений, кач-во металла и допуст. скорость переплава в значит, мере опред. энергетич. соотнош. пссгуп. в слиток тепловой мощности и мощности, отводимой от него в окруж. среду. Именно эти
соотношения контролируют осн. технологические параметры ВДП — глубину , форму ванны жидкого металла, темп-рный градиент на фронте кристаллизации, протяженность двухфазной зоны и ск. твердения металла в кристаллизаторе.
При произ-ве сталей и сплавов для особо ответств. деталей и конструкций все более распростран. дуплекс-процессы: ВИП + ВДП, ВИП + ЭЛП, ВИП + ЭШП;
космическая металлургия — м., технологич. процессы к-рой осуществл., напр., в условиях невесомости, космич. вакуума, в условиях др. планет. К. м. — зарождают область науки и техники, истоки к-рой лежат в научно обоснов. К. Э. Циолковским неизбежности и необходимости космич. произ-ва (КП). Организ. и разверт. КП, в том числе к. м, имеют не столь удаленные по времени цели. В развитии к. м. заинтересована космонавтика, т. к. процессы к. м. она вынуждена использовать для собств. технич. нужд. Проблемы и вопросы добычи внеземного сырья, его переработки в металлы и др. вещ-ва решаются пока в теоретич. разработках, научно-технич. проектах и исследованиях. Вместе с тем ряд компонентов процессов к. м. создаются и материализуются уже сейчас. Закладываются научная и технич. основы к. м. Первые серьезные возможности исслед. перспектив использования таких внеземных факторов, как невесомость, космич. вакуум, в металлургич. процессах появились только после создания мощных ракетно-космич. транспортных систем. Невесомость — осн. внеземной фактор, определ. особенности процессов К. м. на борту космич. аппарата (КА) вне атмосферы планеты с неработ, реакт. двигателями. В реальных условиях полета КА достичь абс. невесомости, т. е. такого состояния, когда взаимное давление частиц тела равно нулю, невозможно. На КА на околоземной орбите имеет место микротяжесть, составл. 10~3—10~5 силы тяжести на поверхности Земли. При этом она не остается постоянной из-за ее непрер. возмущений. Кроме того, на КА действуют знако-перем. нагрузки с амплитудой 10 —10"" земной силы тяжести и частотой от долей ед. до сотен герц, возникающие из-за вибрации работающих на КА электродвигателей и иных механич. перемещений деталей в исполнит, механизмах разных устр-в и приборов на борту КА. На обит, станциях знакоперем. нагрузки возникают из-за действий человека.
Малое значение силы тяжести в условиях полета КА, а тж. нестабильность ее величины существ, сказываются на тепло- и массопе-
реносе в расплавах, газ. и паровой фазах и, соответст., на кинетике металлургич. процессов, в частности кристаллизации. Становятся незначит. выталкив. силы Архимеда. Сниж. роль конвекции гравитац. типа. Осн. становятся конвект. течения , вызв капилляр, силами. В рез-те изменяется процесс фазооб-разования, микроструктура слитка, хар-р ликвации компонентов, сегрегации фаз по плотн. в слитке и т. д. Все это отражается на св-вах сплавов и материалов. Невесомость открывает тж. широкие возможности бесконтейнерного удержания любых вещ-в в жидком состоянии и изменения формы расплава. В процессах формообразования расплавов действие межмолекулярных сил становится определяющим. Расплав в своб. сост. принимает форму сферы. Др. внеземным фактором, к-рый м. б. использован в к. м., является вакуум. На околоземных орбитах КА давление атмосферы 10"4— 1(Г* Па. Вблизи КА оно на один-два порядка выше.
Практич. начало к. м. было положено экспериментом по плазм.-луч. и дуг. сварке ме-таллич. заготовок в 1969 г. на борту космич. корабля «Союз-6» Г. С. Шониным и В. Н. Кубасовым с использ. специализир. установки «Вулкан», спроектир. и изготовл. в Институте электросварки им. Е. О. Патона (г. Киев). Этот эксперимент позволил впервые осуществить и исследовать процессы плавления и затвердевания металла в сварном шве в условиях орбит, полета. В дальнейшем эксперименты по к. м. заняли прочное место в космических программах всех индустриально развитых стран.
Для металлургич. процессов на борту КА использовались электротермич. установки мощностью не более 1—1,5 кВт с темп-рами нагрева до 1500 °С. По мере того, как будут увеличиваться энергетич. ресурсы на КА, будут расти и мощности, использ. для целей к. м. Одноврем. с проблемой энергопотребления решаются и вопросы регулирования темп-рного режима на борту КА созданием спец. систем отвода тепла в космич. пространство.
Установки для процессов к. м. проектир. так, чтобы в наиб, мере автоматизир. выполн. ими операции. На автоматич. КА установки полностью автоматизированы. В космич. печах приняты меры для предотвр. растекания расплавов, выхода из печей нагретых газов и т. п. Каждый металлургич. процесс осуществл. в индивид, герметич. ампуле, капсуле или гер-
Схема пламенно-металлургических процессов
метич. камере . Использ. ампул и капсул облегчает транспортир, обрабат. вещ-в на КА и обратно.
Для углубл. исследования явлений, опре-дел. специфич. особенности металлургич. процессов в условиях космич. полета, создаются спец. установки и приборы для научных исследований. Напр., исследуются: поведение объемов жидкости, находящейся в контейнерах разной формы, в условиях действия внешних сил, к-рые могут появляться на борту КА; структура, устойчивость и интенсивность конвективных течений жидкости, в т. ч. вы-зыв. капиллярными силами; динамика процессов формообразования под действием капиллярных сил; способы управления структурой и интенсивностью конвективных течений; тепло- и массоперенос в расплавах и газах. Создаются соответствующие установки и изучаются такие фундамент, св-ва, как ко-зфф. диффузии в расплавах и парогазовых средах, термодиффузия , теплопроводность , теплоемкость , теплоты плавления, поверхн. натяжение, вязкость и др. св-ва. Одноврем. с решением прикладных вопросов к. м. закладываются физико-химич. основы этого нового направления.
Уменьшение силы тяжести практич. до нуля не изменяет физико-химич. и термодинамич. константы отд. компонентов обрабат. материалов и материала в целом. В условиях космич. полета расплавы, парогаз. смеси становятся чрезвычайно чувствит. к разным воздействиям, приводящим к изменению тепло- и мас-сопереноса из-за изменения интенсивности конвект. перемешивания гравитац. и капилляр, силами. Диффуз. составляющие тепло- и массопереноса остаются постоянными, они не зависят от условий полета. Изменения в тепло- и массопереносе приводят к соответст. изменениям в кинетике металлургич. процессов. Разработаны теоретич. представления о гравитац. конвекции, тепло- и массопереносе в условиях микротяжести, в поле перемен, вектора ускорений, возмущений вектора микротяжести и конвекции из-за градиентов капилляр, сил. В условиях космич. полета получено достат. большое кол-во образцов металлич. сплавов и интерметаллич . соединений с полупроводник., магн. или сверхпроводящими св-вами.
Исходя из эксперимент, и теоретич. исследований, а тж. технико-экономич. целесообразности, предпочтение отдается развитию
процессов получения в условиях космич. полета монокристаллов и эпитакс. структур полупроводников: Si, Ga As, Cd Те и др.
плазменная металлургия неорганич. полупроводниковых вещ-в и материалов и изделий из них с задан, св-вами.
Возникновение этого направления м. связано с изобретением в конце 1940-х гг. полупроводникового триода (транзистора). В н. в. класс полупроводниковых вещ-в и материалов весьма обширен (см. Полупроводниковые вещества). Для их получения применяются как методы, основ, на кристаллизации расплавов, так и методы кристаллизации из паровой (газ.) фазы. Компактные слитки и изделия можно изготовлять тж. прессованием порошков, экструзией и др. известными в металлургии методами. Полупроводниковые вещ-ва могут иметь монокристаллич., поликрис-таллич., нанокристаллич. и аморфную структуры.
Задача обеспеч. вые. чистоты конечного продукта от неконтролир. примесей наиб, важна в произ-ве полупроводниковых материалов. При получении (синтезе) полупроводниковых материалов использ. высокочистые исх. химич. элементы или высокочистые химич. соединения. Технологич. операции при необходимости осуществл. в спец. чистых произ-венных помещениях и боксах. Соблюдаются соответст. условия технологич. гигиены. Разработаны и использ. разнообразные методы изготовления высокочистых вещ-в и материалов: ректификац. очистка, дистилляция, возгонка , очистка на ионообменных смолах, очистка методами электрохимии , кристалли-зац. методы очистки и др. Для получения высокочистых химич. элементов или вещ-в широко применяются методы водородного восстановления, термич. разложения предварит, очищ. химич. соединений. Для выращивания монокристаллов из расплавов использ. методы Чохральского, Бриджмена, бестигельной зонной плавки, горизонт, зонной плавки. Для выращивания из паровой фазы — метод сублимации, метод газотранспортных химич. реакций , метод термич. разложения паров химич. соединений и др. Слои и пленки выращ. методами газ., жидкофазной, молекулярно-лучевой эпитаксии и рядом др. способов. Технологич. процессы и оборудование , использ. в произ-ве полупроводниковых материалов, позволяют получать малодислокац., с плотностью дислокаций s 103 см~2, и бездислокац. полупроводниковые материалы с вые. однородностью св-в. Напр., монокристаллы Si выращивают бездислокац., и при диам. 200 мм неоднородность св-в не превышает 2-5 %.
Исходя из уровня требований к кач-ву продукции и тех технологич. приемов и оборудования, с помощью к-рых достигается
необх. кач-во продукции, п. м. можно отнести к прециз. По объему выпускаемой продукции — это малотоннажное произ-во. Напр., выпуск монокристаллов Si в мировом масштабе составлял в 1994 г. ок. 7500 т. На рынок кремний большей частью поступает в виде пластин, произ-во к-рых достигло в 1994 г. около 15 млрд. см2, когда про-изв-во германия составляло ок. 100 т в год, арсенида галлия — десятки т, фосфидов индия и галлия — ед. т;
порошковая металлургия — раздел науки и отрасль металлургич. и машиностроительной пром-ти, включ. технологич. процессы получения порошков металлов, сплавов и химич. соединений, произ-ва из них полуфабрикатов и готовых изделий, переработки отходов легир. сталей, сплавов и дефицитных металлов. П. м. как технология зародилась в 1826 г. благодаря трудам инж. В. Г. Соболевского и В. В. Любарского, разработавших один из осн. приемов п. м. — горячее прессование порошков, заключ. в том, что пористая, как губка, платина помещалась в форму, сдавливалась, нагревалась и после этого превращалась в плотный монолитный металл. Этот способ стал использоваться на Санкт-Петербургском монетном дворе для изготовления монет, медалей, а затем и изделий более сложной формы. Через два года это изобретение было повторено в Англии. В конце XIX в. метод получил развитие в США, а в начале XX в. и в Германии. Эти разработки привели к созданию п. м. тугоплавких металлов и сплавов. Особенно интенсивное развитие п. м. получила после 2-й мировой войны (1939—1945 гг.) и, благодаря ряду изобретений, превратилась в отрасль безотходного произ-ва. Такими изобретениями явились распыление расплавов, изостатич. и разные виды динамич. и импульсного прессования, экструзия в сочетании с термопластич. обработкой, способы прямого и восстановительного синтеза ультрадисперсных порошков химич. соединений в плазм, струях, порошковые га-зотермич. покрытия и т. д. П. м. стала не только конкурентоспособной, но и во многих случаях более эффективной в сравнении с тра-диц. способами произ-ва черных, цв. металлов и особенно высоколегир. сплавов. П. м. впервые открыла новые возможности получения ряда химич. соединений (карбидов, боридов, нитридов, интерметаллидов) и сложнолегир. сплавов как из индивид, оксидов, так и из их смесей методами восстановления углеродом (сажей), водородом, гидридами металлов и т. д. Это позволило синтезировать принцип, новые соединения и сплавы с вые. физико-механич. св-вами, к-рые не могли быть получены по слитковой технологии. Методами п. м. были созданы новые материалы на основе металлов, керамик и хи-мич. соединений с регулир. пористостью, а тж. композиц. материалы, пропит, металлами и сплавами, представл. единый структурный ансамбль, в к-ром прочно соединены неск. разнородных компонентов в виде дисперсных частиц, волокон, нитевидных кристаллов или разветвл. каркаса. В целом п. м. позволяет легко получать крупногабаритные заготовки и готовые изделия как из сложнолегир. сплавов гомогенных структуры и состава, так и из в высшей степени гетерогенных материалов (композитов).
Именно развитие п. м. определило достигнутый уровень св-в таких новых неорганич. материалов, как тугоплавкие металлы и сплавы, жаропрочные сплавы и соединения, жаростойкие, сверхтв. режущие и абразивные, фрикц., корроз.- и износостойкие материалы, сплавы с вые. демпфирующей и звукопоглощающей способн., электротехнич. и электроконтактные материалы, тепло- и электропроводные сплавы, материалы для биологич. защиты, теплоизоляц. материалы и, наконец, чистые металлы. П. м. позволяет получать тж. качест. новые состояния материалов: аморфное, микрокристаллич., ультрадисперсное, при к-рых обеспеч. ряд спец. физич. св-в в сочетании с вые. прочностью и вязкостью разрушения , эффект сверхпластичности .
П. м. открывает новые возможности экономии металла и повышения произв-ти труда в машиностроении из-за сокращения потерь на стружку при механич. обработке деталей. П. м. уже сейчас позволяет поднять КИМ при изготовлении деталей из низко- и сред-нелегир. сталей до 0,85-0,95, а из высоколе-гир. сплавов — в S 5 раз. Другая статья экономии — переработка машиностроит. и метал-лургич. отходов в порошок с последующим его использов. для произ-ва заготовок или деталей. Третья важная статья эффективности п. м. — экономия дефицитных и дорогих цв. металлов и ряда марок высоколегир. сплавов использованием их только для нанесения поверхностных защитных порошковых покрытий, применением порошковых псевдоспла-
вов из недефицитных компонентов — Fe, Си, Сг И т. д., использованием железографито-вых композитов вместо дорогих бронз и ла-туней. В последние годы интенсивно развиваются технологич. процессы получения и обработки порошков разных материалов плазм, струей и дугой. При плавлении в плазм, потоках компактных и дисперсных материалов (напр., отходов проволоки, прутков, стандартных порошков и т.п.) получают сферич. порошки металлов, сплавов и химич. соединений (W, Ni, W-Hf, Fe-Si, А12О3, ZrO2, WC, TiC и др.). Испарением в плазме исх. дисперсных материалов и жидкостей с последующей конденсацией изготовляют высокодисперсные (5—100 нм) порошки металлов и химич. соединений (Mo, Ni, Fe, SiN, А12О3 и др.). Нагревом и плавлением дисперсных материалов основы с испарением и конденсацией материала покрытия на поверхности частиц в плазм, струях получают плакиров. (композитные) порошки (напр., систем W-Cu, TiC-Ni-Mo, A12O,-W, А12ОГ№, ZrO2-W, BC-Ni), использ. для получения жаропрочных материалов, режущего инструмента.
Все осн. процессы п. м., как произ-ва порошков, так и их переработки в металлургич. заготовки или изделия, принцип, более чистые и не загрязняют окруж. среду в ср. с многими процессами традиц. м.;
цветная металлургия — отрасль тяжелой пром-ти, включающая добычу и обогащение руд, произ-во и обработку цв. металлов и их сплавов. Структурно ЦМ включает 16 подотраслей: алюминиевую, никель-кобальтовую, медную, свин-цово-цинковую, оловянную, редкометалль-ную, вольфрамо-молибденовую, титано-маг-ниевую, сурьмяную, плавикошпатовую, электродную, твердосплавную, по обработке цв. металлов, спец., полупроводниковую и вторичную металлургию. ЦМ России объединяет ок. 130 предприятий, производящих цв. металлопродукцию (без учета предприятий по заготовке и переработке лома и отходов цв. металлов) и потребляет (1998 г.) ок. 6 % топлива и 16 % электроэнергии, потребл. в России. Примерно 4 % грузов, перевозимых в стране жел.-дор. транспортом, обеспечивают нужды ЦМ; в ней занято более 515 тыс. человек. Помимо произ-ва цв. металлов и изделий из них на предприятиях ЦМ производят тж. кальцинир. соду, поташ, цемент, серную кислоту, минер, удобрения и др. виды попутной продукции. ЦМ в значит, степени определяет жизнеспособность экономики России, так как
производит ок. 80 % номенклатуры всех кон-струкц. и ф-циональных материалов, без к-рых невозможны существ, и технич. прогресс машиностроения, химии, ат. энергетики, оборон, комплекса, строительства, ряда новых и новейших отраслей, спец. сфер потребления.
В сер. XIX в. Россия занимала 1 -е место в мире по добыче золота и платины, 3-4-е место по произ-ву ртути. В 1913г. выпуск цв. металлов составил, тыс. т: меди — 17, цинка - 2,9, свинца — 1,5. В 1916-1917 гг. начался выпуск вольфрамовых концентратов. Однако в годы 1-й мировой (1914—1918 гг.) и гражд. (1918-1920 гг.) войн предприятия ЦМ были полностью разрушены. К 1928 г. были восстановлены и частично реконструированы медные и свинцово-цинковые рудники и заводы, золотые прииски. В 1929—1940 гг. на новых предприятиях было организовано промыш. произ-во алюминия, никеля, магния, вольфрамовых и молибденовых концентратов, тв. сплавов и электродной продукции. Во время Великой Отечеств, войны (1941-1945 гг.) ЦМ СССР практически обеспечивала нужды воен. пром-ти. Особое развитие в эти годы получило произ-во алюминия, легир. металлов и тв. сплавов. В послевоенный период размещение и развитие ЦМ в РСФСР осуществлялось в неразрывной связи с др. республиками СССР как единого нар.-хоз. комплекса, ориентир, на тесную производств, кооперацию и регион, специализацию. Осн. критериями размещения произ-в являлись наличие минерально-сырьевой базы, значит, и сравнит, дешевых топ-ливно-энергетич. ресурсов, а тж. уровень развития социальной и промыш. инфраструктуры региона независимо от админ.-территор. деления СССР. Поэтому важнейшими особенностями ЦМ, определ. эффективность работы предприятий, являются тесная «привязка» к природному сырьевому фактору, высокие капитале-, фондо-, материале- и энергоемкость большинства произ-в, высокая экологическая нагрузка, большая инерционность и затянутость цикла строительства и освоение произ-ва (в особенности горнодобыв. и обогатит, мощностей). В послевоенные и до распада СССР годы были созданы титановая и полупроводниковая пром-сть, развивалась медная, никель-кобальтовая, свинцово-цин-ковая, алюминиевая, оловянная, вольфрамо-молибденовая, золото-платиновая, алмазная, магниевая, ртутно-сурьмяная, редкометаллич. подотрасли и вторичная металлургия. Наряду с расширением старых пром. центров ЦМ на Урале и в Закавказье были созданы новые
индустр. комплексы в Сибири, на Д. Востоке, в Казахстане, Армении, Киргизии, Узбекистане, Таджикистане, Азербайджане, на Украине и в Грузии. Значит, расширилась номенклатура продукции редкометалл. пром-ти. На основе комплексного использования рудного сырья было освоено произ-во редких металлов и элементов особой чистоты: Cd, In, Se, Те, Bi, Re, Ge, Ga и мн. др. В н.в. в готовую продукцию и полуфабрикаты извлекается 74 элемента Периодической системы Д. И. Менделеева.
ЦМ России, как и ЧМ, отличается довольно вые. степенью концентрации произ-ва; в ее состав входят такие мощные (в т. ч. уникальные) произ-венные комплексы, как РАО «Норильский никель», АО «Верхне-Салдин-ское металлургич. производственное объединение», АО «Красноярский алюминиевый з-д», АО «Братский алюминиевый з-д» и др. Поэтому доля товарной продукции ЦМ в промыш. продукции ряда регионов России является определяющей, напр., в Красноярском крае она составляет 43,7 %, в Мурманской обл. — 36,0 %, в Респ. Хакассия — 31,8 %. В отличие от др. полезных ископаемых содержание цв. и редких металлов в рудах крайне низко. Для получения 1 т цв. металла добывается и перерабатывается от сотен до десятков тыс. т сырья.
В рудном сырье вместе с основными элементами — А1, Си, Pb, Zn, Ni, Sn, W, Mo содержатся попутные — Аи, Ag, платиновые металлы, Со, As, Re, In, Rb, Ga, Se, Те, Cd, Sc, Tl, Ge, S, Ba и др., ценность к-рых иногда выше, чем основных. Рациональное и комплексное использов. природных ресурсов обеспеч. извлечением из них всех ценных компонентов при обогащении и металлургич. переработке концентратов. Большинство редких и драгоценных металлов и почти 1/4 производимой в стране серной кислоты получают при комплексной переработке сырья в ЦМ. Только на з-дах свин-цово-цинковой пром-ти наряду с РЬ и Zn извлекается 18 ценных компонентов и на их основе производится более 40 видов попутной продукции.
На обогатит, фабриках > 90 % всех руд обогащаются флотац. методом (см. Флотация) с применением эффективных флотореагентов. Расширяются масштабы обогащения руд в тяжелых суспензиях и др. гравитац. способами, а тж. с применением новых технологий процессов автогенной плавки сульфидных
концентратов (напр., факельно-барботажной плавки), электротермии, электролиза металлов, гидрометаллургия, технологии на основе процессов сорбции и экстракции.
По объемам произ-ва цв. металлов СССР в 1988—1990 гг. занимал ведущее место в мире: по Ni, Mg, Ti, W-концентратам — 1-е место; по Al, Cu, Pb, Zn, Sn — 2-е место. При этом ЦМ РСФСР производила от общего объема произ-ва СССР, %: 100 Sn и Со; 98 Ni; 83 первич. А1; 63 рафинир. Си; 55 Mg и магниевых сплавов; 41 губч. Ti; 30 Zn и 11 Pb. Доля ЦМ РСФСР в мировом суммарном произ-ве осн. цв. металлов составляла ок. 10 %, а в потреблении — 8,5 %. В н.в. доля ЦМ России в мировом суммарном произ-ве существенно не изменилась и составляет ок. 9,5 %, в т.ч. по А1 - 13,2 %; Ni - 21,7 %; рафинир. Си - 4,5 %; Zn - 2,5 %.
Распад СССР и последовавший глубокий кризис в экономике России и др. стран СНГ усилил ранее сложившиеся негативные тенденции (прогрессирующее старение осн. произведет, фондов; низкая конкурентоспособность большинства видов металлопродукции на мировом рынке; низкая экологичность применяемых технологических схем, предопределяющая высокие затраты на охрану окружающей среды; несопряженность мощностей в ряде произ-в, прежде всего отставание в развитии сырьевой базы) и оставил за пределами России значит, мощности по про-из-ву Pb, Zn, губч. Ti, металлич. Та, Nb, P3M, высококачеств. глинозема для алюминиевой пром-ти, по добыче и переработке медных, свинцово-цинковых и др. руд. За 1989-1998 гг. горнодобыв. мощности ЦМ России сократились почти на 25 %, добыча танталовых и ни-обиевых руд прекращена. Обеспеченность собственным сырьем произ-ва шести осн. цв. металлов: первич. А1, рафинир. Си, Ni, Pb, Zn, Sn — уменьшилась до 38,7 %. В целом загрузка действующих горнодобыв. мощностей ЦМ России снизилась с 98,7 до 69,4 %. Особенно резко за этот период (в 5—8 раз) сократилось внутр. потребление цв. металлов, составл.: Ni 2,4 %; А) 2,3 %; Си 1,2 %; Zn 1,7 % и Sn 1,8 % мирового потребления.
В ЦМ России на приватизацию потребовалось немногим более двух лет: в 1995 г. практически завершено преобразование государств, предприятий в акционерные общества. В н. в. только 4,7 % от общего кол-ва предприятий (с учетом предприятий золотой, алмазной и ювелирной пром-ти) явл. государств.
Продукция ЦМ России — одна из осн. статей экспорта, обеспеч. получение валютной выручки для нужд страны. В товарной структуре экспорта России в 1997—1998 гг., доля продукции ЦМ составляла 11,4—12,6 %. ЦМ фактич. формирует золотой запас государства. Объем экспорта в 1990-1998 гг. увеличился почти втрое и составил 82,5 % от объема произ-ва цв. металлов.
Вследствие этого доля России в мировом экспорте осн. цв. металлов возросла с 7 % в 1990 г. до 16,4 % в 1998 г. По ряду цв. металлов Россия остается одним из осн. экспортеров. Так, доля России в мировой торговле в 1997-1998 г.г. составила: А1 20-25 %; Ni ок. 35 %; Си 10-12 %; Zn 4,5-5,0 %. Но при этом резко сократился экспорт цв. металлов в страны СНГ (его доля в общем экспорте в 1998 г. составила < 1,5 % против 18-20 % в 1990-1991 гг.). Несмотря на увеличение экспорта первичных цв. металлов происходит непрер. сокращ. объемов экспортных поставок продукции повыш. технич. готовности. Так, в 1998 г. по сравнению с 1995 г. экспорт алюмин. проката сократился почти в 2 раза, медного и латунного — в 3,5 раза, алюмин. металлоизделий — в 2,5 раза. Низкая конкурентоспособность металлопродукции ЦМ России как по показателям кач-ва, так и по ресурсоемкости на мировом рынке обусловлена недостаточным техническим уровнем произ-ва (износ осн. произ-вен-ных фондов составляет 40-70 %, только ок. 15 % действующих технологич. схем соответствует передовому технич. уровню, а 35 % являются устаревшими и не имеют резервов для модернизации). Поэтому осн. направлениями развития структурной перестройки ЦМ России до 2005 г. являются: совершенствование техники и комбинир. технологич. процессов, способст. снижению ресурсоемкости, повышению конкурентоспособности, существ, улучшению экологич. ситуации: автогенная плавка (сульфидного сырья, фа-кельно-барботажная плавка никелевых руд, получение первич. AJ в мощных электролизерах с обожженными анодами, выплавка силуминов из углетермич. шихты, непрер. литье слитков, заготовок и др.); сохранение и поддержание произ-ва продукции, опред. развитие вые. технологий и спец. техники для нужд обороны и др.
В рез-те структурной перестройки и технич. перевооружения, развития конкурентоспособных технологий на всех переделах прогнозируется улучшение произ-ной структуры ЦМ. Соответств. улучшится и структура товарной продукции, возрастет ее конкурентоспособность на внешнем рынке. Повысится ис-пользов. производственных мощностей до 85-86 % в металлургия, и до 20-25 % в 4-м переделе. Доля применимых в ЦМ технологий мирового уровня возрастет до 32—35 %, доля товарной продукции, получ. с применением ресурсосберегающих технологий — до 65—70 %, с применением экологически чистых произ-венных процессов — до 38-40 %; уд. затраты топливно-энергетич. ресурсов сократятся в горнорудной пром-ти на 5-7 %, в металлур-гич. переделе — на 14-15 %, издержки произ-ва (в целом по ЦМ) — на 13-15 %. Доля потребления AI, Си и Ni на внутр. рынке составит не менее 25—27 % их суммарного произ-ва. Ожидается увеличение эффективности экспорта металлургич. продукции на 10—12 % в рез-те повышения технич. готовности и сертификации;
черная металлургия — отрасль тяжелой индустрии, включ. комплекс взаимосвяз. подотраслей: собственно металлургич. (доменное, сталеплавильное, прокатное), трубное и метизное произ-ва, добычу, обогащение и окускование рудного сырья, коксохимич. произ-во, произ-во ферросплавов и огнеупоров, добычу нерудного сырья и переработку лома для ЧМ и вторичную обработку черных металлов. ЧМ России объединяет 200 предприятий, непосредст. произв. металлопродукцию, и потребляет (1998 г.) ок. 10,5 % топлива и 10,2 % электрич. энергии, расходуемых в стране; почти 23 % грузов, перевозимых в России жел.-дор. транспортом, — для нужд ЧМ. В ЧМ занято более 700 тыс. работников (1996 г.). Важнейшие виды продукции ЧМ — горяче- и холоднокатаный листовой и сортовой прокат, стальные трубы и металлоизделия. Номенклатура продукции ЧМ России включает ок. 4 тыс. горячекатаных сортовых профилей, 20 тыс. типоразмеров листа, 2 тыс. гнутых и фасонных профилей, 30 тыс. профилеразмеров труб и 50 тыс. типоразмеров метизов из сталей и сплавов более 2500 марок, всего ок. 12 млн. исполнений металлопродукции. ЧМ является основой развития большинства отраслей народного хоз-ва России. Несмотря на рост продукции ЦМ, пром-ти стройматериалов и химич., черные металлы (преимущ. сталь) составляют в н. в. ок. 90 % всех конструкц. материалов, использ. в машиностроении и на транспорте . Гл. место черных металлов среди конструкц. материалов сохранится и в обозримом будущем. По прогнозам потребление стальной продукции в мире может увеличиться с 689,9 млн. т в
1998 г. до 710-720 млн. т в 2000 г. и до 780 млн. т в 2010 г.
До конца 1980-х гг. ЧМ СССР по объемам произ-ва (уд. доля РСФСР составляла ок. 60 %) осн. видов продукции (жел.руда, кокс, чугун, сталь, готовый прокат, стальные трубы огнеупоры) занимал 1-е место в мире. Ниже приведена динамика произ-ва, млн. т, черных металлов в СССР за 1928-1989 гг.
СЛОВАРЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ
Бессемеровский процесс - передел жидкого чугуна в сталь без подвода теплоты путем продувки металла воздухом.
Вязкость - свойство металла (сплава) вытягиваться перед разрушением при приложении нагрузки.
Горн - очаг для нагревания руды или металла, снабженный воздушными мехами.
Дислокация - линейное несовершенство строения кристаллической решетки, которое в двух измерениях имеет размеры порядка атомных, а в третьем - больший размер.
Диффузия - тепловое перемещение атомов (ионов) или молекул вещества в направлении выравнивания его концентрации.
Доменная печь, домна - вертикальная шахтная плавильная печь для получения чугуна из железной руды, топлива и флюса.
Железные обсечки - мелкий железный лом, обрезки полос и проволоки.
Закалка - термическая обработка сталей и сплавов, которая состоит в нагреве до определенной температуры с последующим быстрым охлаждением с целью получения структуры, обеспечивающей высокую твердость, износостойкость и прочность.
Инструментальная сталь - высокоуглеродистая и легированная сталь с высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, которая применяется для изготовления режущего, штампового и измерительного инструмента.
Кислородно-конвертерный процесс - пе-редел жидкого чугуна в сталь без подвода теплоты, путем продувки металла технически чистым кислородом.
Конвертер - агрегат для получения стали из расплавленного (жидкого) чугуна.
Конверторное производство - производство стали в конвертерах продувкой жидкого чугуна воздухом или кислородом.
Крица - комок пористого, тестообразного, пропитанного жидким шлаком металла.
Кричное (сварочное) железо - железо, полученное путем восстановления руды или окисления чугуна при температуре 800°–1350 °C.
Кричный горн - очаг для нагревания руды и топлива при получении железа кричным способом.
Кричный передел - процесс рафинирования чугуна в кричном горне с целью получения сварочного железа. Вытеснен появившимися в конце XIX века бессемеровским и мартеновским процессами.
Легированная сталь - сталь, в состав которой для улучшения ее физических и химических свойств введены легирующие элементы (марганец, кремний, никель, хром, молибден, вольфрам и другие).
Ликвация - неоднородность химического состава по объему слитка, отливки или детали. Возникает при кристаллизации (затвердевании) сплава.
Макроструктура - строение металлов и сплавов, видимое невооруженным глазом или при небольших увеличениях (менее 30 раз).
Мартеновское производство - производство стали в мартеновских печах путем окислительной плавки железосодержащих материалов. В конце XIX и начале XX веков было основным сталеплавильным процессом.
Мартеновская печь - пламенная регенеративная подовая печь для переработки чугуна и стального лома в сталь.
Мартенсит - пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе. Игольчатая структура закаленной стали, обеспечивающая ее высокую твердость, износостойкость и прочность.
Меха - аппарат для нагнетания воздуха, применяемый для раздувания огня в горне.
Микроструктура - строение металлов и сплавов, изучаемое при больших увеличениях (более 30 раз).
Окалина - слой оксидов, образующийся на Поверхности стали после нагрева и ковки или прокатки.
Отжиг - термическая обработка стали и сплавов, которая заключается в нагреве до определенной температуры, выдержке при этой температуре и медленном охлаждении. Отжиг выравнивает структуру, обеспечивает ее устойчивость, снижает твердость и улучшает обрабатываемость стали и сплавов.
Отпуск - нагрев закаленного сплава ниже температуры фазовых превращений с целью получения необходимых свойств стали или сплава.
Перлит - механическая смесь феррита и цементита. Структурная составляющая сплава железо - углерод.
Руда - горная порода, содержащая металл.
Сварочное железо - ковкое железо, полученное соединением тестообразных криц или прокованных полос из них, которое не упрочняется закалкой.
Скрап - металлические отходы, поступающие в переплавку для изготовления годного металла.
Скрап-процесс - получение стали путем переплава чугуна, скрапа и руды.
Сталь - железоуглеродистый сплав, содержащий менее 2 % углерода с возможными добавками других элементов.
Сыродутный процесс - древний способ получения железа в виде крицы путем непосредственного восстановления руды в горне при 800°–1350 °C. Вытеснен в XIV веке кричным переделом.
Сырцовая сталь - ковкая углеродистая сталь, отличающаяся от сварочного железа тем, что ее можно упрочнять закалкой.
Тигельная сталь - сталь, полученная переплавом металлической шихты с флюсующими материалами в огнеупорном тигле.
Ударная вязкость - свойство металла (сплава) сопротивляться разрушению при ударном приложении нагрузки.
Фаза - форма состояния вещества, характеризуемая одинаковыми свойствами в макрообъеме.
Феррит - твердый раствор углерода в альфа-железе. Структурная составляющая сплава железо - углерод.
флюс - вещество, добавляемое к руде или металлической шихте для снижения температуры плавления и образования шлаков.
Цементация - процесс науглероживания железа или стали.
Цементит - химическое соединение железа с углеродом - карбид железа. Структурная составляющая сплава железо - углерод.
Чугун - железоуглеродистый сплав, содержащий более 2 % углерода и повышенное количество примесей.
Шихта - смесь материалов (руда, металл, кокс - уголь, флюс и другие), в определенных пропорциях загружаемых для плавки в металлургический агрегат.
Шлак - обязательный компонент при выплавке чугуна и стали. Расплав оксидов, сульфидов и других соединений. В твердом состоянии стекловидная или каменистая застывшая масса.
Электросталь - сталь, полученная рафинированием с помощью электрического тока.
Из книги Управление электрохозяйством предприятий автораГЛАВА 10 СИСТЕМА ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ Разработка и гармонизация стандартов в любой отрасли начинается с терминологии.Под гармонизированными понимаются такие стандарты, которые приняты различными занимающимися стандартами органами,
Из книги Межотраслевые правила по охране труда при эксплуатации газового хозяйства организаций в вопросах и ответах. Пособие для изучения и подготовки к провер автора Красник Валентин ВикторовичПриложение 1. Перечень терминов и сокращений, применяемых в Межотраслевых правилах по охране труда при эксплуатации газового хозяйства организаций Аварийная ситуация (инцидент) – отказ, нарушение целостности и работоспособности объектов газораспределительных систем,
Из книги Столярные и плотничные работы автора Коршевер Наталья ГавриловнаСловарь специальных терминов Агдезия – прочность сцепления лакокрасочного покрытия с поверхностью отделываемого материала.Анкер – деталь для скрепления частей сооружений, которую закладывают в каменную кладку (фундаменты, стены, своды). Этот термин также применяется
Из книги Подводные лодки автора ДиМеркурио МайклСловарь терминов «Лёгкие Момсена» - аппарат для экстренного дыхания экипажа подлодки, изобретенный в 1929–1932 годах Чарльзом Боуэрсом Момсеном. «Лёгкие Момсена» представляли собой приспособление для переработки выдыхаемого воздуха, которое висело на шее и крепилось
Из книги Морские узлы в обиходе автора Джарман Колин Из книги Искусство ручного ткачества автораТерминологический словарь В терминологическом представлены наиболее характерные термины ручного ткачества, обозначающие различные техники; типы нитей; названия орнаментов; составные части ткацких станков; приспособления, с помощью которых осуществляется само
Из книги Основы дизайна. Художественная обработка металла [Учебное пособие] автора Ермаков Михаил ПрокопьевичСловарь специальных терминов Абразив, абразивный порошок – шлифовальный порошок, состоящий из толченого стекла, наждака, окиси хрома и других веществ, определенной зернистости.Абразивная обработка – обработка металлов и неметаллических материалов резанием
Из книги История текстильного искусства и костюма. Древний мир. Учебное пособие автора Цветкова Наталья НиколаевнаТерминологический словарь 1. Абраван – индийская парча с рельефным рисунком.2. Аморгина – тонкая льняная ткань, вырабатывавшаяся на острове Аморг.3. Амру – индийская парча, в которой узор образуется за счёт введения дополнительных нитей утка.4. Анаксириды – штаны
Из книги Очень общая метрология автора Ашкинази Леонид АлександровичСловарь вообще Чтобы о чем-то говорить - поскольку говорение есть процесс с началом (и с неизбежным, увы, концом), - надо решить, с чего начинать. Начинать можно с любой части, а любая область науки и техники состоит из следующих частей:1) накопленных знаний об ее объекте
Из книги автораСловарь метрологии Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и требуемой точности.Реальная жизнь показывает, что метрология - не только наука, но и область практической деятельности общества. Что, собственно относится к любой науке
СЛОВАРЬ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ТЕРМИНОВ
Abrasion — Абразивная обработка. (1) Процесс, при котором твердые частицы или выпуклости вынужденно перемещаются вдоль твердой поверхности. (2) Огрубление или насекание поверхности благодаря абразивному износу. (3) Процесс шлифовки или изнашивания с помощью абразивов.
Abrasive — Абразив. (1) Жесткая субстанция, используемая для шлифовки, правления оселком, суперфиниширования, полирования, абразивной продувки или внутреннем шлифовании. Применяемые абразивы — глинозем, карбид кремния, карбид бора, алмаз, кубический нитрид бора, гранат и кварц. (2) Твердые частицы типа гравия, песка или фрагментов некоторых твердых сплавов, которые изнашивают поверхность, двигаясь поперек нее под давлением. См. также Su-perabrasives — Суперабразивы.
Abrasive belt — Абразивная лента. Покрытое абразивом изделие, в форме ремня используемого при шлифовке предметов и полировании.
Abrasive blasting — Абразивная обдувка. Обработка пескоструйным аппаратом. Процесс, применяемый для чистки или финишной операции посредством струи абразива, направленного на заготовку с высокой скоростью.
Abrasive disk — Абразивный диск. (1) Шлифовальный круг, который установлен на стальной плите, с открытой плоской стороной, используемой для шлифовки. (2) Дискообразное изделие, покрытое абразивом.
Abrasive erosion — Абразивная эрозия. Эрозионный износ, вызванный движением твердых частиц, которые захватываются жидкостью (газом) и перемещаются вдоль твердой поверхности. См. также Erosion — Эрозию.
Abrasive flow machining — Абразивная механическая обработка потоком. Удаление, снятие материала вязкими абразивными средами, направленными под давлением вдоль или поперек рабочей поверхности.
Abrasive jet machining — Механическая обработка струйным долотом. Удаление, снятие материала заготовки соударением мелких абразивных частиц, которые захватываются и направляются сфокусированным, высокоскоростным газовым потоком.
Abrasive machining — Абразивная обработка. Процесс механической обработки, при котором абразивные частицы используются в качестве инструмента. Шлифовка — типичный процесс абразивной обработки.
Abrasive wear — Абразивный износ. Процесс удаления материала с поверхности, при котором жесткие частицы скользят или катятся по поверхности детали под давлением. Частицы могут быть свободны или являться частью другой поверхности. Сравнить с Adhesive wear — Адгезивным износом.
Abrasive wheel — Абразивное колесо — Шлифовальный круг, составленный из зернистого абразива и связующего материала.
Absolute density — Абсолютная плотность. См. Density, absolute — Плотность абсолютную.
Ас1, Ас3, Ас4; Ассm — критические точки (температуры) превращений.
Accelerated corrosion test — Ускоренные испытания на коррозионную стойкость. Метод испытания, разработанный для того, чтобы приблизительно, в короткий промежуток времени,
смоделировать и оценить результат воздействия тех или иных рабочих условий, имеющих место при нормальной долгосрочной эксплуатации.
Accelerated-life test — Ускоренное ресурсное испытание. Метод, разработанный для того, чтобы приблизительно, в короткий промежуток времени, смоделировать эффект ухудшения свойств, возникающего при нормальных долгосрочных рабочих условиях. См. также Artificial aging — Искусственное старение.
Accelerated testing — Ускоренные испытания. Применяются для материалов или их соединений с использованием тех же механизмов отказа, как ожидается и в рабочих условиях, но в значительно более короткий промежуток времени. Механизм отказа ускоряется путем изменения одного или нескольких параметров.
Acicular ferrite — Игольчатый феррит. Высокодисперсный произвольно ориентированный феррит, образовавшийся после непрерывного охлаждения путем сдвига, который начинается при температуре немного выше, чем интервал температур превращения верхнего бейнита. Он отличается от бейнита ограниченным пределом растворимости углерода и незначительным присутствием карбида в этой структуре.
Acicular ferrite steels — Игольчато-ферритные стали. Углеродистые стали с ультранизким содержанием углерода (%) имеющие микроструктуру, состоящую из игольчатого феррита (малоуглеродистого бейнита) или смеси игольчатого и равноосного феррита.
Acid — Кислота. Химическое вещество, которое содержит водородные ионы (Н+). Сравните с Base — Основанием. (2) Термин, применяемый к шлакам, огнеупорам и полезным ископаемым, содержащим высокий процент кремнезема.
Acid bottom and lining — Кислая футеровка. Внутренняя футеровка в печи, состоящая из материалов в виде песка, кремне-содержащей горной породы или кирпичей на основе кремнезема, которые дают кислотную реакцию при рабочей температуре.
Acid copper — Кислая медь. (1) Медь, полученная электролизом из кислотного раствора медной соли, обычно сульфата меди. (2) Раствор, упоминаемый в (1).
Acid embrittlement — Кислотная хрупкость. Форма водородной хрупкости, которая может быть вызвана в некоторых металлах воздействием кислоты.
Acid rain — Кислотный дождь. Выпадение атмосферных осадков с рН ниже 5.6—5.7. Сжигание органического топлива для обогрева и выработки электроэнергии является значительным фактором в производстве оксидов азота и серы, которые преобразуются в азотные и серные кислоты, выпадающие вместе с дождем. См. Atmosphere corrosion — Атмосферную коррозию.
Acid refractory — Кислотный огнеупор. Кремнесодержащие керамические материалы с высокой температурой плавления типа кирпича на основе кремнезема, используемые в металлургическом производстве. Сравните с Basic refractories — Основными огнеупорами.
Acid steel — Кислая сталь. Сталь, выплавленная в печи с кислой футеровкой под шлаком, содержащим избыток кислотной составляющей типа кремнезема.
Acoustic emission — Акустическая эмиссия. Критерий целостности материала, который определяется звуковым излучением материала при нагружении. Акустическая эмиссия может определяться образованием дефектов или начинающимся отказом.
Actinide metals — Актиноидные металлы. Группа радиоактивных элементов атомных номеров с 89 до 103 Периодической системы, а именно: актиний, торий, протактиний, уран, нептуний, плутоний, америций, кюрий, берклий, калифорний, эйнштейний, фермий, менделевий, нобелий и лоуренсий.
Activation — Активация. (1) Переход пассивной поверхности металла к химически активному состоянию. Противоположно пассивированию. (2) Химический процесс обработки поверхности, более восприимчивой к сцеплению с покрытием или наносимым металлом.
Activation energy — Энергия активации. Энергия, необходимая для начала металлургического процесса, например, пластической деформации, диффузии, химической реакции.
Active — Активный. Отрицательная величина электродного потенциала. Используется при описании скорости коррозии, когда электродный потенциал корродирующего участка более отрицателен, чем в смежной области.
Active metal — Активный металл. Легко корродирующий металл.
Activity — Активность. Критерий химического потенциала вещества.
Addition agent — Присадка. (1) Вещество, добавляемое к раствору с целью изменения его свойств или управления процессом. Примеры: увлажняющие средства в кислотных ваннах; антипиттинговые добавки в металлах; ингибиторы (замедлители). (2) Любой материал, добавляемый к расплавленному металлу в ванне или ковше, способствующий получению сплава данного состава.
Adhesion — Адгезия (1) Сила сцепления, возникающая в трущихся местах между смежными поверхностями. В физической химии адгезия означает притяжение между твердой поверхностью и второй (жидкой или твердой) фазой. Это определение основано на условии обратимого равновесия. В механической обработке сцепление обычно необратимо. В железнодорожном проектировании адгезия обычно сопровождает трение. (2) Сила притяжения между молекулами (или атомами) двух различных фаз. Противоположно cohesion — когезии. (3) Состояние, при котором две поверхности соединяются вместе благодаря действию граничных сил, например валентности.
Adhesive — Адгезив. Вещество, способное соединять материалы путем поверхностного сцепления. Адгезив — общий термин и включает среди других, цемент, клей, смолу, пасту и т. д.
Adhesive bonding — Адгезивное сцепление. Процесс соединения материалов, при котором адгезив, помещенный между прилегающими поверхностями отверждается, чтобы создать адгезивное соединение.
Adhesive wear — Адгезивный износ. (1) Износ, обусловленный переносом материала с одной поверхности на другую во время относительного движения благодаря процессу сварки в твердой фазе. Частицы, которые удалены с одной поверхности — временно или постоянно, присоединяются к другой поверхности. (2) Износ, благодаря ограниченному сцеплению между контактирующими твердыми поверхностями, приводящий к переносу металла между поверхностями или потерей металла из любой поверхности. Сравните с Abrasive wear — Абразивным износом.
Metallurgeo - обрабатываю металлы). Отрасль техники, добывание металлов из руд и механическая и химическая их обработка.
Толковый словарь Ушакова . Д.Н. Ушаков. 1935-1940 .
Синонимы :
Смотреть что такое "МЕТАЛЛУРГИЯ" в других словарях:
Греч., от metallon, металл, и ergon, труд. Наука о способах добывания и обработки металлов. Объяснение 25000 иностранных слов, вошедших в употребление в русский язык, с означением их корней. Михельсон А.Д., 1865. МЕТАЛЛУРГИЯ наука о способах… … Словарь иностранных слов русского языка
- (от греч. metallurgeo добываю руду обрабатываю металлы), область науки и техники и отрасль промышленности, охватывающие процессы получения металлов из руд или др. материалов, изменения химического состава, структуры и свойств металлических… … Большой Энциклопедический словарь
Отрасль тяжелой промышленности, охватывающая процессы получения (выплавки) металлов из руд и других материалов, производства сплавов, придания нужной формы металлическим заготовкам путем обработки их давлением. Традиционно металлургия… … Финансовый словарь
металлургия - Наука о металлах и сплавах. Металлургия процессов имеет отношение к извлечению металлов из их руд и их очистке. Физическая металлургия работает с физическими и механическими свойствами металлов в соответствии с их соединением, обработкой и… … Справочник технического переводчика
МЕТАЛЛУРГИЯ, область науки и техники, а также отрасль промышленности, занимающаяся МЕТАЛЛАМИ. Металлургия включает изучение методов выделения металлов из их РУД; физических и химических свойств металлов; производство СПЛАВОВ; закалку и упрочнение … Научно-технический энциклопедический словарь
Толковый словарь Ожегова
МЕТАЛЛУРГИЯ, и и МЕТАЛЛУРГИЯ, и, жен. 1. Наука о промышленных способах производства металлов и сплавов и их первичной обработке. 2. Промышленное производство металлов и сплавов, их механическая и химическая обработка. М. сплавов. Порошковая м.… … Толковый словарь Ожегова
- (горячий, огненный) цех Словарь русских синонимов. металлургия сущ., кол во синонимов: 5 гидрометаллургия (1) … Словарь синонимов
МЕТАЛЛУРГИЯ - МЕТАЛЛУРГИЯ, добыча металлов из их природных соединении руд, распадается на два отдела: черную и цветную. Черная М. охватывает добычу чугуна, железа и стали. Чугун добывается из железных руд, именуемых железняками: красного (Fe203), магнитного… … Большая медицинская энциклопедия
металлургия - и металлургия … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
металлургия - комбинаты. Металл өндіретін және өңдейтін комбинат. Айталық, Қарағанды мен Теміртаудың м е т а л л у р г и я к о м б и н а т т а р ы н а н шыққан ақаба су Нұраға осы жолмен табысады (Қаз. әдеб., 18.03.1988, 3). Металлургия отаны. п е р и ф р.… … Қазақ тілінің түсіндірме сөздігі
Книги
- , Ю. П. Романтеев, В. П. Быстров. Изложены теоретические основы металлургических процессов производства свинца, цинка и кадмия. Описаны современные способы переработки свинцово-цинкового сырья ипромежуточных продуктов,…
- Металлургия тяжелых цветных металлов. Свинец. Цинк. Кадмий , Романтеев Ю.П.. Изложены теоретические основы металлургических процессов производства свинца, цинка и кадмия. Описаны современные способы переработки свинцово-цинкового сырья ипромежуточных продуктов,…
Биметалл
Металлоизделие, состоящее из двух разнородных, прочно соединённых металлов и сплавов.
Обычно основной слой биметаллов обеспечивает конструкционную прочность изделия,
а другой – специальные служебные функции, например, коррозионную стойкость и прочее.
Биметалл
часто классифицируют по назначению:
коррозионно-износостойкий,
антифрикционный,
электропроводящий;
По виду металлоизделия:
листовой,
сортовой,
трубный;
По способу изготовления:
катанный,
кованный,
тянутый,
прессованный.
Катаный биметалл
чаще всего изготовляют с использованием следующих способов соединения составляющих слоёв:
горячая и холодная прокатка пакетов,
литьё,
сварка взрывом,
электродуговая наплавка.
Волочение
Пластичная деформация металла, заключающаяся в протягивании заготовки через отверстие волоки, размеры которого меньше размеров поперечного сечения заготовки.
Различают волочение черновое (заготовительное) и чистовое (заключительная операция для придания готовому изделию требуемых формы, размеры и кач-ва);
одно- и многократное (с несколькими последовательными переходами волочения одной заготовки);
одно- и многоточное (с кол-вом одновременно протягиваемых заготовок 2,4,8) через неподвижную и вращающуюся относительно продольной оси волоку;
холодное и теплое (с нагревом заготовки до тем-ры меньше либо равной t-ребрист.).
Дефект
Отклонение от предусмотренного техническими условиями качества готового металлоизделия или полупродутка, частично или полностью нарушенной совокупностью свойств изделия данного вида (хим.состав, структура, сплошность и др,), которыми определяется его потребительская ценность.
В зависимости от линейных размеров(l) различают 3 вида дефектов металла:
макродефекты (l>50 мкм);
микродефекты (l =10/50мкм)
субмикродефекты (l< 10мкм).
Жаропрочность
Комплекс свойств конструкций материалов (металических, керамических, полимерных) обеспечивающих работоспособность деталей при повышенных температурах без существенной пластичной деформации и разрушения в заданное время.
Жаростойкость
Способность материала противостоять химическому разрушению поверхности под действием воздуха или другой окислительной среды при высоких температурах.
Заготовка
Полуфабрикат (слиток или сляб, подвергнутые горячей прокатке или ковке, непрерывнолитая заготовка) для последующей обработки и превращения его в готовые прокат или изделие.
Закалка
Термическая обработка изделий (полуфабрикатов) из металлов или сплавов – нагрев их выше температуры фазовых превращений, выдержка и последующее быстрое охлаждение для получения неравновестной структуры.
Износостойкость
Способность материалов или изделий сохранять форму и размеры в условиях повторяющегося механического взаимодействия, преимущественно трения с другими телами или веществами.
Износостойкость зависит не только от свойств поверхности материала, но и от характеристик системы износа (от материалов сопряженного и промежуточного тел, участвующих в процессе изнашивания, от условий их взаимодействия, характера взаимного движения и нагружения и т.п.).
Износ характеризуется длительностью работы до определённого заданного износа и оценивается при испытаниях на стенде или в эксплуатационных условиях.
Калибрование
1.Волочение с небольшими обжатиями катанных профилей в холодном состоянии для придания им точных размеров и улучшения качества поверхности.
2.Повышение точности размеров труб по диаметру прокаткой на калиброванном стане или раздачей внутренним гидравлическим давлением в замкнутых цилиндрических матрицах.
3.Отделочная обработка давлением порошковой прессовки или спеч.заготовки для получения заданных размеров, формы и качества поверхности.
Ковкость
Способность металлов и сплавов подвергаться ковке и др. видам обработки давлением (прокатка, волочение, прессование, штамповка). Ковкость характеризуется двумя показателями – пластичностью, т.е.способностью металла подвергаться деформации под давлением без разрушения и его сопротивлением деформации. У ковких металлов (сталь, латунь, дюралюминий и некоторые другие медные, алюминиевые, магниевые, никелевые сплавы и прочие) относительно высокая пластичность сочетается с низким сопротивлением деформации.
Легирование
Целенаправленное изменение состава металлических сплавов введением легированных элементов для изменения структуры и физико-химических и механических свойств.
Легированием создаются металлические сплавы с разнообразными свойствами, значит отличающиеся от свойств чистых металлов.
Легированные элементы в сочетании с основным элементом (растворителем) в зависимости от соотношения их атомных диаметров и электрохимических свойств образуют новые фазы:
твердые растворы,
промежуточные фазы,
химические соединения.
Легирование подразделяют на:
объёмное, как правило, сплавлением легированных элементов с легированным металлом (обычно в жидком виде),
поверхностное – введением легированных элементов каким либо способом только в поверхностный слой легированного материала.
Лигатура
Промежуточный сплав для введения в жидкий основной сплав летучих, сильно окисляющихся, тугоплавких добавок и компонентов.
Обычно лигатура представляет двойной сплав, состоящий из большей части основного сплава и одной или нескольких добавок (легированных элементов), содержание которых в несколько раз больше чем в основном сплаве.
Лигатуру используют для более надёжного и быстрого усвоения легированных элементов, чем при введении их в чистом виде.
Метизы
Стандартизированные металлические изделия разнообразных номенклатуры и назначения.
К метизам промышленного назначения условно относят стальную холоднокатаную ленту, стальную проволоку и изделия из неё (гвозди, канаты, сетки, металлокорд для шин, сварочные электроды), крепёжные детали (болты, гайки, шпильки, винты, шурупы, пружинные шайбы, разводные шплинты), заклёпки, железнодорожные костыли, противоугоны, телеграфные и телефонные крючья и прочее.
К метизам широкого назначения относят стальные, помольные шары для мельниц, железные вилы, поперечные, продольные, рамные, круглые пилы, ножи разных видов и прочее.
Производство метизов – самостоятельная область черной металлургии и металлообработки.
До 95% проволоки, 92% стальных катанов, 30% ленты, 40% крепёжных изделий производится на специализированных метизных заводах.
Основные технологические операции при производстве метизов:
травление,
холодная прокатка,
холодное одно- и многократное волочение,
холодная и горячая высадка,
накатка,
сварка,
плетение,
термическая обработка,
нанесение защитных покрытий.
Мишметалл
Сплав РЗЭ, содержит 40-50% Се, 20-25% La, 15-17% Nd и 8-10% других элементов, до 5 % Fe и.0.1-0.3% Si.
Мишметалл применяют для раскисления и модифицирования стали, чугуна и сплавов цветных металлов.
Присадка мишметаллов повышает качество чугуна; нержавеющих, быстрорежущих, жаропрочных, электротехнических и других сталей.
Добавки РМЗ к сплавам Al и Mg увеличивают их прочность при высоких температурах.