Metallurgia tähtsus. Tootmise korraldus metallurgiatööstuse ettevõttes Metallurgiatööstuse tootmise ebaratsionaalne korraldus

SISSEJUHATUS

Metallurgiaettevõte kui tootmissüsteem hõlmab töövahendeid kui masinate koostööd (süsteemi), tööjõudu kui töötajate koostööd või ühistöö süsteemi, majandust kui majandussuhete süsteemi ettevõttes ja väljaspool ettevõtet ning juhtimissüsteemi. .

Kogu protsess tervikuna kui inimeste ja nende kasutatavate masinate, tootmisüksuste kompleksse koostöö süsteem on tootmiskorralduse teooria teema.

Tootmise korraldust tuleks mõista kui teaduslikult põhjendatud meetmete süsteemi, mille eesmärk on luua ettevõtte ja selle allüksuste kõige ratsionaalsem struktuur, tööjõu ja tehnoloogiliste protsesside ning tootmisvahendite ajas ja ruumis sobiv kombinatsioon ja kombinatsioon. planeeritud eesmärkide tõhusaks täitmiseks ja parimate lõpptulemuste saavutamiseks... Seega korraldatakse ettevõtte sees ühtne tootmisprotsess, mis on omavahel seotud, sihipäraste tehnoloogiliste ja tööprotsesside süsteem.

PEATÜKK 1. TOOTMISPROTSESSID JA NENDE KORRALDUS

1.1 Tootmisprotsesside olemus, omadused ja klassifikatsioon

Ettevõtte tegevuse aluseks igas tööstussektoris on tootmisprotsess. Sõna "protsess" väljendab oma kõige üldisemal kujul arengut, arengu kulgu, dünaamikat, muutusi. Selles valguses kujutatakse protsessi (tootmisprotsessi) objekti asendi või oleku järjestikuste muutuste ahelana, nähtustena, milles süstemaatiliselt avalduvad teatud objektiivsed seadused. Järelikult on igas lavastuses protsessi eksponendiks üks või teine ​​sihikindlalt liikuv, s.t. toimiv süsteem ja protsess ise kujutab endast süsteemi olekute järjestikust muutumist aja ja ruumi koordinaatides.

Tootmises toimivate süsteemide all tuleks mõista tootmisseadmete, toorainete, materjalide, energiakandjate, sõidukite komplekse, aga ka inimesi, kes osalevad süsteemis vahetult täitjatena või juhivad seda vastavalt enda poolt eelnevalt välja töötatud programmidele.

Tootmisprotsess on nende komplekside kvantitatiivsete ja kvalitatiivsete omaduste süstemaatiline ja sihipärane muutmine inimeste tööjõu ja jõudude mõjul, mida nad programmis määratletud toodete saamiseks kasutavad. Seega võib tööstusettevõtte tootmisprotsessi iseloomustada kui orgaaniliselt ja süsteemselt seotud tööjõu, looduslike ja automaatsete protsesside kogumit, mille eesmärk on muuta tooraine valmistoodeteks.

Looduslike protsesside all mõistetakse sel juhul protsesse, mis kulgevad loodusjõudude mõjul ilma inimese otsese osaluseta. Mustmetallurgias hõlmavad looduslikud protsessid erinevaid füüsikalis-keemilisi ja füüsikalis-mehaanilisi protsesse - sulamine, kristallisatsioon, oksüdatsioon, redutseerimine, kuumutamine, jahutamine, paagutamine, automatiseeritud metallide deformatsiooniprotsessid jne. Tööprotsessid on tootmisprotsessis määravad.

Lähtudes ülaltoodud omadustest ja tootmisprotsessi mõiste määratlusest, järeldub, et tootmisprotsess on tööstusettevõtte korraldamise ja juhtimise otsene ja peamine objekt.

Tootmisprotsessi korraldus näeb ette inimtöö ajas ja ruumis kõige ratsionaalsema kombineerimise tootmise materiaalsete elementidega. Tootmisprotsessi korraldamise lõppeesmärk on tagada tootmismahu pidev kasv, igat liiki kulude igakülgne vähendamine, kvaliteetsete toodete saavutamine.

Kaasaegne kodumaine mustmetallurgia on tehniliselt kõrgelt arenenud keeruline tööstustööstus. Mitmete tööstusharude spetsialiseerumise, kombineerimise ja koostöö alusel teistes tööstusharudes hõlmab see erinevat, kuid orgaaniliselt seotud ettevõtte tehnoloogilist, energeetika-, organisatsioonilist ja majanduslikku ühtsust kaevandustest ja avakaevudest maagi ja mittemetallilise toorme kaevandamiseks. materjalid ja materjalid ning lõpetades töökodade ja tehastega koksi, erinevate keemiatoodete, valmisvaltstoodete, tööstusliku riistvara ja tarbekaupade tootmiseks. Sellises kompleksis on peamine roll juhtival tootmisel - malmi, terase, valtstoodete tootmine. Kõik teised tööstuse tsehhid ja ettevõtted on kohustatud materiaalselt tagama põhitootmise katkematu töö või töötlema selle jäätmeid ja kõrvalsaadusi.

Metallurgia tootmisel ja tehnoloogilistel protsessidel on mitmeid oma eripärasid, mis eristavad neid oluliselt teistest tööstusharudest ja jätavad vastava jälje tootmise korraldamise vormidele ja meetoditele esitatavatele nõuetele.

Kaasaegse metallurgiatööstuse olulisemate valdkondlike tunnuste hulka kuuluvad tänapäevaste metallurgiaettevõtete keerukus ja struktuurne keerukus; tootmise kõrge kontsentratsioon; mastaabis ja masstootmine; mitmeastmeline tehnoloogia ja suur materjalikulu; peamiste ümberjaotuste energeetika-tehnoloogiline kommunikatsioon.

Metallurgia tootmise täpsustatud tunnused on peamiselt valdkondlikku laadi või iseloomustavad ettevõtet tervikuna kui süsteemi. Nende funktsioonide arvessevõtmine on oluline. Kuid veelgi olulisem on arvestada ettevõttesiseste metallurgia tootmisprotsesside eripäraga erinevatel ümberjaotamistel, et tulevikus määrata kindlaks nende struktuur, organisatsioonilised vormid, uurimismeetodid ja korraldus.

Metallurgiliste tootmisprotsesside vaadeldavad tunnused näitavad, et need on heterogeensed, st oma olemuselt heterogeensed ja erinevad seoses selle suure mitmekesisuse, keerukuse ja keerukusega. Tootmisprotsesside süstemaatiliseks uurimiseks, analüüsimiseks, reguleerimiseks ja korralduse täiustamiseks on vajalik nende klassifitseerimine. Metallurgiaettevõtete tootmisprotsesse kui süsteemi saab olenevalt uurimistöö eesmärgist liigitada erinevatest aspektidest erinevatest positsioonidest.

Seoses valmis peamiste (lõpp)toodete vabastamisega ja tehnoloogilise tähtsusega jagunevad tootmisprotsessid põhi-, abi-, abi- ja sekundaarseteks.

Peamine- need on kvalitatiivsed, st füüsikalis-keemilised või füüsikalis-mehaanilised muutused tööobjektis, mille eesmärk on saada pooltooteid ja valmistooteid (malm, teras, pro
kata, torud, riistvara).

Tütarettevõte- protsessid, mille eesmärk on põhiprotsesside hooldamine ja katkematu kulgemise tagamine (materiaalne ja tehniline tugi, remont, transport).

Tütarettevõte protsessid on suunatud tooraine ja materjalide kaevandamisele ja ettevalmistamisele, protsessikütuse (aglomeraat, koks, tulekindlad materjalid) tootmisele.

Külg- need on erinevat tüüpi toodete valmistamise protsessid põhitootmise jäätmetest (telliskivi, tuhabetoon, tsement, tarbekaubad valtsimisprotsessis metalli lõikamisest jne).

Sõltuvalt tööobjektide mõjutamise meetoditest, protsessi tehnilise varustuse tasemest ja töötaja selles osalemise astmest jagatakse tootmisprotsessid käsitsi, masin-käsitsi, masin-, riistvaraks.

Käsiraamat protsessid viib töötaja läbi mehhanismide abita, kasutades lihtsaid tööriistu ja seadmeid (haamer, viil, peitel, kruustang jne), mis on suunatud peamiselt tööobjekti liigutamisele või selle kuju muutmisele.

Masinaga - manuaal protsesse teostavad masinad või mehhanismid töötajate otsesel osalusel. Sellistes protsessides kasutatakse samaaegselt või aja nihkega masina energiat ja töötaja pingutusi. Selliste protsesside näideteks on valtsimine mittetäielikult mehhaniseeritud veskitel, detailide töötlemine tööpinkidel käsitsi söötmise ajal, tooriku seadistamine ja valmistoote eemaldamine. Masin protsessid on suunatud nii kvaliteedi muutmisele kui ka peamiselt tööobjekti vormi muutmisele; viiakse läbi spetsiaalsete masinatega, täielikult mehhaniseeritud või automatiseeritud. Töötaja roll sellistes protsessides on kontrolli- ja juhtimisfunktsioonide teostamine.

Riistvara- keemiline ja füüsikalis-keemilised protsessid, mille eesmärk on muuta tööobjekti kvalitatiivseid omadusi ja omadusi ning kulgeda spetsiaalsetes üksustes (kõrgahjud, avatud kolde- ja elektrikaarahjud, muundurid), mis on varustatud spetsiaalsete mehhanismide ja juhtimisautomaatikaga. Aparaadiprotsessides kuuluvad töötajate funktsioonide hulka üksuste töö kontroll ja juhtimine.

Tootmise korralduse pideva täiustamise seisukohalt mängib vaadeldav klassifikatsioon olulist rolli tootmisprotsesside mehhaniseerimise ja automatiseerimise tehniliste meetmete kavandamisel, kvalifitseeritud töötajate väljaõppe planeerimisel, töökohtade sertifitseerimisel ja tootmisprotsesside automatiseerimisel. NOT-plaanide väljatöötamine, progressiivsete tasusüsteemide rakendamisel.

Tööjõu subjekti ajas liikumise olemuse järgi jagunevad protsessid pidevateks, poolpidevateks, katkendlikeks (diskreetseteks).

Pidev- need on protsessid, mille käigus teatud aja jooksul (tund, vahetus, päev, aasta või rohkem) toimub pidev tooraine või pooltoodete muutmine valmistoodeteks. Pidevate protsesside näideteks on kõrgahjudes, lõpututes valtsimistehastes toimuvad protsessid, samuti tsüklisisesed protsessid pidevvalu masinates, pidevvaltsimisseadmetes ja terasetootmisseadmetes. Kui kõik muu on võrdne, on pidevad protsessid kõige produktiivsemad, kuna siin kulub peaaegu kogu tööaeg toodete valmistamisele. Seetõttu eeldab protsessi tehnoloogiline järjepidevus üksuse jaoks stabiilsete töötingimuste loomist, samuti protsessi organisatsioonilise järjepidevuse ja kulgemise tagamist.

Poolpidev- need on protsessid, mille käigus töötsüklid tööobjektide töötlemise tehnoloogia olemuse järgi eraldatakse üksteisest ja vastavalt üksuse tööpõhimõttele saab neid läbi viia pidevalt. Üksuste näideteks, milles saab läbi viia poolpidevaid protsesse, on muundurid, avatud kolle ja elektrilised ööd.

Katkestatud(diskreetsed) või perioodilised protsessid eristuvad selle poolest, et neis on töötsüklid tööobjektide töötlemise tehnoloogia olemusest tulenevalt eraldatud tsüklitevaheliste intervallidega ning ka üksuse (masina) tegevus kulgeb perioodiliselt sobival ajal. intervallidega.

Ajavoolu olemuse järgi jagunevad tootmisprotsessid ja ka nende osad tsüklilisteks ja mittetsüklilisteks.

Tsükliline nimetatakse protsessideks, mida korratakse süstemaatiliselt iga toodanguühiku vastuvõtmisel. Tsüklilised protsessid on otseselt suunatud tööobjekti töötlemisele või nende funktsioonide täitmisele, mis aitavad kaasa antud töökoja või üksuse põhiülesande täitmisele.

Mittetsükliline on protsessid, mis toimuvad ajas perioodiliselt või sporaadiliselt. Sellised protsessid on tavaliselt seotud üksuste ja töökohtade hooldamisega. Selle näiteks on rullide käsitsemine, seadmete remont, tööriistade tankimine jne.

Tulenevalt asjaolust, et põhitooted toodetakse tsükliliste protsesside käigus, on tootmisprotsesside uurimisel ja projekteerimisel üldiseks korralduslikuks ülesandeks mittetsükliliste protsesside maksimaalne vähendamine (nende kvaliteeti kahjustamata) ja sellest tulenevalt. , et suurendada tsükliliste osakaalu.

Suhet üksuse (koha) tootlikkuse ja tsüklilistele ja mittetsüklilistele protsessidele kulutatud aja vahel saab esitada järgmise valemiga:

kus R- üksuse (jao) tootlikkus, t;

T-määrata kalendri tööaeg, päevad, vahetus, h, min, s;

Mittetsükliliste protsesside koguaeg antud kalendritööaja jooksul, h (min, s);

Kalendrilise tööaja vaheaegade koguaeg, h (min, s);

tc- toodanguühiku töötlemistsükli kestus, h (min, s).

Protsesside jagamisel tsüklilisteks ja mittetsüklilisteks pööratakse erilist tähelepanu pausidele ja mittetsüklilistele operatsioonidele kuluvale ajale, et võtta tehnilisi ja organisatsioonilisi meetmeid nende vähendamiseks igal võimalikul viisil.

Kuivõrd on võimalik tootmisprotsesside kulgu vahetult jälgida, et neid uurida ja reguleerida, eristatakse need suletud, avatud ja poolsuletud protsessideks. Vaadeldav klassifitseerimistunnus on oluline uurimismeetodite valikul tootmisprotsesside korralduse kavandamisel ja analüüsimisel.

Suletud on suletud üksustes toimuvad füüsikalised ja keemilised protsessid, mille käigus tööobjektide muutumine ei ole allutatud otsesele (visuaalsele) jälgimisele (protsess kõrgahjudes). Suletud protsesside kulgu saab uurida mitmete kontroll- ja mõõteriistadega fikseeritud kaudsete tunnuste, samuti malmi keemilise analüüsi ja temperatuuri, räbu keemilise analüüsi, selle viskoossuse, rõhu, koostise ja kõrgahju temperatuuri abil. gaas jne.

Avatud on protsessid, mis ei ole seotud füüsikaliste ja keemiliste transformatsioonidega ning muutused tööobjektides on otseseks jälgimiseks sobivad. Nendeks on tooriku istutamine ahju, vormide paigaldamine, viimistlustööd valtsimistsehhides, transportimine jne. Metalli valtsimist võib pidada avatud protsessiks, kuigi metalli sisestruktuuri muutumist selle kokkusurumise ja tõmbamise käigus ei saa otseselt jälgida.

Poolsuletud on protsessid, mille käigus kvalitatiivne muutus tööobjektides sobib ainult osaliseks vaatlemiseks, näiteks terase sulatamine avatud koldeahjus.

Üksuste ja sektsioonide vaheliste tootmisühenduste olemuse järgi on omavahel seotud (mitmeetapilised) ja suletud (üheetapilised) protsessid.

Seotuks viitab protsessidele, mille puhul ühe tootmiskoha töö tulemus on tehnoloogia olemuse ja protsessi korralduse tõttu teise objekti töö otseseks algsubjektiks. Metallurgia põhitootmises on kõik protsessid omavahel ühendatud: kõrgahjud varustavad terasetootmisüksused vedela rauaga, terasetootmisüksused - valtsimistöökojad kuumade valuplokkidega. Nende ühenduste süstemaatiline tagamine ajas ja mahus on metallurgiaettevõtete rütmilise töö võti. Selleks on seotud protsesside korralduse kavandamisel vaja koostada protsesside vooskeemid mitte ainult iga üksiku etapi jaoks, vaid ka keerukad ajakavad, mis näevad ette kõigi omavahel seotud lülide töö koordineerimise ja koordineerimise töökoja sees ja vahel. töötoad.

Suletud- need on protsessid, mille käigus töö tulemus konkreetses tootmispiirkonnas on lõplik ega ole otseselt seotud järgnevate protsessidega. Suletud protsesside näideteks võib olla kõrgahjude ja valumasinate töö malmi lattu saatmisel, sama ka valuplokkide saatmisel terastsehhidest valuplokkide lattu, detaili viimistlemine masinal.

Tööobjekti protsessis liikumise tüübi järgi, st selle ühelt toimingult teisele ülekandmise meetodi järgi, eristatakse protsesse järjestikuse vooga, paralleelselt ja paralleelselt. Tootmise korralduse seisukohalt käsitletav klassifitseerimistunnus on väga oluline, kuna see määrab suuresti tootmisprotsessi tootlikkuse.

Järjepidev tööobjekti liikumise tüüpi iseloomustab asjaolu, et tootepartiide (valuplokid, kangid, valmis valtstooted) või üksikute ühikute (täielik sulatamine mitmeastmelises tehnoloogilises protsessis) valmistamisel algab iga järgmine toiming alles pärast seda, kui eelmine on valminud.

Paralleeliga Liikumise vormis saab iga järgnevat toote toimingut või ühikut teostada või töödelda kuni eelmise lõpuni suurema või väiksema ajanihkega, näiteks valtsimine lineaarse ja järjestikuse paigutusega mitmestendilistel veskitel. .

Paralleeljadaga Liikumise kombineerimise (toimingute sooritamise) meetodil viiakse tööobjekti üleviimine järgmisele toimingule osaliste partiidena kuni kogu partii töötlemise lõpuni eelmises etapis. Seda tüüpi protsessi näiteks on terassulami valamine kahest kulbist kahes poolrongis, millele järgneb nende ülekandmine eemaldamisosakonda.

1.2 Tootmisprotsesside struktuur ja meetodid nende täiustamiseks

tootlikkus

Metallurgiaettevõtete tootmistegevuse tulemused, tehnoloogia ja tootmiskorralduse täiustamise suunad ja meetodid on otseselt seotud peamiste tootmisprotsesside struktuuriga.

Metallurgiaprotsesside erinevad iseärasused iseloomustavad neid kui struktuurselt keerukaid protsesse, mis koosnevad suurest hulgast omavahel seotud osaprotsessidest, mis kulgevad järjestikku ja paralleelselt mitmes tootmispiirkonnas. Tehnoloogilises ja organisatsioonilises mõttes on metallurgiaettevõtte tootmisprotsessil põhimõtteliselt üldine hierarhiline struktuur (joonis 1), mille erinevateks tasanditeks on protsessi etapid, etapid, toimingud. Viimastel on omakorda oma "mikrostruktuur", mis sisaldab erinevaid üleminekuid, tehnikaid, tegevusi, liigutusi.

Protsessi etapid

Protsessi etapid

Protsessi toimingud

Joonis 1 - Metallurgiaettevõtte tootmisprotsessi ülesehituse skeem

Kuna iga tootmisprotsess toimub ruumi- ja ajakoordinaatides, määravad selle struktuuri koos tehnoloogiaga ka tegurid, mis on seotud seadmete paigutuse, transpordiside ja selle kulgemise ajaliste omadustega.

Seega samm kujutab endast osa tootmisprotsessist, mis hõlmab tehnoloogiliselt homogeensete tootmisoperatsioonide reguleeritud kompleksi. Toimingute komplekse viivad läbi töötajad kaupluse eraldi üksustes või spetsialiseeritud osades. Toimingute olemus, nende sisu, järjestus ja teostamise meetodid määratakse iga tsehhi üksuse või sektsiooni lõpliku tootmisülesandega.

Kõrgahjude tsehhides on tootmisprotsessi sektsioonideks (sammudeks): maakiviaed koos punkri estakaadiga, kõrgahjud, sulatusproduktide kogumise sektsioon koos kulbfarmiga, granuleerimisbassein, šlakipuistang, täitemasinad. .

Koldeahjudes eristatakse järgmisi sektsioone: laadimisaed, ahjulaht, valulaht, eemaldamisosakond, segude valmistamise osakonnad, külmkangi ladu.

Valtsimistsehhides on sektsioonid: metalliladu, küttesektsioon (kaevud, metoodilised ahjud), valtspingid, viimistlusosakonnad (reguleerimine), valmistoodete ladu.

Tootmise etapid on erinevatest positsioonidest uurides ebavõrdsed. Seetõttu eristub tootmiskorralduse seisukohalt kõigi protsessietappide hulgast põhietapp - etapp, kus toimub vahetult tootmise peamine tehnoloogiline protsess, see tähendab tootmisprotsessi kvalitatiivse muutmise protsess. tööobjekt ja selle muutmine valmistoodeteks. Metallurgia tootmises on selle põhietapid: kõrgahjud, lahtise kolde ja elektrilise terassulatusahjud, konverterid, õitsemis- ja viimistlusvaltspingid.

Üldise tootmisahela põhietapid määravad protsessi aja- ja mahuomadused kõigis teistes etappides, aga ka neid teenindavates kauplustes ja farmides.

Üldprotsessis paigutuse järjestuse seisukohalt eristatakse sisend-, vahe-, väljundetappe. See positsioon on oluline kõigi parameetrite materiaalsete ja organisatsiooniliste seoste kindlaksmääramisel eelmise etapi või etapi väljundvoogude ja järgnevate sisendvajaduste ja -võimaluste vahel.

Protsessi kiiruste ja valmistoodete valmistamise kiiruse seisukohast on väga oluline viimane - väljundetapp. Kuna ta ei ole põhietapp, kohandab ta oma tegevusega õigeaegselt kõigi eelnevate, sealhulgas põhietappide tööd, vähendades või suurendades valmistatud pooltoodete või valmistoodete tarnimist järgmisse etappi. Selles aspektis on kaupluse tootmisprotsessist väljumise etapp väga vastutusrikas, määrates selle töörütmi.

Tootmisvõimaluste seisukohast on "kitsas" etapp etapp, mis oma töö intensiivsuse taseme poolest ei vasta juhtiva põhietapi nõuetele. Tootmisprotsessi uurimine "kitsas" etapis võimaldab teil välja selgitada nende madala tootlikkuse põhjused ja visandada meetmed nende tootmisvõimsuse suurendamiseks.

Tootmisprotsessi otsene rakendamine selle igas etapis saavutatakse vastavate toimingute tegemisega. Toiming on teatud etapis lõpetatud tootmisprotsessi osa, mida iseloomustab tehnoloogiliste tunnuste ühtsus ja mida teostab üks või mitu töötajat teatud töökohal spetsiaalsete töövahenditega.

Konkreetses töökojas juba väljakujunenud põhi- ja abiseadmete ruumilise paigutuse juures pakub tootmisprotsessi õigeaegne ülesehitamine selle kõige tõhusama kasutamise seisukohalt erilist huvi. Protsessi õigeaegse ülesehitamise efektiivsuse määrab selle organisatsiooniline struktuur, mis sõltub protsessi enda tüübist ja keerukusastmest ning tootmistsükli kestusest. Kõige üldisemal kujul kujutab tootmistsükli kestus ajavahemikku tooraine või pooltoodete tootmisse laskmise ja selle valmistootena vabastamise vahel, näiteks ajavahemikku tootmistsükli vahel. tooriku ülesanne valtspingi tööstendis ja valmis valtstoodete väljumine sealt.

Tootmistsükli kestust on vaja eristada ühe toote valmistamisel, näiteks plaadist teraslehest, terasest valamisel kompositsioonil vormidega ühe kaubaaluse ettevalmistamisel jne, samuti toodete partii (sulatuse vormidesse valamine, valuplokkide ujukkuumutamine kaevudes ja nende järgnev valtsimine pressveskil, terase valamise koostise sulatamiseks ettevalmistamine, laengu laadimine, vormi koostis jne). Seega on tootmistsükkel suletud tegevuste või tööde kompleks, mis tehakse igal (paljul) tootmisüksusel ajaliselt kindlas järjestuses.

Tootmistsükkel toimub kõikidel tasanditel, see tähendab tootmise etappidel ja etappidel, erinedes samal ajal töö sisu ja ruumilis-ajalise mastaabi poolest. Nii et igal töökohal, üksuses langeb tootmistsükkel ajaliselt kokku või on lihtsalt töötsükkel (terase sulatamine, iga valuploki või kangi valtsimine jne). Töökoja mastaabis hõlmab tootmistsükkel kõigi tootmisetappide osatsüklite kompleksi. Kui protsessi mis tahes etapis töödeldakse iga töötsükli jooksul ühikut toodet, siis tsehhis (etappides) saab kogu tootmistsükli jooksul paralleelselt töödelda paljusid tooteühikuid või partiisid (konverteri ja ahjusulatused, kaevude valuplokkide soojendamine jne) ... Ettevõtte mastaabis hõlmab tootmistsükkel iga üksuse ja kõigi tootepartiide valmistamise tootmisprotsessi kõiki etappe ja etappe alates algusest kuni viimaseni.

Tootmistsükli ajastruktuur sisaldab üldiselt järgmisi komponente (joonis 2):

Tehnoloogiline tsükkel, mis koosneb peamiste tehnoloogiliste toimingute, tööde, osaprotsesside sooritamise ajast, mida korratakse süstemaatiliselt iga tooteühiku või tootepartiiga;

Iga tooteühiku, partii või ühes protsessis (konverteri- või koldessulatus) valmistamisel tsükliliselt või mittetsükliliselt tekkivate abitoimingute ja -tööde aeg;

Tehnoloogilise muda aeg, tööobjekti reguleeritud jälgimine (terase muda vormides kuni täieliku kristalliseerumiseni, valtstoodete jahutamine külmikutel jne);

Tehniliselt vältimatute tsüklitevaheliste ja tsüklisiseste pauside aeg.

Vaadeldaval üldjuhul ei saa tootmistsükli kestus vastata selle ajakomponentide lihtsale summale. Ego on tingitud asjaolust, et mis tahes ajakomponendi absoluutväärtus sõltub organisatsiooni vormist, protsessist, mida iseloomustab selle teatud tüüpi kulg (järjestikune, paralleelne, paralleelne-järjestikune) ja operatsioonide kombinatsiooni olemusest. töötsükli aeg, transpordiaeg ja abitoimingud.

Joonis 2 – Tootmistsükli ajastruktuur

Olemasoleva (määratletud) protsessitehnoloogiaga määrab tootmistsükli ajalise struktuuri efektiivsuse, mis on otseselt seotud selle kestusega, mitmed parameetrid, nagu iga konstruktsioonikomponendi absoluutne kestus, komponentide ja elementide arv. neid, nende spetsiifilisi suhteid ja protsessi organisatsioonilist vormi.

Tootmistsükli ülesehituse efektiivsus, kui muud asjaolud on võrdsed, on seda suurem, mida väiksem on komponentide arv, mida lühem on nende kestus ajas, seda suurem on tehnoloogilise tsükli osakaal, seda ratsionaalsem on komponentide ja nende elementide õigeaegne kombineerimine, tagades maksimaalse võimaliku paralleelse toimingute voo.

Tootmistsükli kestuses mängib peamist rolli tehnoloogiline tsükkel, kuna ülejäänud komponendid kattuvad protsessi peamiste tootmisoperatsioonide läbiviimisel suurel määral.

Vastavalt klassifitseerimistunnustele jagunevad metallurgiaettevõtte tootmisprotsessid lihtprotsessideks, mis kulgevad ilma kattuvate tsükliteta, ja keerukateks protsessideks, mis kulgevad ajaliselt kattuvate tsüklitega. Seda tüüpi tootmisprotsesside arvestamise olulisus tuleneb asjaolust, et nende tootlikkus on väga erinev ja selle suurendamise meetoditel on oma eripärad.

Lihtsates protsessides viiakse tsükkel läbi ajaliselt järjestikku, kui iga järgmine tsükkel algab pärast eelmise lõppu. Selliste protsesside eripäraks on see, et kõik tsükli toimingud tehakse samas tööjaamas või üksuses, näiteks õitseval veskis.

Lihtsad protsessid viiakse läbi kahes modifikatsioonis: katkestustega, kui järgmine tsükkel algab pärast eelmise lõppu, mitte otse, vaid teatud aja möödudes (joonis 3, a) ja katkestusteta, kui järgmine tsükkel. algab kohe pärast eelmise lõppu (joonis 3, b ). Joonise 3 andmete analüüsist järeldub, et protsesside tootlikkus on erinev ja teisel juhul suurem, kuna puuduvad tsüklitevahelised katkestused.

Protsessi tootlikkus antud organisatsioonilistes ja tehnilistes tingimustes on tööseadmete potentsiaal toota teatud koguse tooteid ajaühikus. Mustmetallurgias võib erinevate põhiprotsesside tootlikkuse väljenduseks olla tonni malmi, terast, valtstooteid. Ajaühikud, millesse tootlikkus kuulub, on tund, vahetus, päev, kuu, aasta. Protsessi jõudlus on määratletud seoses operatsioonide, alamprotsesside ja kogu tootmisprotsessiga.

T c a t c b

Joonis 3 – lihtsate katkendlike (a) ja pidevate (b) protsesside graafikud – (t 0 on toimingu kestus, tc - tsükli aeg)

Peamised tegurid, mis määravad protsesside toimimise, on järgmised:

Plokkide tehnilised omadused (kõrgahjude kasulik maht, terasetootmissõlmede võimsus, stendide arv, valtsimisseadmete töörullide läbimõõt jne);

Põhiprotsesside intensiivsus (kiirus, rõhk, temperatuur, võimendid - hapnik, maagaas);

Toodete sortiment ja selle valmistamise töömahukus;

Algmaterjalid ja nende töötlemise viisid;

Organisatsioonilised tegurid (tootmisprotsesside kõigi etappide sidumise meetodid, nende kombinatsiooni olemus ja protsesside organisatsiooniline struktuur, töökorraldus jne).

Praktikas on protsesside tootlikkust mõjutavate tegurite arv palju suurem, kuid neid kõiki ei võeta tootmises arvesse, lisaks eristub nende olemus ja fookus mitmekesisuse ja püsivusastmega. Märkimisväärne osa neist ei ole olemuselt deterministlikud, vaid tõenäosuslikud stohhastilised, mis määrab metallurgilised protsessid üldiselt tõenäosuslike protsessidena. Protsesside selgeks korraldamiseks, nende edenemise ja juhtimise prognoosimiseks on vaja põhjalikku uurimistööd, mille põhjal on vaja protsesside käigu seaduspärasusi ja tootmistulemuste sõltuvusi vastavate tegurite kvantitatiivsetest väärtustest nende erinevate kombinatsioonide puhul. on nõutavad.

Protsesside tootlikkuse arvutamiseks koostatakse majanduslikud ja matemaatilised mudelid, mis kajastavad funktsionaalsel või stohhastilisel kujul seost uuritavate protsesside produktiivsete ja faktoriaalsete omaduste vahel.

Seega saab katkendlike protsesside toimimise määrata avaldise järgi:

P = Tn / (t 0 + t n) = TnP c, (2)

kus Р - tootlikkus ajaühiku kohta, t / h (tk / h);

T on aktsepteeritud ajaühik h (nihe, päev);

kuni - operatsiooni kestus, h (min);

t n - pausi kestus (min - tsükli piires);

t c on tsükli kestus, h (min);

n on ühes tsüklis valmistatud toodete ühikute arv, tk, või toodete maht, s.o.

Tsüklite vahel katkestusteta töötavate protsesside puhul, milles toimingu kestus vastab tsükli kestusele, määratakse protsessi tootlikkus järgmise valemiga:

p = Tn / t 0 = Tn / t c v (3)

Vaadeldavate protsesside tüüpide puhul arvutatakse nende vahetuste jõudlus, võttes arvesse erinevaid vahetusesiseseid pause, järgmise valemi abil:

(4)

kus t c.p - vahetusesisesed pausid (ettevalmistus- ja lõputöö kestus, reguleeritud pausid tehnilistel põhjustel, puhkamiseks).

Metallurgia tootmises viiakse kõik peamised metallurgilised protsessid läbi mitte ühes, vaid mitmes etapis, mis iseloomustab neid kui keerukaid protsesse. Mitmeastmelised protsessid ja nende elluviimise võimalus erinevates organisatsioonilistes vormides määravad ära ka operatsioonide paralleelse teostamise võimaluse üksikutel ajaetappidel ning sellest tulenevalt ka külgnevate tootmistsüklite samaaegse kattumise suurema või väiksema ajalise nihkega.

Kattuvus tähistab kahe kõrvuti asetseva tsükli samaaegse toimumise perioodi, st ajavahemikku järgmise tsükli alguse ja eelmise lõpu vahel. Kõrvuti asetsevate tsüklite toimingute sooritamist erinevates etappides saab läbi viia pidevalt ilma intervallideta, kui operatsioonid on kestusega võrdsed, või katkendlikult, kui toimingute kestus protsessi erinevates etappides on erinev.

Kattuvate tsüklitega tootmisprotsessid võivad sõltuvalt üksikute etappide toimingute olemusest olla järgmiste organisatsiooniliste vormidega:

järjepideva töökäiguga kõigil etappidel;

Järgmistes etappides toimuvate toimingute edenemisega võrreldes eelmiste etappide sarnaste toimingutega;

operatsioonide paralleelse täitmisega eraldi etappides.

Külgnevate tsüklite ajas kattumisega kulgevate protsesside produktiivsuse, sõltumata nende organisatsioonilisest vormist, määrab tsükli kestus (rütm).

Sageli tekitab praktikas raskusi valtsimiskäigu määramine ainult arvutustega, kuna erinevatel tehastel võib abitoimingute kestus oluliselt erineda.

Adametsky graafik ja selle tüübid aitavad arvutamist lihtsustada. Sellele kantakse horisontaalteljele aeg sekundites, vertikaalteljele veskipuistu number. Vaadeldaval läbimisel veeremise kestus on graafikule märgitud paksu horisontaalse joonega veerelauale vastaval teljel. Kahe rea vahelised vabad ruumid tähistavad pause kõrvuti asetsevate läbimiste vahel. Riba ülekandumist ühelt aluselt teisele on kujutatud kaldjoonega ja selle projektsioon horisontaalteljele vastab ülekandepausidele.

Adametsky graafiku abil saab jälgida tehnoloogilise protsessi järjekorda ja jälgida valtsimismasina aja elemente. See tähendab, et on võimalik analüüsida tööstendide töökoormust, tuvastada nende läbilaskevõimet ning visandada võimalik valtsriba vähenemiste ümberjaotumine stendide vahel või kiirustingimuste muutumine mööda stende, et neid ühtlasemalt koormata. vastavalt veski maksimaalse tootlikkuse nõuetele.

Protsessi tsükliaeg tähistab ajavahemikku eelmise tsükli algusest järgmise alguseni ning selle määrab tsükli kestuse ja ettemakse (kattuvus) suuruse vahe. Joonisel 4 on kujutatud protsesside graafikud pideva järjestikuse toimingute täitmisega kahes ja kolmes etapis. Kuna nendes protsessides on toimingute kestus kõigil etappidel sama, võrdub protsessi tsükkel mis tahes neist toimingute kestusega:

, (5)

kus R - protsessi taktitunne (rütm), min;

NS- kattuvuse suurus, min;

NS- protsessi etappide arv;

Nagu on näha jooniselt 4, on protsessi jõudlus mõlemal juhul sama, mis tuleneb protsessi etappide võrdsusest ja hoolimata tsüklite erinevast kestusest.

0 4 8 12 0 4 8 12 16

Aeg, min

Joonis 4. Protsesside graafikud pideva järjestikuse toimingute täitmisega võrdse kestusega tsüklitega: a- tootmisprotsessi kaks etappi; b- sama, kolm sammu

Joonisel 5 on kujutatud graafikuid protsesside katkendliku vooga, mille toimingute kestus on üksikutel etappidel ebavõrdne ja nendevahelised pausid.

Protsesside puhul, mis viiakse läbi koos toimingutega, algab iga tootmisüksuse töötlemine järgmises etapis enne eelmise etapi sama tootmisüksuse töötlemise toimingu lõppu, see tähendab, et protsess kulgeb toimingutest ette kellaajal etapid.

Joonis 5 - Protsesside graafikud koos katkendliku toimingute vooga etappidel: a - tootmisprotsessi kaks etappi; b - sama, neli sammu

Joonis 6 näitab pidevat protsessi kõigis etappides. Sel juhul on toimingute kestus eri etappidel sama. Protsessi puhul, mille toimingute voog astmetel on katkendlik, on sammudel tehtavate toimingute kestus erinev. Kuna mõlemal juhul kulgeb protsess kattuvate tsüklitega, määrab tootlikkuse ainult protsessitsükkel.

Joonis 6 – Protsesside ajakava, mis kulgeb koos toimingute edenemisega

Toimingute edenemisega toimuvates protsessides ei kattu tsükli kestus suurusjärgus kõigis etappides toimingute kogukestusega. Selliste protsesside puhul defineeritakse lööki (rütmi) kui kalendritsükli kestuse (aeg tsükli algusest selle lõpuni) ja kattuvusaja erinevust: R = t c - P.

Pideva toimingute voo korral astmetel on taktitunne võrdne operatsioonide kestusega protsessi mis tahes etapis. Kui toimingud sammudel toimuvad katkendlikult, määratakse taktisagedus operatsioonide kestuse ja suvalise sammu intervalli summana.

Paljude protsesside puhul võib toimingute kestus üksikutel etappidel oluliselt erineda ning seetõttu tekivad protsessis kitsaskohad, tsükkel suureneb ja tootlikkus väheneb. Sellistes protsessides korraldatakse kahe või enama tootmisüksuse paralleelne ajaline töötlemine kõige pikema tööajaga etappides.

Joonisel 7 on kujutatud protsesside skeem koos nende pideva vooluga toimingute paralleelse täitmisega. Protsessi järjepidevus saavutatakse siis, kui iga tootmisüksus jõuab igasse etappi sama ajaintervalliga, mis on võrdne protsessi tsükliga. Sel juhul on taktitunne võrdne järjestikuste toimingutega astmetel tööajaga. Paralleelsete toimingutega etapi tsükkel määratakse järgmise valemiga:

R = t i / n pr,

kus t i on operatsioonide kestus selles etapis, h (min);

n pr - samaaegselt töödeldud toodanguühikute arv, t (tk).

Maksimaalse kattuvuse saavutamise oluline tingimus on protsessi struktuuri parandamine, tagades konkreetse etapi igas lülis toimingute minimaalse kogukestuse. Selle tingimuse rakendamine vähendab kogu tsükli kestust ja vastavalt ka protsessi tsüklit. Viimane toimub isegi püsiva tsükli kestusega, kuid selles olevate linkide arvu suurenemisega.

Joonis 7 - Protsessi ajakava, mille toimingute voog on paralleelne nende pideva vooluga

Joonisel 8 on näitena toodud protsessigraafikud konstantsete tsükliaegade ja erinevate kattuvate väärtustega, mis on määratud tsükli linkide arvu järgi.

Joonisel 8 a näidatud juhul koosneb toimingute tsükkel ühest lülist, kattumist ei esine, veeretsükkel on maksimaalne, võrdne tsükli kestusega. Joonisel 8, b kujutatud juhul on tsükkel jagatud kaheks lüliks, millega seoses lühenes igas lülis toimingute kestus poole võrra. Joonisel 8 c on protsessitsükkel läbi viidud juba neljas lülis. Iga lingi toimingute kogukestus on neli korda lühem kui esimesel juhul. Jätkates purustamist maksimaalse võimaliku linkide arvuni, saame maksimaalse võimaliku kattuvuse.

Joonis 8 – kattuvuse suuruse muutuste graafik protsessi linkide kestuse ja arvu muutmisel

PEATÜKK 2. VÕRGUSTIKE PLANEERIMINE JA HALDAMINE

2.1 Planeerimis- ja juhtimissüsteemid

Keeruliste tootmissüsteemide loomine, uute seadmete ja tehnoloogia arendamine, ettevõtete ehitamine ja rekonstrueerimine eeldavad erinevates teadus- ja tootmisvaldkondades töötavate tegijate kaasamist. Nendes tingimustes muutub järjest keerulisemaks erinevate spetsialistide töö koordineerimine, erinevate tööde ajastuse sidumine. Erinevate tootmisprogrammide (nt ettevõtete, töökodade ehitamine, üksuste remont) planeerimise, korraldamise ja juhtimise üha keerulisemaks muutumine traditsiooniliste tööde koordineerimise meetodite kasutamisel tõi kaasa kogu töökompleksi ajastamise süstemaatilisi viivitusi. ja tootmiskompleksi loomise eelkalkuleeritud kulude ületamine.

Tegeliku seisu analüüs on näidanud, et selliste katkestuste põhjused peituvad tööde kompleksi planeerimisel ja nende kulgemise operatiivjuhtimisel kasutatavates meetodites, mis ei taga tööde vajalikku koordineerimist ei ajaliselt ega ressursside (kulude) osas. . Samas arvati, et kogu point oli rakendatava tehnoloogia puudujääkides ja juhi isiksuses. Üks tavalisi traditsioonilisi ehituses kasutatavaid tööde kompleksi planeerimise meetodeid hõlmab tööplaani esitamist nn ribagraafiku (Gantti diagrammi) vormis. Iga ajakava kui planeerimis- ja juhtimissüsteemi element peaks olema kompleksi mudel, mis on modelleeritud süsteemile adekvaatne. Sellega seoses on tööplaani esitamisel ribagraafiku kujul järgmised olulised puudused:

1. Kompleksi teoste vaheliste suhete puudumine (esitluse võimatus);

2. Põhitööd ei ole ribakaardil näha; need tööd, mis määravad kogu kompleksi teostuse antud ajahetkel;

3. Tööde planeerimisel ribagraafiku vormis on planeeringu optimeerimise võimalused piiratud nii planeeringu väljatöötamise kui operatiivjuhtimise etapis;

4. Lindigraafiku kasutamisel ei arvestata ega tagata esinejate ühtlast töökoormust kõigis kava etappides.

Ülaltoodud puudused on täielikult või suures osas kõrvaldatud, kui neid kasutatakse tootmisprotsesside võrgumodelleerimise süsteemide töö koordineerimiseks, mida nimetatakse võrgu planeerimise ja juhtimise süsteemideks. Võrgustiku planeerimise ja juhtimissüsteemid võimaldavad kõige terviklikumalt lahendada kõik organisatsioonilised ülesanded, hinnata plaani lõpptulemuse seisukohalt.

2.2 Tööde kompleksi operatiivjuhtimine võrgugraafiku abil

Selle sisu adekvaatselt kajastava teoste kogumi mudel on võrgustik. Võrgu all mõistetakse suunatud graafikut, mille abil kuvatakse kompleksi tööde omavahelisi seoseid. Graaf on kaare ja tippude kogum. Igale kaarele vastab täpselt määratletud tippude paar. Graafi nimetatakse orienteeritud, kui iga kaare jaoks on näidatud, milline kahest tipust on algne ja milline lõplik.

Võimalikud on ka mitmesugused võrkude esitusviisid – digitaalsed ja graafilised. Võrgu digitaalne esitus võib olla loendi või maatriksi kujul. Võrgu graafilist esitust (joonis 9) nimetatakse võrgudiagrammiks. See on kõige intuitiivsem, mugavam ja laialdasemalt kasutatav. See eelis kaob aga suure hulga elementidega võrkude puhul (üle 300 töökohaga).

Joonis 9 – võrguskeem

Võrgugraafikas on võrgukaared kujutatud nooltega ja tipud geomeetriliste kujunditega (ringidega). Võrgugraafikat võib olla kahte tüüpi:

1. võrguskeemid, kus teosed on kujutatud nooltega, sündmused - ringidega, nagu on näidatud joonisel;

2. võrguskeemid, kus teosed on kujutatud ringide (või muude kujunditega), ja olenevalt tegevustest nooltega.

Teost kujutavad nooled ei ole mõõtkavas. Noolte suund ja pikkus ei peegelda töö mingeid tunnuseid. Oluline on ainult noolte (tööde) suhteline asukoht. Iga nool ühendab kahte sündmust. seetõttu on iga töö jaoks olemas algus- ja lõppsündmused. Iga etteantud töö alustamiseks on vajalik kõigi vahetult eelnevate tööde lõpetamine, s.o. vajalik on selle töö algsündmusega lõppevate tööde lõpetamine.

Igale võrgusündmusele omistatakse konkreetne number ja mõnikord antakse kõigile või mõnele sündmusele määratlus (nimi). Teose algus- ja lõpusündmuste numbrid moodustavad selle töö koodi (šifri).

Võrgugraafikas on oluline mõiste tee mõiste. Võrgutee on tööde jada, kus iga eelmise töö lõppsündmus langeb kokku järgmise töö algussündmusega. Teekonda peetakse täielikuks, kui see esindab seotud tegevuste ahelat võrgusündmuse algusest lõpuni. Mittetäielik tee on tee võrgugraafiku algusest vahesündmuseni, kahe vahepealse sündmuse vahel või vahepealsest sündmusest lõppsündmuseni.

Kui tootmistingimuste kohaselt on kõik kompleksi tööd kohustuslikud rangelt etteantud järjestuses, siis sellise kompleksi võrgugraafik kujutab endast ühte tööde ahelat (täielik tee on üks). Võrgusüsteemide kasutamine sellise kompleksi juhtimiseks on ebapraktiline. Seega peab võrguskeemil olema vähemalt kaks täielikku rada. Täielikku maksimaalse kestusega teed nimetatakse kriitiliseks teeks. Kriitiline tee on võrgu planeerimise ja juhtimise keskne. Võrgugraafiku kriitiline tee määrab kogu planeeritud tööpaketi tähtpäeva. Igasugune, isegi kõige ebaolulisem viivitus kriitilisel teel töö tegemisel põhjustab tingimata kogu tööde kompleksi tähtaja katkemise, samas kui viivitused mittekriitiliste teede töös ei pruugi rakendamist üldse mõjutada. kogu programmist.

Võrgu planeerimise ja haldamise süsteemi toimimine hõlmab järgmisi etappe:

Tehniliste kirjelduste väljatöötamine ja võrgu planeerimise ja juhtimissüsteemi projekteerimine;

Süsteemi töö esialgses planeerimisrežiimis;

Süsteemi toimimine tööjuhtimisrežiimis.

Kogu võrgu planeerimise süsteemi efektiivsuse määrab suuresti selle toimimise efektiivsus operatiivjuhtimise etapis. Operatiivjuhtimise protsess hõlmab järgmist:

1. operatiivteabe kogumine töö edenemise kohta;

2. sissetuleva info töötlemine ja selle alusel võrgumudeli uuendamine;

3. uuendatud võrgugraafiku parameetrite arvutamine;

4. võrgugraafiku analüüs ja selle alusel otsuste tegemine planeeringu elluviimiseks;

5. töögraafiku väljatöötamine ja konkreetsete töötingimuste viimine esinejateni.

KOKKUVÕTE

Iga ettevõtte tegevuse aluseks on tootmisprotsess, mille lõppeesmärk on toodete turule toomine.

Tootmisprotsess on teatud tehnilise ja organisatsioonilise sisuga tööprotsess, mille eesmärk on luua konkreetseid materiaalseid hüvesid ja mida iseloomustab töö põhiobjekti püsivus.

Et hinnata üksikute tootmisprotsesside ja koostisosade tähtsust ühes tootmisprotsessis, rühmitatakse need järgmiste põhitunnuste järgi:

1. protsessi roll valmistoodete valmistamisel,

2. tööjõu varustusaste ja inimese roll,

3. protsesside olemus,

4. mõju määr tööjõu teemale.

Vastavalt protsessi rollile valmistoodete valmistamisel eristatakse ettevõttes põhi-, abi- ja teenindusharusid.

Peamised hõlmavad neid protsesse, mis on otseselt suunatud põhitoote vabastamisele või tootmisülesannete täitmisele, mis on suunatud konkreetsele tootmisele.

Serveerimisprotsessid hõlbustavad primaarsete ja sekundaarsete protsesside normaalset täitmist. Tavaliselt on ettevõttes teenindussektoriteks keskremonditöökojad, transpordi- ja laoüksused, kultuuri- ja hoolekandeasutused.

Sõltuvalt tööjõu varustusastmest ja inimese rollist eristatakse mehhaniseerimata, osaliselt mehhaniseeritud masinprotsesse.

Mehhaniseerimata protsessid on need, mis viiakse läbi ilma mingit tüüpi energiat ja mehhanisme kasutamata. Nende eesmärk on muuta tööobjektide asukohta või nende kuju käsitööriista abil. Abi- ja teenindussektoris on füüsilise töö osatähtsus endiselt märkimisväärne.

Osaliselt mehhaniseeritud protsessid hõlmavad protsesse, mida teostab selline masin või elektritööriist, mille juhtimine nõuab inimese käsitsitööd.

Masinprotsessides on töövahendiks masin, mille tegevust suunab inimene vaid otse töökohal või eemalt.

Ettevõtete jaoks on suur tähtsus tootmisprotsessi komplekssel mehhaniseerimisel, mille puhul käsitsi või osaliselt mehhaniseeritud töö asendatakse üksteist täiendavate masinate süsteemiga, mis tagavad kõrge tööviljakuse ja loovad tingimused tootmise automatiseerimiseks.

KASUTATUD KIRJANDUSE LOETELU

1. Mustmetallurgia ettevõtete organiseerimine ja planeerimine: õpik / toim. A.F. Mets - M: Metallurgia, 1986 .-- 560 lk.

2. Rebrin Yu.I. Majanduse ja tootmisjuhtimise alused Yu.I. Rebrin - M .: Vlados, 2002.- 329s.

3. Karasteleva E.M. Majandus, tootmise organiseerimine ja planeerimine E.M. Karastelova - M .: Majandus, 1986. - 343lk.

Riigi võim ja õitseng sõltub majanduse efektiivsusest ja sõjalisest potentsiaalist. Viimase arendamine on võimatu ilma metallurgia arenguta, mis omakorda on masinaehituse aluseks. Tänapäeval on tähelepanu keskmes Venemaa metallurgiakompleks ja selle tähtsus riigi tööstus- ja majandussfääris.

Metallurgiakompleksi üldised omadused

Mis on kaevandus- ja metallurgiakompleksid? See on ettevõtete kogum, mis tegeleb metalli kaevandamise, rikastamise, sulatamise, valtstoodete tootmise ja teisese tooraine töötlemisega. Metallurgiakompleksi kuuluvad järgmised tööstusharud:

• Mustmetallurgia , mis tegeleb terase, malmi ja ferrosulamite sulatamisega;
• Värviline metallurgia , mis tegeleb kergete (titaan, magneesium, alumiinium) ja raskemetallide (plii, vask, tina, nikkel) tootmisega.

Riis. 1 Metallurgiatehas

Äripaigutuse põhimõtted

Kaevandus- ja metallurgiakompleksi ettevõtted ei asu kaootiliselt. Need sõltuvad järgmistest metallurgia asukoha teguritest:

• Toored materjalid (maakide füüsikalis-keemilised omadused);
• Kütus (millist energiat tuleb metalli saamiseks kasutada);
• Tarbija (tooraine paigutuse geograafia, peamised energiaallikad ja transporditeede olemasolu).

Riis. 2 Metallurgia paigutuse kütusetegur

Peamised metallurgilised alused

Kõik ülaltoodud tegurid on toonud kaasa metallurgiaettevõtete ebaühtlase asukoha. Mõnel territooriumil moodustati terved metallurgiabaasid. Venemaal on kolm:

• Keskne alus - See on üsna noor keskus, mille vundamendiks on Kurski magnetanomaalia, Koola poolsaare ja Karjala rauamaak. Peamised tootmiskeskused on Lipetsk, Stari Oskol ja Tšerepovets;
• Uurali alus - see on üks suuremaid metallurgiakeskusi Venemaal, mille peamised keskused on Magnitogorsk, Novotroitsk, Tšeljabinsk, Nižni Tagil ja Krasnouralsk;
• Siberi baas on keskus, mis on alles arendusjärgus. Peamine allikas on Kuznetski kivisüsi ja rauamaak Priangaryest ja Gornaja Šoriast. Peamine keskus on Novokuznetsk.

Venemaa metallurgiabaaside võrdlusomadused ja tööskeemi saab esitada järgmises tabelis:

TOP-4 artiklitkes sellega kaasa lugesid

Värviline metallurgia

Eesmärgi ning keemiliste ja füüsikaliste omaduste ja omaduste alusel jaotatakse värvilised metallid:

• Rasked (vask, plii, tina, tsink, nikkel);
• kerge (alumiinium, titaan, magneesium);
• vääris (kuld, hõbe, plaatina);
• Harv (tsirkoonium, indium, volfram, molübdeen jne)

Värviline metallurgia on värviliste, vääris- ja haruldaste metallide maakide kaevandamise, töötlemise ja metallurgilise töötlemisega tegelevate ettevõtete kompleks.

Selles ahelas eristatakse alumiiniumi-, vase-, plii-tsingi-, volframi-molübdeeni- ja titaan-magneesiumitööstust. Lisaks hõlmab see ka vääris- ja haruldaste metallide tootmisega tegelevaid ettevõtteid.

Värvilise metallurgia keskused Venemaal

Alumiiniumitööstuse keskused on Bratsk, Krasnojarsk, Sajansk ja Novokuznetsk. Nendes linnades asuvad suured alumiiniumitehased arenevad nii oma toorainete baasil, mis on pärit Uuralitest, Loode-piirkonnast ja Siberist, aga ka imporditud toorainest. See tootmine on üsna energiamahukas, seetõttu asuvad ettevõtted hüdro- ja soojuselektrijaamade läheduses.

Meie riigi vasetööstuse peamine keskus on Uuralid. Ettevõtted kasutavad kohalikku toorainet Gayskoje, Krasnouralsky, Revdinskoje ja Sibayskoje maardlatest.

Tehase plii-tsingitööstus sõltub polümetallimaakide kaevandamisest, seetõttu asub see nende tootmiskohtade lähedal - Primorye, Põhja-Kaukaasia, Kuzbass ja Transbaikalia.

Riis. 3 Kullakaevandus Tšukotkas

Probleemid ja väljavaated

Igas tööstuses on probleeme. Metallurgiakompleks pole erand. Mustmetallide ja värviliste metallide metallurgia peamised probleemid on järgmised:

• suur energiatarbimine;
• siseturu madal läbilaskevõime;
• põhivara kõrge kulumise tase;
• teatud tüüpi tooraine puudumine;
• tooraine- ja maagivarude taastootmisprotsessi hävitamine;
• tehnoloogiline mahajäämus ja uute tehnoloogiate ebapiisav kasutuselevõtt;
• professionaalsete töötajate puudus.

Kuid kõik need küsimused on lahendatavad. Venemaa on jätkuvalt suur tegija ülemaailmsel metallurgiatoodete turul. Venemaa metallurgia osakaal maailmatoodangus moodustab üle 5% terasest, 11% alumiiniumist, 21% niklist ja üle 27% titaanist. Venemaa metallurgia konkurentsivõime peamine näitaja välisturul on see, et riik säilitab ja isegi laiendab oma ekspordivõimalusi.

Mida me õppisime?

Täna saime teada, mida tähendab termin "metallurgiline kompleks". See tööstusharu jaguneb musta ja värvilise metalli metallurgiaks. Kaevandamise, maagi töötlemise, metalli sulatamise ja valtsmetallide tootmisega tegelevate ettevõtete asukohal on oma eripärad ja see sõltub kolmest tegurist: tooraine, kütus ja tarbija. Vene Föderatsioonis töötab ja areneb kolm metallurgiabaasi: Kesk-, Uurali ja Siberi.

Test teemade kaupa

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.3. Kokku saadud hinnanguid: 579.

Metallurgia ajalugu ja mõiste

Metallide omadused, kaevandamine ja metallide kasutamine

Jaotis 1. Ajalugumetallurgia.

2. jagu. Kaevandusmetallurgia.

Jaotis 3. Metallide omadused.

Jaotis 4. Metallide rakendused.

Jaotis 5. Sulamid.

Metallurgia - see on teaduse ja tehnoloogia valdkond, tööstusharu.

Metallurgia hõlmab:

looduslikust toorainest metallide ja muude metalli sisaldavate toodete tootmine;

sulamite saamine;

kuum ja külm metalli töötlemine;

metallist kate;

materjaliteaduse valdkond, mis uurib metallide füüsikalist ja keemilist käitumist.

Metallurgia on seotud metallurgiatööstuses kasutatavate masinate, aparaatide, sõlmede arendamise, tootmise ja käitamisega.

Metallurgia jaguneb mustaks ja värviliseks metalliks. Mustmetallurgia hõlmab musta metalli maakide kaevandamist ja töötlemist, malmi, terase ja ferrosulamite tootmist. Mustmetallurgia hõlmab ka valtsitud mustmetallide, terase, malmi ja muude mustadest metallidest valmistatud toodete tootmist. Värviline metallurgia hõlmab kaevandamist, värviliste metallide maakide rikastamist, värviliste metallide ja nende sulamite tootmist.

Mustmetallide hulka kuulub raud. Kõik ülejäänud on värvilised.

Füüsikaliste omaduste ja otstarbe järgi jagunevad värvilised metallid tavapäraselt:

raskmetallid (vask, plii, tsink, tina, nikkel);

kerge (alumiinium, titaan, magneesium).

Põhilise tehnoloogilise protsessi järgi jaguneb see pürometallurgiaks (sulatamine) ja hüdrometallurgiaks (metallide ekstraheerimine keemilistes lahustes). Plasmametallurgia on pürometallurgia liik.

Kõige tavalisemad metallid on:

Alumiinium

Metallurgia ajalugu

Esimesed tõendid selle kohta, et inimene tegeles metallurgiaga, pärinevad 5-6 aastatuhandest eKr. NS. ja leiti Majdanekist, Plodnikust ja mujalt Serbias (sealhulgas Vinchu kultuuri kuuluv vaskkirves 5500 eKr), Bulgaarias (5000 eKr), Portugalis, Hispaanias, Stonehenge'is (Suurbritannia).

Kuid nagu selliste pikaajaliste nähtuste puhul sageli juhtub, ei saa vanust alati täpselt kindlaks määrata.

Varaste aegade kultuuris esines hõbedat, vaske, tina ja meteoorirauda, ​​mis võimaldas teostada piiratud metallitöötlemist. Niisiis hinnati kõrgelt "taevaseid pistodasid" - Egiptuse relva, mis loodi meteoriidist rauast 3000 eKr. NS. Kuid olles õppinud kividest vaske ja tina ekstraheerima ning pronksiks nimetatavat sulamit hankima, õppisid inimesed 3500 eKr. NS. astus pronksiaega.

Maagist raua saamine ja metalli sulatamine oli palju keerulisem. Arvatakse, et selle tehnoloogia leiutasid hetiidid umbes 1200 eKr. eKr, mis oli rauaaja algus. Kaevandamise ja raua valmistamise saladusest sai vilistite võimu võtmetegur.

Mustmetallurgia arengu jälgi on võimalik jälgida paljudes minevikukultuurides ja tsivilisatsioonides.

Siia kuuluvad iidsed ja keskaegsed Lähis-Ida ja Lähis-Ida kuningriigid ja impeeriumid, Vana-Egiptus ja Anatoolia (Türgi), Kartaago, iidse ja keskaegse Euroopa kreeklased ja roomlased, Hiina, India, Jaapan jne.

Tuleb märkida, et paljud metallurgia meetodid, seadmed ja tehnoloogiad leiutati algselt Vana-Hiinas ja siis omandasid eurooplased selle käsitöö (kõrgahjude, malmi, terase, hüdrovasarade jms leiutamine).

Hiljutised uuringud viitavad aga sellele, et Rooma tehnoloogia oli seni arvatust palju arenenum, eriti kaevandamise ja sepistamise valdkonnas.

Metallurgia oma algses tähenduses on maakidest metallide kaevandamise kunst. Metallurgia ilmus iidsetel aegadel. Väljakaevamistel leiti vase sulatamise jälgi, mis pärinevad 7-6 aastatuhandest eKr. Ja umbes samal ajal said inimesed tuntuks sellised looduslikud metallid nagu hõbe, kuld, vask, meteoriitidest pärit raud.

Esiteks külmtöötleti raud ja vask. Metall andis end selliseks töötlemiseks. Vasktooted muutusid laiemalt levinumaks sepistamise – kuumsepistamise – leiutamisega.

Seejärel levis laialt pronks (2. aastatuhandel eKr). Pronks on vase ja tina sulam, mille kvaliteet oli vasest palju parem. See on vastupidavus korrosioonile, tera kõvadus ja teravus ning valuvormide parem täitmine. See oli üleminek pronksiajale.

Järgmises etapis õppis inimene maakidest rauda saama. Selle hankimise protsess seisnes gaasiküttel sepikate kasutamises ja oli ebatõhus. Nad hakkasid seda protsessi täiustama - tutvustasid raua rikastamist süsinikuga ja selle järgnevat kustutamist. Nii valmistati terast. Ja 1. aastatuhandeks eKr. rauast on saanud kõige levinum materjal, mida inimesed kasutavad (Euroopa, Aasia).

Rauametallurgia pole muutunud, arvatavasti umbes 3 aastatuhandet. Kuid protsess paranes järk-järgult ja 14. sajandi keskpaigaks ilmusid esimesed kõrgahjud. Nende ahjude kõrguse suurenemine ja vastavalt võimsam lõhkevarustus viis malmi mugava tootmiseni. Ilmnes nn toretsev ümberjaotumine (malmi ümberjaotumine tempermalmiks). Kriitiline protsess terase saamise meetodina oli tulusam ja asendas praktiliselt senised toorraual põhinevad saamise meetodid. Kuigi sellest valmistati väga kuulus Damaskuse teras.

Tiiglisulatus (idas juba tuntud) ilmus Inglismaal 1740. aastal. Ja 18. sajandi viimasel veerandil - pudling. Tiiglisulatus oli esimene valuterase valmistamise meetod. Kuid need protsessid ei suutnud konkureerida kiiresti areneva rauametallurgiaga. Pöördepunkt saabus kolme uue valuterase tootmise protsessi leiutamisega. 1856. aastal on see Bessemeri kohtuprotsess. Aastal 1864 - avatud kolle ja aastal 1878 - Thomase protsess. 20. sajandi keskpaigaks oli terasetootmine toormalmi protsentuaalselt juba välja tõrjunud.

Lisaks arendati tootmist üksuste tootlikkuse tõstmise, erinevate tehnoloogiatäiustuste ja tootmisprotsesside ulatusliku automatiseerimise kaudu. Kvaliteetset (legeeritud) terast hakati tootma elektriahjudes. Metalli ümbersulatamist kasutati vaakumkaarahjudes ja plasmaseadmetes. Raua otsese tootmise meetodid hakkasid arenema, tulevik oli nende taga.

Ja nad kaevandasid kulda, hõbedat, tina, pliid, vaske, elavhõbedat.

Eelajaloolisel ajal saadi kulda asetajatest pesemise teel. See tuli välja liiva ja tükkidena. Siis hakati kasutama kulla rafineerimist (lisandite eemaldamine, hõbeda eraldamine), II aastatuhande teisel poolel eKr. 13-14 sajandil õppisid nad kasutama lämmastikhapet kulla ja hõbeda eraldamiseks. Ja 19. sajandil töötati välja liitmisprotsess (kuigi see oli tuntud juba antiikajal, pole tõendeid selle kohta, et seda oleks kasutatud kulla kaevandamiseks liivast ja maakidest).

Galeenist kaevandati hõbedat koos pliiga. Siis, sajandeid hiljem, hakati neid kokku sulatama (umbes 3. aastatuhandeks eKr Väike-Aasias) ja see levis laialt isegi 1500-2000 aasta pärast.

Vaske hakati masstootma, kui V.A. leiutas 1866. aastal mattkonversiooni.

Tina sulatati kunagi ammu lihtsates šahtahjudes, misjärel seda puhastati spetsiaalsete oksüdeerivate protsessidega. Nüüd saadakse metallurgias tina maakide töötlemisel keerukate keerukate skeemide järgi.

Noh, elavhõbedat toodeti maagi hunnikutes röstimisel, kus see kondenseerus külmadele esemetele. Siis ilmusid keraamilised anumad (retordid), mis asendati raudsete anumatega. Ja kasvava nõudluse tõttu elavhõbeda järele hakati seda hankima spetsiaalsetes ahjudes.

Inimese materiaalsed väärtused on mõeldamatud ilma metallideta ja metallurgia tähtsus kaasaegse tsivilisatsiooni loomisel on väga suur. Metalle kasutatakse ehituses, sõjanduses, transpordis ja sides, kaupade ja tarbekaupade tootmisel, põllumajanduses. Kaasaegne metallurgia võimaldab saada peaaegu kõiki perioodilise süsteemi elemente, välja arvatud võib-olla halogeniidid ja gaasid.

Et saada grillist näiteks vaid 30–35 kilogrammi kaaluv metallleht, pidi haamer 12–15 tundi kõvasti tööd tegema. Ja proovige nii kaua vehkida tohutu haamriga! Mehaanilise haamri tulekuga ei nõudnud selline töö enam selliseid jõupingutusi ja kulus vaid 4-6 tundi, kaasa arvatud metalli kuumutamise aeg.

Suure löögijõu arendamisega võimaldasid haamrid saada palju tugevamat metalli kui käsitsi sepis. Ühes Rootsi tehases metalli ribadeks sepistamiseks kasutatud sabahaamri tihvt kaalus umbes 80 kilogrammi ja andis 120 lööki minutis. Muidugi ei suutnud ükski haamer seda teha.

Kuid peagi sai selgeks, et sabahaamer ei taga mehaaniliste omaduste vajalikku ühtlust kogu mõne toote mahu ulatuses (näiteks pikad sepised - ribaraud jne). Töötaja ju liigutas metallriba käsitsi lööja löögile. Oli vaja leida põhimõtteliselt uus metalli töötlemise meetod, mis annaks täpselt ühesuguse rõhu kogu toote tasapinnal.

Olete kahtlemata näinud, kuidas perenaised ümmarguse taignarulliga tainakambu lauale rullivad. Järk-järgult muutub tainas aina õhemaks, kuid see võtab enda alla üha rohkem pinda. Kujutage nüüd ette, et taigna asemel on teil tegemist kuuma metalliga ning taignarulli ja lauapinna asemel on teil kaks ümmargust pöörlevat rulli. Metalli lastakse rullide vahelt üks, kaks, kolm korda.

Metalliriba muutub aina õhemaks ja see venib aina rohkem. Ja mis kõige tähtsam, see kõveneb ühtlaselt kogu pikkuses. Seda metallitöötlemisprotsessi nimetatakse valtsimiseks. Ja kaks rullikut on valtsimisveski.

Kaevandusmetallurgia

Kaevandusmetallurgia hõlmab väärtuslike metallide kaevandamist maagist ja taaskasutatud tooraine sulatamist puhtaks metalliks. Metalloksiidi või sulfiidi muundamiseks puhtaks metalliks tuleb maak eraldada füüsikaliselt, keemiliselt või elektrolüütiliselt.

Metallurgid töötavad kolme põhikomponendiga: tooraine, kontsentraat (väärtuslik metallioksiid või sulfiid) ja jäätmed. Pärast kaevandamist purustatakse suured maagi tükid kuni punktini, kus iga osake on kas väärtuslik kontsentraat või jäätmed.

Kaevandamine pole vajalik seni, kuni maak ja keskkond võimaldavad leostumist. Nii saab mineraali lahustada ja saada mineraalidega rikastatud lahuse.

Maagis on sageli mitu väärtuslikku metalli. Sel juhul saab ühe protsessi jäätmeid kasutada teise protsessi toorainena.

Metalli omadused

Metallidel on tavaliselt järgmised füüsikalised omadused:

Kõvadus.

Helijuhtivus.

Kõrge sulamistemperatuur.

Kõrge keemistemperatuur.

Toatemperatuuril on metallid tahked (välja arvatud elavhõbe, ainus metall, mis on toatemperatuuril vedel).

Metalli poleeritud pind läigib.

Metallid on head soojus- ja elektrijuhid.

Neil on suur tihedus.

Metallide rakendused

Vasel on elastsus ja kõrge elektrijuhtivus. Seetõttu on see leidnud laialdast kasutust elektrikaablites.

Kuld ja hõbe on väga viskoossed, silmkoelised ja inertsed, seetõttu kasutatakse neid ehetes. Kulda kasutatakse ka mitteoksüdeeruvate elektriühenduste tegemiseks.

Raud ja teras on kõvad ja vastupidavad. Nende omaduste tõttu kasutatakse neid ehituses laialdaselt.

Alumiinium on sepitav ja juhib hästi soojust. Seda kasutatakse pottide ja fooliumi valmistamiseks. Madala tiheduse tõttu - lennukiosade valmistamisel.

Inimene hakkas metalli elus kasutama iidsetest aegadest peale. Kvaliteetsete põllutööriistade ja relvade loomine jahipidamiseks ja oma hõimu kaitsmiseks poleks olnud võimalik, kui selleks poleks kasutatud erinevat tüüpi metalle.

Inimkond on arenenud ja koos sellega on paranenud ka tootmine. Tänapäeval loodud konstruktsioonid ja majapidamistarbed võivad lõpptarbijat teenindada üle mitme aastakümne, jäädes samas jätkuvalt kvaliteetseks ja töökindlaks. Sulamite loomine võimaldas viia metallide kasutamise uuele tasemele, võimaldades toota tõeliselt vastupidavaid tooteid ja komponente, mis ei karda madalate ja kõrgete temperatuuride ning hapete mõju.

Erinevatel eesmärkidel, auto-, masinaehituse ja paljude muude raske- ja kergetööstuse hoonete ehitamine on metallide kasutamiseta võimatu.

Peamine metalli iseloomustav eelis on see, et see on võimeline võtma mis tahes kuju sellele vajutatava tööriista mõjul.

Tänapäeval on kõige sagedamini kasutatavad sulamid teras ja malm. Lisaks on tööstuses väga levinud materjalid, mille põhielemendiks on vask või alumiinium.

Praegu on teras metallide ja sulamite aastatoodangu poolest esikohal. Selle levinuim koostis on raud ja süsinik, mille kogus on kaks protsenti. Samuti on madala süsinikusisaldusega ja kõrge süsinikusisaldusega terasid ja sulamid, millesse on lisatud vanaadiumi, niklit või kroomi. Terast kasutatakse laialdaselt mitte ainult tööstuses, vaid ka majapidamistarvete valmistamiseks - noad, pardlid, käärid, nõelad jne.

Malm on aastatoodangult teisel kohal. Sarnaselt terasega on see raua ja süsiniku sulam, kuid viimase osakaal selles on palju suurem kui terases. Malmile lisatakse ka räni, mis teeb sulami eriti tugevaks. Kõige rohkem kasutatakse malmi ehituses, kus sellest valmistatakse torusid, liitmikke, kaevukaaneid ja muid elemente, mille põhinõue on tugevus.

Alumiiniumsulamid on vähem levinud kui teras ja malm, kuid mõnes tööstusharus on nende kasutamist võimatu lõpetada. Esiteks hõlmavad need masinaehitust, toiduainetööstust, arhitektuuri- ja viimistlusmaterjalide tootmist.

Seda tüüpi sulamite peamine eelis on see, et neid saab kergesti töödelda metallilõikamismasinatel, samuti keevitada ja tembeldada. Need on keskkonnasõbralikud ja täiesti kahjutud, mistõttu on võimalik kasutada alumiiniumisulameid toiduainetööstuses ning toiduainete transportimisel ja ladustamisel. Lisaks on alumiiniumisulamid korrosioonikindlad ja hästi peegeldavad. Nende kasutamise piiranguks on see, et sellised sulamid kaotavad oma omadused kõrgel temperatuuril, kuid siiski ei sega see nende kasutamist paljudes tööstuslikes ülesannetes.

Raske on ette kujutada, milline oleks kaasaegne tööstus, kui metalli ei eksisteeriks. Vastupidavate ja töökindlate konstruktsioonide ja majapidamistarvete loomine oleks võimatu, kui inimkond ei õpiks metalle kasutama ja nende sulameid looma. Metallurgia pidev areng muudab metallid üha täiuslikumaks ja kvaliteetsemaks, seetõttu muutub ka toodete valmistamine kvaliteetsemaks ja kiiremaks.

Vase-nikli sulameid kasutatakse söövitavates keskkondades ja mittemagnetiseeruvate toodete valmistamiseks. Niklipõhiseid supersulameid kasutatakse kõrgetel temperatuuridel (soojusvahetid jne). Monokristallilisi sulameid kasutatakse väga kõrgetel temperatuuridel.

Sulamite valmistamise meetodi järgi on valatud ja pulbersulamid. Valatud sulamid saadakse segatud komponentide sulakristallimisel. Pulber - pulbrite segu pressimisega, millele järgneb kõrgel temperatuuril paagutamine. Pulbersulami komponendid võivad olla mitte ainult lihtainete pulbrid, vaid ka keemiliste ühendite pulbrid. Näiteks tsementkarbiidide põhikomponendid on volfram- või titaankarbiidid.

Agregatsiooni tahkes olekus võib sulam olla homogeenne (homogeenne, ühefaasiline - see koosneb sama tüüpi kristalliitidest) ja heterogeenne (mittehomogeenne, mitmefaasiline).

Tahke lahus on sulami alus (maatriksfaas). Heterogeense sulami faasiline koostis sõltub selle keemilisest koostisest. Sulam võib sisaldada: interstitsiaalseid tahkeid lahuseid, asendustahke lahuseid, keemilisi ühendeid (sh karbiidid, nitriidid) ja lihtainete kristalliite.

Metallide ja sulamite omadused on täielikult määratud nende struktuuriga (faaside kristallstruktuur ja mikrostruktuur). Sulamite makroskoopilised omadused on määratud mikrostruktuuriga ja erinevad alati nende faaside omadustest, mis sõltuvad ainult kristallstruktuurist. Mitmefaasiliste (heterogeensete) sulamite makroskoopiline homogeensus saavutatakse tänu faaside ühtlasele jaotusele metallmaatriksis. Sulamitel on metallilised omadused, nagu elektri- ja soojusjuhtivus, peegelduvus (metalliline läige) ja plastilisus. Sulamite kõige olulisem omadus on nende keevitatavus.

Allikad

Vikipeedia – vaba entsüklopeedia, Vikipeedia

works.tarefer.ru - Abstracts

lomonosov-fund.ru - Lomonosovi teadmised

autowelding.ru - metallitöötlemine

oko-planet.su – planeedi silm

nplit.ru – teadusraamatukogu

Sõna "metallurgia" pärineb vanakreeka keelest, kus "μεταλλουργέω" tähendab sõna-sõnalt "maagi kaevandamist" või "metallide töötlemist". See on teatud teaduse ja tehnoloogia valdkond, mis kirjeldab metalli saamise protsesse maakidest või erinevatest materjalidest. Lisaks muutub töötlemise käigus ainete keemiline koostis, struktuur ja omadused. Tänapäeval kasutatakse neid sõnu tööstuse kirjeldamiseks, kuid varem oli see maagist metalli kaevandamise kunst.

Kaasaegne metallurgia kontseptsioon on ulatuslik, see hõlmab:

(maagi) ja muude materjalide baasil metallide tootmine;
sulamite tootmine;
kuum ja külm metallitöötlemine;
keevitamine;
teadusvaldkond, mis tegeleb metallide ja sulamite füüsikaliste ja keemiliste omaduste uurimisega;
seadmete ja masinate tootmine metallurgiatööstusele.

Koksitööstus ja tootmine on metallurgia harud.

Metallurgia liigid

Esialgu jaguneb toormaterjalidel põhinev metallurgia: raud- ja. Esimesse tüüpi kuuluvad raud ja selle sulamid, sealhulgas: musta maagi kaevandamine, rikastamine, tootmine ja valtsimine jne.
Teise tüübi alla kuuluvad vastavalt värvilised metallid: nende kaevandamine, maagi töötlemine, metallide ja sulamite tootmine. Värvilised metallid on rasked (Cu, Zn, Pb, Ni, Sn) ja kerged (Al, Ti, Mg).

Lisaks toorainetele saab metallurgia jagada tehnoloogilise protsessi järgi:

1. Pürometallurgia on protsess, nagu röstimine või sulatamine, mis toimub kõrgel temperatuuril. Sellise metallurgia alamliikide hulka kuulub plasma.
2. Hüdrometallurgia on absoluutselt vastupidine protsess, mille käigus ekstraheeritakse maakidest metalli vee või sellel põhinevate keemiliste reaktiivide abil, seda protsessi nimetatakse "leostumiseks".

Teaduse areng ei seisa paigal, maailmapraktikas kasutatakse metallurgias isegi mikroorganisme ja biotehnoloogiaid. Nende protsesside hulka kuuluvad: bioleostumine, biooksüdatsioon ja teised. Tänapäeval ekstraheeritakse sel viisil mõningaid värvilisi metalle (Cu, Au, Zn, Ni, U). Biotehnoloogia kõige olulisem rakendus on aga tööstusliku reovee puhastamises.

Metalli tootmine ja tarbimine

Kasutusvaldkonnad

Maakoores leidub piisavas koguses vähe väärtuslikke metalle. Näiteks: Al - 8,9%, Fe - 4,65%, Mg - 2,1%, Ti - 0,63%. Võib märkida, et mida õilsam on metall, seda vähem seda looduses leidub.
Nõudlus ja tootmine metallide järele kasvab iga aastaga. Kui arvestada viimase 20 aasta perioodi, siis on näha, et tarbimine (umbes 0,8 miljardit tonni) ja metallivarud (kaheksa miljardit tonni) on kasvanud.

Kõige populaarsemaks on muutunud metallkonstruktsioonid, laienenud on tarbimispiirkonnad, kuna sellel materjalil on head omadused ja tootmine on majanduslikult tasuv. 72–74% paljude osariikide RKTst moodustab mustade ja värviliste metallide kasutamisel põhinev tootmine.

800 miljonist tonnist, mis moodustab 90% metallide aastasest tarbimisest, 750 miljonit tonni pärineb terasest. Tunduvalt vähem kulub - 3%, - 1,5%, - ca 5,5 tonni, - ca 4,5 tonni.
USA, Suurbritannia, Prantsusmaa, Itaalia toodavad ja tarbivad lõviosa kõigist metallidest.

Erinevatel metallidel on individuaalsed füüsikalised omadused, mis on iseloomulikud ainult neile. Selliste omaduste tõttu nagu kõvadus, tihedus, elektrijuhtivus, sulamistemperatuur, välimus ja muud, on nende kasutusala üsna lai.

Raual on kõrge kõvadus ja tugevus, ehitustööstuses on need asendamatud ja väärtuslikud näitajad.
Alumiiniumist on lihtne sepistada soovitud asja, see juhib suurepäraselt soojust ja säilitab kõrge tugevuse madalatel temperatuuridel. Seetõttu kasutatakse seda laialdaselt nõude, fooliumi tootmiseks, isegi lennukiehituses.
Kõrgtugev vask on hea elektrijuhtivusega, seetõttu valmistatakse sellest elektrikaableid, mida kasutatakse energeetikas.
Nii kallis materjal nagu kuld ja hõbe on hea plastilisuse, viskoossuse ja inertsusega, mis lisaks ehete valmistamisele võimaldab seda kasutada ka mitteoksüdeeruvate elektriühenduste valmistamisel.

Sulamite pealekandmine

Metalle kasutatakse harva puhtal kujul, enamasti kasutatakse sulameid, millel on parimad jõudlus ja iseloomulikud omadused. Tootmisel on populaarsed järgmised sulamid: alumiinium, raud, vask, magneesium, tsink. Kui on vaja kasutada odavat kõrge tugevusindeksiga materjali, siis kasutatakse süsinikterast.

See erineb radikaalselt ülalnimetatud tootmismeetoditest - pulbermetallurgid. Põhiidee on selles, et metalli kasutatakse pulbri kujul, osakeste suurus on 0,1 - 0,5 mikronit. Mustmetallide osakesed pressitakse kokku ja seejärel paagutatakse. Seega moodustub tihe homogeenne mass.

Värviline metallurgia

Värvilise metalli metallurgiat iseloomustavad mitmesugused tootmismeetodid. Seal on kaks peamist:

1. Pürometallurgiline, see on levinud paljude metallide tootmisel. See viiakse läbi metallide sulatamise, redutseerimise või oksüdeerimise teel. Selles protsessis on soojusallikaks väävel, mis sisaldub maagis endas. Seda kasutatakse ka keemilise reagendina.
2. Hüdrometallurgiline, mis põhineb leostusprotsessil, muutes need lahustuvateks ühenditeks.
Lisaks neile kahele tüübile kasutatakse elektrolüütilisi protsesse. Need põhinevad vesilahustel või sulakeskkonnal.

Harvem kasutatakse metallotermilist protsessi. Selle meetodi käigus kasutatakse teisi, rohkem hapnikuga sarnaseid metalle ja nende alusel vähendatakse vajalikku metalli. On mitmeid teisi meetodeid, kuid need pole nii levinud: keemiline-termiline, tsüaniideerimine, kloriidisublimatsioon.

Kuidas vaske toodetakse

Vase saamiseks on kaks võimalust, seda saadakse maagist ja kontsentraatidest:

1. Hüdrometallurgiline, aeg-ajalt meetod. Erandjuhtudel kasutatakse seda näiteks siis, kui see on vajalik oksüdeeritud või looduslike maakide töötlemiseks. Selle meetodi puuduseks on võimetus üheaegselt kaevandada väärismetalle.
2. Pürometallurgiline, vastupidi, muudab selle operatsiooni kättesaadavaks, seetõttu on selle kasutamine otstarbekam. 85-90% vasest toodetakse sel viisil, saades vaske sulfiidmaagist. See on üsna keeruline protsess, see hõlmab mitut etappi. Peamised neist on järgmised: ettevalmistusetapp, vasemati sulatamine või sulatamine, musta vase saamine mati muundamisel, rafineerimine, metalli tootmine. esialgne ettevalmistav etapp hõlmab: rikastamist ja vajadusel metalli röstimist. Rafineerimine toimub 2 etapis, esimene on tulekahju, teine ​​on elektrolüütiline.

Elektrolüüsivannid Alcoa poolt Musjoenis asuvas Norra alumiiniumsulatustehases

Alumiiniumitööstus

Alumiinium saadakse elektrolüütilise meetodiga, on ka teisi meetodeid, kuid tänapäeval on see kaasaegsem.

Koosneb kahest etapist:

1. Võtke vastu alumiiniumoksiid (Al 2 O 3), peamine tooraine on
2. Hankige vedel alumiinium. Esimeses etapis elektrolüüsi teel saadud alumiiniumoksiid toodab selle tulemusena vedelat alumiiniumi.

Maailmas saadakse Bayeri meetodil põhinevat alumiiniumoksiidi boksiidist. Bayer on Austria insener, kes töötas Venemaal. Lisaks sellele meetodile on veel üks meetod - alumiiniumoksiidi saamine boksiidist ja nefeliinist, see tähendab paagutamise meetod. Need on leeliselised meetodid, mille tõttu nad erituvad. Seejärel lahustatakse see elektrolüüdis ja alumiinium saadakse elektrolüüsi teel. Elektrolüüt koosneb mitmest komponendist, millest peamine on krüoliit. Ideaalis on Na 3 AlF 6 (3NaF AlF 3) vahekorras NaF: AlF 3 3: 1. Saate säästa elektrit, kuna selle protsessi jaoks piisab suhtest 2,6-2,8: 1. Selle proportsiooni saamiseks lisatakse krüoliidile alumiiniumi. Sulamistemperatuuri saab ka alandada, piisab, kui lisada elektrolüüdile väikestes kogustes CaF 2, MgF 2 ja NaCl. Tööstusliku elektrolüüdi puhul peaksid põhikomponendid olema järgmised: Na 3 AlF 6 - 75-90%; AlF 3 - 5-12%; MgF2 - 2-5%; CaF 2 - 2-4%; Al2O3 - 2-10%. Kui seda suhet ei järgita, muutuvad elektrolüüdi omadused, näiteks Al 2 O 3 suureneb rohkem kui 10% ja tulekindlus suureneb kohe. Kui sisaldust vähendatakse alla 1,3%, rikutakse automaatselt elektrolüüsirežiimi.

Kui alumiinium eemaldatakse elektroonilisest vannist, nimetatakse seda tooralumiiniumiks. Selline element sisaldab metallilisi ja mittemetallilisi lisandeid, gaase. Viimaste hulka kuuluvad: vesinik, lämmastik, väävelhape ja muud gaasid. Tooralumiiniumi metalli koostis koosneb: Fe, Si, Cu, Zn jne. Alumiiniumoksiid, voodriosakesed ja elektrolüüdid, kui need osakesed mehaaniliselt kaasa haaravad, klassifitseeritakse mittemetallilisteks segudeks. Võib allutada alumiiniumile ja kloorimisele, see on vajalik puhastamiseks. Metall on vajalik puhastada gaasidest Na, Ca, Mg, lisanditest.

Pärast kõiki protseduure valatakse alumiinium elektriahjudesse, mis toimivad ka mikserina. Võib-olla ruumis, alumiinium settib 30-45 minutit. Pärast seda protseduuri toimub metalli täielik puhastamine gaasist, mittemetallilistest komponentidest. Erinevatesse vannidesse valatud alumiinium liidetakse kokku. Pärast seda valatakse see konveierile ja saadakse siga. Mõnes tööstuses on pidevvaluseadmed, seejärel valatakse alumiinium valuplokkidesse ja rullitakse. Sellise alumiiniumi puhtus on kõrgem kui 99,8%.

Milliseid meetodeid kasutatakse muude värviliste metallide tootmiseks

Muude värviliste metallide hulka kuuluvad plii, tina, tsink, volfram ja molübdeen. Nende tootmiseks kasutage mõnda ülaltoodud meetoditest ja tootmismeetoditest. Üldiselt jääb protsessi olemus samaks, reaktiivid ja agregaadid on erinevad, tootmisomadused on olemas.

Metallurgia- (kreeka keelest metallurgeo - ma kaevandan maaki, töötlen metalle) - teaduse ja tehnoloogia valdkond, tööstusharu. Metallurgia hõlmab:

Looduslikust toorainest metallide ja muude metalli sisaldavate toodete tootmine;

sulamite hankimine;

Kuum ja külm metalli töötlemine;

Metallkate;

Materjaliteaduse valdkond, mis uurib metallide, intermetallide ja sulamite füüsikalist ja keemilist käitumist.

Metallurgia on seotud metallurgiatööstuses kasutatavate masinate, aparaatide, sõlmede arendamise, tootmise ja käitamisega.

Metallurgia sordid

Metallurgia jaguneb mustaks ja värviliseks metalliks. Mustmetallurgia hõlmab musta metalli maakide kaevandamist ja töötlemist, malmi, terase ja ferrosulamite tootmist. Mustmetallurgia hõlmab ka valtsitud mustmetallide, terase, malmi ja muude mustadest metallidest valmistatud toodete tootmist. Värviline metallurgia hõlmab kaevandamist, värviliste metallide maakide rikastamist, värviliste metallide ja nende sulamite tootmist. Koksikeemia ja tulekindlate materjalide tootmine on tihedalt seotud metallurgiaga.

Mustmetallide hulka kuulub raud. Kõik ülejäänud on värvilised. Füüsikaliste omaduste ja otstarbe järgi jagunevad värvilised metallid tinglikult rasketeks (vask, plii, tsink, tina, nikkel) ja kergeteks (alumiinium, titaan, magneesium).

Põhilise tehnoloogilise protsessi järgi jaguneb see pürometallurgiaks (sulatamine) ja hüdrometallurgiaks (metallide ekstraheerimine keemilistes lahustes). Plasmametallurgia on pürometallurgia liik.

Kõige tavalisemad metallid on:

1) Alumiinium

Mustmetallurgia

Mustmetallurgia on aluseks masinaehituse (kolmandik toodetavast metallist läheb masinaehitusele) ja ehituse (neljandik metallist läheb ehitusele) arengule.

Mustmetallurgia koostis

Raua- ja terasetööstus hõlmab järgmisi peamisi alamvaldkondi:

Mustmetallimaakide (raua-, kroomi- ja mangaanimaakide) kaevandamine ja rikastamine

Mustmetallurgia mittemetalliliste toorainete (räbusti lubjakivid, tulekindlad savid jne) kaevandamine ja rikastamine;

Mustmetallide tootmine (malm, süsinikteras, valtsmetall, mustmetallide pulbrid);

Teras- ja malmist torude tootmine;

Koksi-keemiatööstus (koksi, koksiahju gaasi jne tootmine);

Mustmetallide teisene töötlemine (mustmetallide vanaraua ja jäätmete lõikamine).

Mustmetallurgia metallurgiline tsükkel

Tegelik metallurgiline tsükkel on tootmine

1) raudkõrgahju tootmine,

2) teras (avakolle, hapnikumuundur ja elektrikaareahi), (pidevvalu, pidevvalu masin),

3) valtstooted (valtsitootmine).

Malmi, süsinikterast ja valtstooteid tootvad ettevõtted on täistsükliga metallurgiaettevõtted.

Raua sulatamiseta ettevõtteid nimetatakse nn konversioonimetallurgiaks. Väikemetallurgia on terase ja valtstoodete tootmine masinaehitustehastes. Kombainid on mustmetallurgia ettevõtete peamine liik.

Tooraine ja kütus mängivad olulist rolli täistsükli mustmetallurgia kasutuselevõtul, eriti rauamaagi ja koksisöe kombinatsioonidel.

Värviline metallurgia

Värviline metallurgia on metallurgia haru, mis hõlmab värviliste metallide maakide kaevandamist, töötlemist ning värviliste metallide ja nende sulamite sulatamist. Füüsikaliste omaduste ja otstarbe järgi võib värvilisi metalle tinglikult jagada rasketeks (vask, plii, tsink, tina, nikkel) ja kergeteks (alumiinium, titaan, magneesium). Selle jaotuse alusel eristatakse kergmetallide metallurgiat ja raskemetallide metallurgiat.

Tööstusettevõtete paigutamine

Värvilise metallurgia ettevõtete asukoht sõltub paljudest majanduslikest ja looduslikest tingimustest, eriti toorainefaktorist. Lisaks toorainele on oluline roll kütuse- ja energiateguril.

Venemaa territooriumil on moodustatud mitu põhilist värvilise metallurgia baasi. Nende spetsialiseerumise erinevused on seletatavad kergmetallide (alumiiniumi-, titaan-magneesiumitööstus) ja raskmetallide (vase-, plii-tsingi-, tina-, nikli-koobaltitööstus) geograafia erinevusega.

Raskemetallid

Raskete värviliste metallide tootmine on vähese energianõudluse tõttu piiratud piirkondadega, kus toorainet kaevandatakse.

Varude, vasemaagi kaevandamise ja töötlemise ning vase sulatamise osas on Venemaal juhtival kohal Uurali majanduspiirkond, mille territooriumil paistavad silma Krasnouralski, Kirovgradi, Sredneuralski, Mednogorski kombinaadid.

Plii-tsingitööstus tervikuna kaldub polümetallimaakide levikupiirkondade poole. Selliste maardlate hulka kuuluvad Sadonskoe (Põhja-Kaukaasia), Salair (Lääne-Siber), Nerchenskoe (Ida-Siber) ja Dalnegorskoe (Kaug-Ida).

Nikli-koobalti tööstuse keskusteks on linnad: Norilsk (Ida-Siber), Nickel ja Monchegorsk (Põhja majanduspiirkond).

Kergmetallid

Kergmetallide tootmiseks kulub palju energiat. Seetõttu on kergmetalle sulatavate ettevõtete koondumine odava energia allikate juurde nende asukoha kõige olulisem põhimõte.

Alumiiniumi tootmise tooraineks on loodepiirkonna (Boksitogorsk), Uurali (Severouralski linn), Koola poolsaare (Kirovsk) ja Lõuna-Siberi (Goryachegorsk) nefeliinid. Alumiiniumoksiid - alumiiniumoksiid - isoleeritakse sellest alumiiniumi toorainest kaevanduspiirkondades. Sellest metallilise alumiiniumi saamine nõuab suures koguses elektrit. Seetõttu ehitatakse alumiiniumi tehased suurte elektrijaamade, peamiselt hüdroelektrijaamade (Bratsk, Krasnojarsk jne) lähedusse.

Titaan-magneesiumitööstus asub peamiselt Uuralites, nii tooraine kaevandamise piirkondades (Bereznikovski titaan-magneesiumitehas) kui ka odava energiaga piirkondades (Ust-Kamenogorski titaan-magneesiumitehas). Titaan-magneesiummetallurgia viimane etapp - metallide ja nende sulamite töötlemine - asub enamasti piirkondades, kus tarbitakse valmistooteid.

Ajalugu

Esimesed tõendid selle kohta, et inimene tegeles metallurgiaga, pärinevad 5-6 aastatuhandest eKr. NS. ja leiti Maidanpekist, Plochnikust ja mujalt Serbias (sealhulgas Vinca kultuuri kuuluv vaskkirves 5500 eKr), Bulgaarias (5000 eKr), Palmelast (Portugal), Hispaaniast, Stonehenge'ist (Ühendkuningriik). Kuid nagu selliste pikaajaliste nähtuste puhul sageli juhtub, ei saa vanust alati täpselt kindlaks määrata.

Varaste aegade kultuuris esines hõbedat, vaske, tina ja meteoorirauda, ​​mis võimaldas teostada piiratud metallitöötlemist. Niisiis hinnati kõrgelt "taevaseid pistodasid" - Egiptuse relva, mis loodi meteoriidist rauast 3000 eKr. NS. Kuid olles õppinud kividest vaske ja tina ekstraheerima ning pronksiks nimetatavat sulamit hankima, õppisid inimesed 3500 eKr. NS. astus pronksiaega.

Maagist raua saamine ja metalli sulatamine oli palju keerulisem. Arvatakse, et selle tehnoloogia leiutasid hetiidid umbes 1200 eKr. eKr, mis oli rauaaja algus. Kaevandamise ja raua valmistamise saladusest sai vilistite võimu võtmetegur.

Mustmetallurgia arengu jälgi on võimalik jälgida paljudes minevikukultuurides ja tsivilisatsioonides. Siia kuuluvad iidsed ja keskaegsed Lähis-Ida ja Lähis-Ida kuningriigid ja impeeriumid, Vana-Egiptus ja Anatoolia (Türgi), Kartaago, iidse ja keskaegse Euroopa kreeklased ja roomlased, Hiina, India, Jaapan jne. Tuleb märkida. et paljud meetodid, seadmed ja metallurgiatehnoloogiad leiutati algselt Vana-Hiinas ja siis omandasid eurooplased selle käsitöö (kõrgahjude, malmi, terase, hüdrovasarate jms leiutamine).

Hiljutised uuringud viitavad aga sellele, et Rooma tehnoloogia oli seni arvatust palju arenenum, eriti kaevandamise ja sepistamise valdkonnas.

Kaevandusmetallurgia

Kaevandusmetallurgia hõlmab väärtuslike metallide kaevandamist maagist ja taaskasutatud tooraine sulatamist puhtaks metalliks. Metalloksiidi või sulfiidi muundamiseks puhtaks metalliks tuleb maak eraldada füüsikaliselt, keemiliselt või elektrolüütiliselt.

Metallurgid töötavad kolme põhikomponendiga: tooraine, kontsentraat (väärtuslik metallioksiid või sulfiid) ja jäätmed. Pärast kaevandamist purustatakse suured maagi tükid kuni punktini, kus iga osake on kas väärtuslik kontsentraat või jäätmed.

Kaevandamine pole vajalik seni, kuni maak ja keskkond võimaldavad leostumist. Nii saab mineraali lahustada ja saada mineraalidega rikastatud lahuse.

Maagis on sageli mitu väärtuslikku metalli. Sel juhul saab ühe protsessi jäätmeid kasutada teise protsessi toorainena.

Metalli omadused

Metallidel on tavaliselt järgmised füüsikalised omadused:

Kõvadus.

Helijuhtivus.

Kõrge sulamistemperatuur.

Kõrge keemistemperatuur.

Toatemperatuuril on metallid tahked (välja arvatud elavhõbe, ainus metall, mis on toatemperatuuril vedel).

Metalli poleeritud pind läigib.

Metallid on head soojus- ja elektrijuhid.

Neil on suur tihedus.

Metallide rakendused

Vasel on elastsus ja kõrge elektrijuhtivus. Seetõttu on see leidnud laialdast kasutust elektrikaablites.

Kuld ja hõbe on väga viskoossed, silmkoelised ja inertsed, seetõttu kasutatakse neid ehetes (eriti kuld, mis ei oksüdeeru). Kulda kasutatakse ka mitteoksüdeeruvate elektriühenduste tegemiseks.

Raud ja teras on kõvad ja vastupidavad. Nende omaduste tõttu kasutatakse neid ehituses laialdaselt.

Alumiinium on sepitav ja juhib hästi soojust. Seda kasutatakse pottide ja fooliumi valmistamiseks. Madala tiheduse tõttu - lennukiosade valmistamisel.

Sulamid

Sulam on makroskoopiliselt homogeenne segu kahest või enamast keemilisest elemendist, milles on ülekaalus metallilised komponendid. Sulami peamine või ainuke faas on reeglina legeerelementide tahke lahus sulami aluseks olevas metallis.

Sulamitel on metallilised omadused, nagu metalliline läige, kõrge elektri- ja soojusjuhtivus. Mõnikord võivad sulami koostisosad olla mitte ainult keemilised elemendid, vaid ka metalliliste omadustega keemilised ühendid. Näiteks tsementkarbiidide põhikomponendid on volfram- või titaankarbiidid. Sulamite makroskoopilised omadused erinevad alati nende komponentide omadustest ning mitmefaasiliste (heterogeensete) sulamite makroskoopiline homogeensus saavutatakse tänu lisandite faaside ühtlasele jaotusele metallimaatriksis.

Sulamid saadakse tavaliselt sulanud komponentide segamisel, millele järgneb jahutamine. Komponentide kõrgel sulamistemperatuuril saadakse sulameid metallipulbrite segamisel koos järgneva paagutamisega (nii saadakse näiteks palju volframisulamid).

Sulamid on üks peamisi ehitusmaterjale. Nende hulgas on kõige olulisemad raual ja alumiiniumil põhinevad sulamid. Paljude sulamite koostisse saab lisada mittemetalle, nagu süsinik, räni, boor jne. Tehnoloogias kasutatakse üle 5 tuhande sulami.

Tööstuses kasutatavad sulamid erinevad oma eesmärgi poolest.

Struktuursed sulamid:

Duralumiinium

Spetsiaalsete omadustega konstruktsioon (nt sisemine ohutus, hõõrdumise vastased omadused):

Laagrite täitmiseks:

Mõõte- ja elektrikütteseadmete jaoks:

Manganiin

Lõiketööriistade valmistamiseks:

Võidab

Tööstuses kasutatakse ka kuumakindlaid, madala sulamistemperatuuriga ja korrosioonikindlaid sulameid, termoelektrilisi ja magnetilisi materjale ning amorfseid sulameid.

Kõige sagedamini kasutatavad sulamid on alumiinium, kroom, vask, raud, magneesium, nikkel, titaan ja tsink. Raua ja süsinikusulamite uurimisele on tehtud palju pingutusi. Tavalist süsinikterast kasutatakse odavate ja tugevate toodete loomiseks, kui kaal ja korrosioon ei ole kriitilised.

Roostevaba või tsingitud terast kasutatakse siis, kui korrosioonikindlus on oluline. Alumiiniumi ja magneesiumisulameid kasutatakse siis, kui on vaja tugevust ja kergust.

Vase-nikli sulameid (nt Monel-metall) kasutatakse söövitavas keskkonnas ja mittemagnetiseeruvate toodete valmistamiseks. Niklipõhiseid supersulameid (nt Inconel) kasutatakse kõrgetel temperatuuridel (turboülelaadurid, soojusvahetid jne). Monokristallilisi sulameid kasutatakse väga kõrgetel temperatuuridel.