Металлургия - обширное понятие, относящееся к науке и технике

Металлургия что это такое?

Металлургия — обширное понятие, относящееся к науке и технике. Это могучая отрасль промышленности, важнейшая задача которой состоит в производстве и обработке металлов. Металлы выделяют из различных руд, после чего изучают их физико-химические свойства и изготовляют современные высокотехнологичные сплавы.
В данной статье мы проанализируем важнейшие области деятельности металлургии, ее особенности и технологии, а также пути постижения специальностей металлургии.

Области металлургии

В металлургии различают несколько областей:
•    Чёрную металлургию. Она охватывает производство металлов, таких как чугун, сталь и железо. Это чёрные металлы, производство которых требует немало материалов, в том числе и каменный уголь;
•    Цветную металлургию. Это добыча разных руд и процесс их дальнейшего обогащения. Цветные металлы обрабатывают разными способами, получая из них новые сплавы;
•    Плазменную металлургию. Из руд извлекают металлы, а затем подвергают их обработке. Для обработки применяют мощные плазменные реакторы и печи, а также технологический процесс плазменного нагрева, чтобы придать этапу плавления максимальную интенсивность;
•    Порошковую металлургию. Задача порошковой металлургии — получение из металлов различных порошков, которые используют для изготовления изделий. Также в этой отрасли используют композитные технологии, соединяя металлы и неметаллы.

 Технологии металлургии

В металлургии применяют специальные технологии добычи металлов:
•    биотехнологии. Извлечь металл из руды можно, используя живые микроорганизмы для реакций биосорбции или биоокисления. 
•    пирометаллургию. Все процессы плавления, обжига и другие технологии проходят в условиях высоких температур;
•    гидрометаллургию. Металлы извлекают из руды, а потом выделяют из них растворы, используя электролиз;

Каждый год для развития экономики требует новых резервов металлов. Известно, что природные ресурсы не безграничны, поэтому одна из важнейших задач металлургов, кроме формирования геологоразведочной отрасли — повторное применение того или иного металла.
Есть ряд металлов, которые уже давно нашли широкое применение в разных отраслях деятельности человека. Это сталь (её ежегодное потребление составляет порядка 90%), медь, свинец, алюминий. Из редких металлов надлежит обозначить добычу золота, платины, осмия, теллура.
Область строительства невозможно представить без применения стали и железа. Они обладают большой износостойкостью и аналог им найти практически невозможно. Что касается прочного алюминия, именно он, благодаря его низкой плотности, используется при постройке самолётов.
Одно из главных свойств меди - высокая степень теплопроводности, поэтому она обширно используется для производства электрических кабелей. Золото активно используют для изготовления ювелирных изделий. Также из него делают ответственные электрические соединения, не подверженные реакции окисления.
Когда-то в металлургической промышленности применяли чистые металлы, но со временем высокотехнологичные сплавы безвозвратно вытеснили их из производственной сферы. Сплавы обладают особыми качествами, которых нет у чистых металлов. Наиболее известными из них являются нержавеющая, углеродистая сталь, сплавы из никеля и меди.

История металлургии

Металлургия начала свое развитие в период каменного века. Есть несколько исторических периодов её формирования. Благодаря археологическим раскопкам, мы знаем, что наши древние предки уже VI в. до н. э. деятельно использовали железо, попавшее на Землю в составе метеоритов. Люди постепенно осваивали обработку олова и серебра.
В эпоху бронзового века (5500 лет назад) люди научились выделять из горных пород олово и медь, из которых у них случайно выделилась бронза. Во времена железного века (1200 лет назад) из руды стали извлекать железо. Его главными добытчиками считают древних римлян, преуспевших в искусстве ковки, а часть изобретений технологий металлообработки и добычи по праву принадлежит китайцам.
Независимо от того, в каком уголке земли развивалась металлургия, все люди пользовались классическим сыродутным методом, в горнах или небольших печах шахтного типа осуществлялась выплавка меди и свинца.
Затем последовала эпоха, называемая периодом цементации. Железо стали закаливать, оно превратилось в металл гораздо прочнее бронзы. Однако процесс постижения людьми этой технологии занял около 1000 лет.
Во время Средневековья высота плавильных печей уже составляла 3 метра, а работали они с использованием энергии, получаемой через воду. Эти печи назывались штукофенами и дали импульс, чтобы чёрная металлургия вышла на очередной уровень развития. В эпоху Возрождения возникли новейшие виды печей, которые назвали блауофенами. После них появились доменные печи грандиозных размеров. Они функционировали 24 часа в сутки, выпуская до 1,5 тонн чугуна отменного качества.
В конце XIX, начале XX века появились новые технологии в производстве металлов. Речь идёт о бессемеровском, томасовском и, наконец, мартеновском способах. Они помогли людям в разы приумножить производственные объёмы с выпуском металлов от 6 тонн в час. Спустя 50 лет появились безостановочная разливка стали и метод кислородного дутья. На сегодняшний день учёные активно вырабатывают разные технологии обогащения руд и производства стали в электрических печах омического сопротивления.

 Газы в металлургии

Пирометаллургия — отрасль, подразумевающая постоянное газообразование. Газы обязаны систематично улетучиваться из печей вместе с пылью. Они бывают топливными и технологическими. 
Формирование технологических газов происходит во время протекания сложных процессов. Они состоят из углекислоты, водных паров, оксида углерода и сернистого ангидрида. Также при отдельных процессах в металлургии отмечается выделение газообразного хлора и других хлоридов. Когда топливо сгорает, происходит выделение углекислоты и водного пара. Температура газов, выделяющихся во время реакций, составляет от 800 до 1300С, но временами она бывает и больше.
Сейчас на каждом металлургическом производстве применяют комплексные технологии переработки газов:
•    с использованием оксида серы;
•    высокие температуры;
•    процесс обезвоживания и т.д.

Специальность «Металлургия»

Специальность металлурга содержит несколько специализаций. Есть рабочие-металлурги, а есть инженеры. Среди рабочих направлений выделяют:
•    сталеваров. Они владеют всеми известными технологиями производства стали;
•    плавильщики. Они занимаются плавлением металлов, знают, из чего они состоят и при каких температурах процесс плавления будет наиболее эффективным;
•    специалисты доменных печей. Их задача — убирать из печей отходы производства, чтобы качество металлов всегда оставалось на должном уровне;
•    разливщики. Они принимают жидкие металлы и разливают их в специальные формы;
•    нагревальщики. Они не только нагревают доменные печи, но и готовят их к работе;
•    машинисты кранов. Они перемещают с помощью металлургических кранов необходимые производственные элементы. Такой крановщик занимается организацией всего рабочего процесса в цехе.
Задача инженеров-металлургов — управление производственным процессом от и до. Они разрабатывают способы, применяемые при плавлении разных металлов и изготовлении разных изделий. Инженеры занимаются вопросами безопасности на производстве — с целью сохранения экологического фона. Также они контролируют качество производимой продукции и проводят ряд мероприятий в области маркетинга.
Таким образом, профессия металлурга объединяет несколько разных специальностей, а металлургия — это динамично развивающаяся сфера, без которой невозможно себе представить развитое и цивилизованное общество. И поскольку внутри отрасли есть большое число направлений, то каждый может выбрать наиболее интересную и подходящую ему профессию.