Význam hutníctva. Organizácia výroby v podniku v hutníckom priemysle Iracionálna organizácia výroby v hutníckom priemysle

ÚVOD

Hutnícky podnik ako výrobný systém zahŕňa prostriedky práce ako súčinnosť (systém) strojov, prácu ako spoluprácu robotníkov alebo systém spoločnej práce, ekonomiku ako systém ekonomických vzťahov v podniku i mimo neho a manažment systému.

Celý proces ako celok ako systém komplexnej spolupráce medzi ľuďmi a strojmi, ktoré používajú, výrobné jednotky, je predmetom teórie organizácie výroby.

Organizáciu výroby treba chápať ako systém vedecky podložených opatrení zameraných na vytvorenie najracionálnejšej štruktúry podniku a jeho divízií, na vhodnú kombináciu a kombináciu času a priestoru pracovných a technologických procesov, ako aj výrobných prostriedkov. s cieľom efektívne plniť plánované ciele a dosiahnuť najlepšie konečné výsledky .... V rámci podniku je teda organizovaný jeden výrobný proces, ktorý je systémom vzájomne súvisiacich, účelných technologických a pracovných procesov.

KAPITOLA 1. PROCESY VÝROBY A ICH ORGANIZÁCIA

1.1 Podstata, vlastnosti a klasifikácia výrobných procesov

Základom činnosti podniku v akomkoľvek priemyselnom odvetví je výrobný proces. Slovo „proces“ v najobecnejšej podobe vyjadruje vývoj, priebeh vývoja, dynamiku, zmeny. V tomto svetle je proces (výrobný proces) reprezentovaný ako reťazec postupných zmien polohy alebo stavu objektu, javov, v ktorých sa systematicky prejavujú určité objektívne zákony. V dôsledku toho sa v akejkoľvek produkcii jeden alebo druhý exponent procesu cielene pohybuje, t.j. fungujúci systém a samotný proces predstavuje postupnú zmenu stavov systému v súradniciach času a priestoru.

Fungujúce systémy vo výrobe by mali byť chápané ako komplexy výrobných zariadení, surovín, materiálov, nosičov energie, vozidiel a tiež ľudí, ktorí sa priamo zúčastňujú na systéme ako vykonávatelia alebo ho riadia podľa programov, ktoré predtým vyvinuli.

Systematická a cieľavedomá zmena kvantitatívnych a kvalitatívnych charakteristík týchto komplexov pod vplyvom práce ľudí a síl, ktoré používajú na získanie produktov uvedených v programe, je výrobným procesom. Výrobný proces v priemyselnom podniku možno teda charakterizovať ako organicky a systémovo prepojený súbor pracovných, prírodných a automatických procesov zameraných na premenu surovín na hotové výrobky.

Prírodnými procesmi sa v tomto prípade rozumejú procesy prebiehajúce pod vplyvom prírodných síl bez priamej účasti človeka na nich. V metalurgii železa prírodné procesy zahrnujú rôzne fyzikálnochemické a fyzikálno -mechanické procesy - tavenie, kryštalizáciu, oxidáciu, redukciu, zahrievanie, chladenie, spekanie, automatizované procesy deformácie kovov atď. Vo výrobnom procese sú rozhodujúce pracovné procesy.

Na základe uvedených charakteristík a definície pojmu výrobný proces vyplýva, že práve výrobný proces je priamym a hlavným predmetom organizácie a riadenia v priemyselnom podniku.

Organizácia výrobného procesu poskytuje najracionálnejšiu kombináciu času a priestoru ľudskej práce s materiálnymi prvkami výroby. Konečným cieľom organizácie výrobného procesu je zaistiť stabilný rast objemu výroby, všestranné zníženie nákladov všetkých typov a dosiahnutie vysokokvalitných výrobkov.

Moderná domáca metalurgia železa je technicky veľmi rozvinutý komplexný priemyselný priemysel. Na základe špecializácie, kombinácie a spolupráce viacerých odvetví v iných odvetviach zahŕňa rôzne, ale organicky súvisiace technologické, energetické, organizačné a ekonomické jednoty podniku, od baní a otvorených jám na ťažbu rudy a nekovových surovín materiály a materiály a končiac dielňami a továrňami na výrobu koksu, rôznych chemických výrobkov, hotových valcovaných výrobkov, priemyselného hardvéru a spotrebného tovaru. V takom komplexe patrí hlavná úloha k vedúcej produkcii - výrobe liatiny, ocele, valcovaných výrobkov. Všetky ostatné dielne a podniky v tomto odvetví sú vyzývané, aby materiálne zabezpečili nepretržitú prevádzku hlavnej výroby alebo spracúvali jej odpad a vedľajšie produkty.

Hutnícka výroba a technologické postupy majú množstvo vlastných špecifík, ktoré ich výrazne odlišujú od ostatných priemyselných odvetví a zanechávajú zodpovedajúci odtlačok v požiadavkách na formy a metódy organizácie výroby.

K najdôležitejším sektorovým znakom modernej hutníckej výroby patrí komplexnosť a štrukturálna náročnosť moderných hutníckych podnikov; vysoký stupeň koncentrácie výroby; hromadná a hromadná výroba; viacstupňová technológia a vysoká spotreba materiálu; energeticko-technologická komunikácia hlavných prerozdelení.

Špecifikované vlastnosti hutníckej výroby sú prevažne odvetvového charakteru alebo charakterizujú podnik ako celok ako systém. Zohľadnenie týchto funkcií je dôležité. Ešte viac je však potrebné zvážiť špecifické črty konkrétnych metalurgických výrobných procesov v podniku pri rôznych prerozdeleniach, aby sa v budúcnosti určila ich štruktúra, organizačné formy, metódy ich výskumu a organizácie.

Uvažované vlastnosti metalurgických výrobných postupov naznačujú, že sú heterogénne, to znamená heterogénne, a líšia sa v súvislosti s touto veľkou rozmanitosťou, komplexnosťou a komplexnosťou. Na účely systematického štúdia, analýzy, regulácie a zlepšovania organizácie výrobných procesov je potrebná ich klasifikácia. Výrobné procesy v hutníckych podnikoch ako systém možno v závislosti od účelu ich výskumu zaradiť do rôznych aspektov z rôznych pozícií.

Vo vzťahu k uvoľneniu hotových hlavných (konečných) výrobkov a technologickému významu sú výrobné procesy rozdelené na hlavné, pomocné, pomocné a sekundárne.

Hlavný- sú to procesy kvalitatívnych, tj. fyzikálno-chemických alebo fyzikálno-mechanických zmien v predmete práce, zamerané na získanie polotovarov a hotových výrobkov (liatina, oceľ,
kata, potrubia, hardvér).

Dcérska spoločnosť- procesy, ktoré majú na svoj účel údržbu a zabezpečenie nepretržitého toku hlavných procesov (materiálno -technické zabezpečenie, opravy, doprava).

Užitočnosť procesy sú zamerané na ťažbu a prípravu surovín a materiálov, výrobu procesného paliva (sintr, koks, žiaruvzdorné materiály).

Bokom- sú to procesy výroby rôznych druhov výrobkov z odpadu hlavnej výroby (tehla, škvarobetón, cement, spotrebný tovar z orezávania kovov pri valcovaní, atď.).

V závislosti od spôsobov ovplyvňovania predmetov práce, úrovne technického vybavenia procesu a stupňa účasti pracovníka na ňom sú výrobné procesy rozdelené na manuálne, strojovo-manuálne, strojové, hardvérové.

Manuálny procesy vykonáva pracovník bez pomoci mechanizmov pomocou jednoduchých nástrojov a zariadení (kladivo, pilník, dláto, zverák atď.), zamerané hlavne na pohyb predmetu práce alebo zmenu jeho tvaru.

Strojom - Manuálny procesy sú vykonávané strojmi alebo mechanizmami s priamou účasťou pracovníkov. Pri takýchto procesoch, súčasne alebo s posunom času, sa používa energia stroja a úsilie pracovníka. Medzi príklady takýchto procesov patrí valcovanie na neúplne mechanizovaných mlynoch, obrábanie dielov na obrábacích strojoch počas ručného podávania, nastavenie obrobku a vyberanie hotového výrobku. Stroj procesy sú zamerané ako na zmenu kvality, tak hlavne na zmenu formy predmetu práce; sa vykonávajú pomocou špecializovaných strojov, plne mechanizovaných alebo automatizovaných. Úlohou pracovníka v takýchto procesoch je vykonávať funkcie riadenia a riadenia.

Hardvér- chemické a fyzikálno-chemické procesy zamerané na zmenu kvalitatívnych charakteristík a vlastností predmetu práce a postup v špeciálnych jednotkách (vysoké pece, otvorené pece a elektrické pece na výrobu ocele, konvertory) vybavené špeciálnymi mechanizmami a prostriedkami automatizácie riadenia. V hardvérových procesoch funkcie pracovníkov zahŕňajú monitorovanie a riadenie prevádzky jednotiek.

Z hľadiska neustáleho zlepšovania organizácie výroby zohráva uvažovaná klasifikácia významnú úlohu pri navrhovaní technických opatrení pre mechanizáciu a automatizáciu výrobných procesov, pri plánovaní školenia kvalifikovaných pracovníkov, pri certifikácii pracovísk a pri rozvoj plánov NOT, pri implementácii progresívnych mzdových systémov.

Podľa povahy pohybu predmetu práce v čase sú procesy rozdelené na spojité, polokontinuálne, diskontinuálne (diskrétne).

Priebežne- sú to procesy, v ktorých počas stanoveného časového obdobia (hodina, smena, deň, rok alebo viac) dochádza k nepretržitej transformácii surovín alebo polotovarov na hotové výrobky. Príkladmi kontinuálnych procesov sú procesy prebiehajúce vo vysokých peciach, v nekonečných valcovacích stoliciach, ako aj procesy v cykle v strojoch na kontinuálne liatie, v kontinuálnych valcovniach a v oceliarskych jednotkách. Za rovnakých podmienok sú neproduktívne nepretržité procesy, pretože tu sa takmer všetok pracovný čas vynakladá na výrobu výrobkov. Technologická kontinuita procesu preto vyžaduje vytvorenie stabilných prevádzkových podmienok pre jednotku, ako aj zabezpečenie organizačnej kontinuity a toku procesu.

Polokontinuálne- sú to procesy, v ktorých sú operačné cykly podľa povahy technológie spracovania predmetov práce navzájom oddelené a podľa princípu činnosti jednotky sa môžu vykonávať nepretržite. Príkladmi jednotiek, v ktorých je možné vykonávať polokontinuálne procesy, sú konvertory, otvorené ohniská a elektrické noci.

Nespojité(diskrétne) alebo periodické procesy sa odlišujú tým, že v nich sú operačné cykly podľa povahy technológie spracovania predmetov práce oddelené medzicyklovými intervalmi a činnosť jednotky (stroja) tiež periodicky prebieha podľa potreby intervaly.

Podľa povahy toku v čase sú výrobné procesy, ako aj ich časti, rozdelené na cyklické a necyklické.

Cyklické sa nazývajú procesy, ktoré sa systematicky opakujú pri prijatí každej výrobnej jednotky. Cyklické procesy sú zamerané priamo na spracovanie predmetu práce alebo vykonávanie tých funkcií, ktoré prispievajú k splneniu hlavnej úlohy danej dielne alebo jednotky.

Necyklické sú procesy, ktoré sa vyskytujú periodicky alebo sporadicky v čase. Takéto procesy sú zvyčajne spojené s údržbou jednotiek a pracovísk. Príkladom je manipulácia s kotúčom, oprava zariadenia, tankovanie nástrojov atď.

Vzhľadom na to, že hlavné produkty sa vyrábajú v cyklických procesoch, všeobecnou organizačnou úlohou pri výskume a navrhovaní výrobných procesov je minimalizovať necyklické procesy (bez ohrozenia ich kvality) a v dôsledku toho zvýšiť podiel cyklických procesov.

Vzťah medzi produktivitou jednotky (pracoviska) a časom stráveným na cyklických a necyklických procesoch možno vyjadriť nasledujúcim vzorcom:

kde R.- produktivita jednotky (sekcie), t;

T-nastavený kalendár pracovného času, dní, smeny, h, min, s;

Celkový čas necyklických procesov počas daného kalendárneho pracovného času, h (min, s);

Celkový čas prestávok počas kalendárneho pracovného času, h (min, s);

tc- trvanie cyklu spracovania výrobnej jednotky, h (min, s).

Pri delení procesov na cyklické a necyklické sa osobitná pozornosť venuje času strávenému prestávkami a necyklickými operáciami na prijatie technických a organizačných opatrení na ich zníženie všetkými možnými spôsobmi.

Pokiaľ je možné priamo sledovať priebeh výrobných procesov, aby ich bolo možné študovať a regulovať, rozlišujú sa na uzavreté, otvorené a polouzavreté procesy. Uvažovaný klasifikačný znak je dôležitý pre výber výskumných metód pri návrhu a analýze organizácie výrobných procesov.

Zatvorené sú fyzikálne a chemické procesy prebiehajúce v uzavretých jednotkách, ktorých zmena v predmetoch práce nie je možná priamo (vizuálne) pozorovaním (proces vo vysokých peciach). Priebeh uzavretých procesov je možné študovať pomocou radu nepriamych znakov zaznamenaných kontrolnými a meracími prístrojmi, ako aj chemickou analýzou a teplotou liatiny, chemickou analýzou trosky, jej viskozitou, tlakom, zložením a teplotou. vysokopecný plyn a pod.

Otvorené sú procesy, ktoré nie sú spojené s fyzikálnymi a chemickými transformáciami a zmeny v predmetoch práce sú prístupné priamemu pozorovaniu. Patria sem výsadba polotovarov v peci, inštalácia foriem, dokončovacie práce vo valcovniach, doprava atď. Valcovanie kovu možno považovať za otvorený proces, aj keď zmenu vnútornej štruktúry kovu počas jeho kompresie a ťahania nemožno priamo pozorovať. .

Polouzavreté Sú to procesy, pri ktorých sa kvalitatívna zmena v predmetoch práce hodí iba na čiastočné pozorovanie, napríklad tavenie ocele v peci s otvoreným ohniskom.

Podľa povahy výrobných prepojení medzi jednotkami a sekciami existujú prepojené (viacstupňové) a uzavreté (jednostupňové) procesy.

K príbuzným označuje procesy, v ktorých je výsledok práce jedného výrobného závodu priamym počiatočným predmetom práce iného závodu kvôli povahe technológie a organizácii procesu. V hlavnej hutníckej výrobe sú všetky procesy prepojené: vysoké pece poskytujú oceľovým jednotkám tekuté železo, oceliarskym jednotkám-horúce ingoty, valcovne. Systematické poskytovanie týchto spojení v čase a objeme je kľúčom k rytmickej práci hutníckych podnikov. Aby ste to urobili, pri navrhovaní organizácie súvisiacich procesov je potrebné zostaviť vývojové diagramy procesov nielen pre každú jednotlivú fázu, ale aj komplexné plány, ktoré zabezpečujú koordináciu a koordináciu práce všetkých vzájomne súvisiacich väzieb v rámci workshopu a medzi nimi. workshopy.

Zatvorené- sú to procesy, v ktorých je výsledok práce v konkrétnej výrobnej oblasti konečný a priamo nesúvisí s následnými procesmi. Príkladmi uzavretých procesov môže byť prevádzka vysokých pecí a odlievacích strojov pri odosielaní surového železa do skladu, to isté pri odosielaní ingotov z oceliarskych dielní do skladu ingotu, dokončovanie súčiastky na stroji.

Podľa typu pohybu predmetu práce v procese, to znamená spôsobom jeho prenosu z jednej operácie do druhej, sa rozlišujú procesy so sekvenčným tokom, paralelným a paralelným sekvenčným. Uvažovaný klasifikačný znak z hľadiska organizácie výroby je veľmi dôležitý, pretože do značnej miery určuje produktivitu výrobného procesu.

Konzistentné druh pohybu predmetu práce je charakterizovaný skutočnosťou, že pri výrobe dávok výrobkov (ingoty, predvalky, hotové valcované výrobky) alebo jednotlivých jednotiek (celé tavenie vo viacstupňovom technologickom procese) sa každá nasledujúca operácia začína až po predchádzajúci.

S paralelnými Vo forme pohybu môže byť každá nasledujúca operácia alebo jednotka výrobku vykonaná alebo spracovaná až do konca predchádzajúcej s väčším alebo menším posunom času, napríklad valcovaním na viacstojanových mlynoch lineárneho a sekvenčného usporiadania .

S paralelným sériovým Pri metóde kombinovania pohybu (vykonávanie operácií) sa prenos predmetu práce na ďalšiu operáciu uskutočňuje v čiastkových dávkach až do konca spracovania celej dávky v predchádzajúcej fáze. Príkladom tohto typu procesu je odlievanie taveniny ocele z dvoch panvíc do dvoch polovičných vlakov s ich následným presunom na oddelenie odizolovania.

1.2 Štruktúra výrobných procesov a metódy na ich zlepšenie

produktivita

Výsledky výrobných činností hutníckych podnikov, smery a metódy zlepšovania technológie a organizácie výroby priamo súvisia so štruktúrou hlavných výrobných procesov.

Rôzne vlastnosti metalurgických procesov ich charakterizujú ako štruktúrne komplexné procesy pozostávajúce z veľkého počtu vzájomne prepojených čiastkových procesov postupujúcich sekvenčne a paralelne v mnohých výrobných oblastiach. Z technologického a organizačného hľadiska má výrobný proces v hutníckom podniku v zásade spoločnú hierarchickú štruktúru (obrázok 1), ktorej rôznymi úrovňami sú fázy procesu, kroky, operácie. Posledne menované zase majú svoju vlastnú „mikroštruktúru“, ktorá zahŕňa rôzne prechody, techniky, akcie, pohyby.

Fázy procesu

Kroky procesu

Procesné operácie

Obrázok 1 - Schéma štruktúry výrobného postupu v hutníckom podniku

Pretože akýkoľvek výrobný proces prebieha v súradniciach priestoru a času, jeho štruktúra spolu s technológiou je tiež determinovaná faktormi spojenými s umiestnením zariadenia, dopravnou komunikáciou a časovými charakteristikami jeho priebehu.

Teda krok predstavuje časť výrobného procesu, ktorý zahŕňa regulovaný komplex technologicky homogénnych výrobných operácií. Komplexy operácií vykonávajú pracovníci na oddelených jednotkách alebo špecializovaných častiach obchodu. Povaha operácií, ich obsah, postupnosť a metódy vykonávania sú určené konečnou výrobnou úlohou pre každú jednotku alebo časť obchodu.

Vo vysokých peciach sú výrobnými procesmi tieto úseky (kroky): rudný dvor s nadjazdom na zásobníky, vysoké pece, úsek na zber taviarenských výrobkov spolu s naberačkou, granulačným bazénom, skládkou trosky a plnením stroje.

V peciach s otvoreným ohniskom sa rozlišujú tieto sekcie: vsádzka, pec, odlievacia šachta, odizolovacie oddelenie, oddelenia prípravy zmesí, sklad studených ingotov.

Vo valcovniach sú sekciami: kovový sklad, vykurovacia časť (studne, metodické pece), valcovne, dokončovacie oddelenia (úprava), sklad hotových výrobkov.

Fázy výroby sú nerovnomerné, keď sa študujú z rôznych pozícií. Medzi všetkými fázami procesu z hľadiska organizácie výroby preto vyniká hlavná etapa - fáza, v ktorej sa priamo vykonáva hlavný technologický proces výroby, to znamená proces kvalitatívnej zmeny predmet práce a jeho premenu na hotové výrobky. V hutníckej výrobe sú jej hlavnými fázami: vysoké pece, otvorené nístejové a elektrické pece na tavenie ocele, konvertory, kvitnúce a dokončovacie valcovacie trate.

Hlavné etapy všeobecného výrobného reťazca určujú časové a objemové charakteristiky procesu vo všetkých jeho ďalších fázach, ako aj v obchodoch a farmách, ktoré im slúžia.

Z hľadiska postupnosti umiestnenia vo všeobecnom procese sa rozlišujú vstupné, medziľahlé a výstupné stupne. Táto pozícia je dôležitá pre stanovenie materiálnych a organizačných prepojení vo všetkých parametroch medzi výstupnými tokmi predchádzajúcej etapy alebo etapy a vstupnými potrebami a schopnosťami nasledujúcich.

Veľmi dôležité z hľadiska rýchlostí procesu a rýchlosti výroby hotových výrobkov je konečná - výstupná fáza. Keďže nejde o hlavnú fázu, svojimi činnosťami včas upravuje prácu všetkých predchádzajúcich, vrátane hlavných etáp, zníženie alebo zvýšenie dodávky vyrábaných polotovarov alebo hotových výrobkov do ďalšej fázy. V tomto ohľade je výstupná fáza vo výrobnom procese obchodu veľmi zodpovedná a určuje rytmus jeho práce.

Z hľadiska výrobných možností je „úzka“ etapa etapou, ktorá z hľadiska úrovne intenzity svojej práce nespĺňa požiadavky vedúcej základnej etapy. Štúdium výrobného procesu v „úzkych“ fázach nám umožňuje zistiť dôvody ich nízkej produktivity a načrtnúť opatrenia na zvýšenie ich výrobných kapacít.

Priama implementácia výrobného procesu v každej z jeho etáp sa dosahuje vykonaním príslušných operácií. Operácia je časť výrobného procesu, dokončená v danej fáze, charakterizovaná jednotou technologických vlastností, vykonaná jedným alebo viacerými pracovníkmi na určitom pracovisku so špecializovanými pracovnými prostriedkami.

S už zavedeným priestorovým usporiadaním hlavného a pomocného stacionárneho zariadenia v konkrétnej dielni je výstavba výrobného procesu v čase obzvlášť zaujímavá z hľadiska jeho najefektívnejšieho využitia. Účinnosť budovania procesu v čase je daná jeho organizačnou štruktúrou, ktorá závisí od typu a stupňa zložitosti samotného procesu a trvania výrobného cyklu. Trvanie výrobného cyklu predstavuje v najobecnejšej podobe časové obdobie medzi uvedením surovín alebo polotovarov do výroby a jeho prepustením vo forme hotového výrobku, napríklad časové obdobie medzi úloha polotovaru v pracovnom stojane valcovne a výstupu z neho hotových valcovaných výrobkov.

Je potrebné rozlišovať trvanie výrobného cyklu na výrobu jedného výrobku, napríklad oceľového plechu z dosky, prípravy jednej palety s formami na kompozíciu na nalievanie ocele atď., Ako aj šarža výrobkov (odlievanie taveniny do foriem, plavákové zahrievanie ingotov v studniach a ich následné valcovanie na krimpovacom mlyne, príprava na tavenie zmesi nalievania ocele, nakladanie vsádzky, skladba formy a pod.). Výrobný cyklus je teda uzavretým komplexom operácií alebo prác vykonávaných v určitom časovom slede na každej (mnohých) výrobných jednotkách.

Výrobný cyklus prebieha na všetkých úrovniach, teda fázach a fázach výroby, líšiacich sa obsahom práce a priestorovým a časovým meradlom. Takže na každom pracovisku, jednotke sa výrobný cyklus v čase zhoduje alebo je to jednoducho pracovný cyklus (tavenie ocele, valcovanie každého ingotu alebo polotovaru atď.). V dielenskom meradle zahŕňa výrobný cyklus komplex čiastkových cyklov všetkých fáz výroby. Ak je v ktorejkoľvek fáze procesu počas každého pracovného cyklu spracovaná jednotka výrobku, potom v dielni (fázach) počas celého výrobného cyklu je možné paralelne spracovať mnoho jednotiek alebo dávok výrobkov (tavič konvertora a otvoreného ohniska, zahrievanie ingotov v studniach atď.) ... Na úrovni podniku výrobný cyklus pokrýva všetky fázy a etapy výrobného procesu výroby každej jednotky a všetky šarže výrobkov od počiatočnej výrobnej operácie po poslednú.

Časová štruktúra výrobného cyklu spravidla obsahuje tieto komponenty (obrázok 2):

Technologický cyklus pozostávajúci z času vykonania hlavných technologických operácií, prác, čiastkových procesov, systematicky sa opakujúcich s každou jednotkou alebo dávkou výrobkov;

Čas pomocných operácií a práce, cyklicky alebo necyklicky vznikajúcich pri výrobe každej výrobnej jednotky, dávky alebo v rámci jedného procesu (tavenie v konvertore alebo v otvorenom ohnisku);

Čas technologického kalu, regulované sledovanie predmetu práce (kal z ocele vo formách až do jeho úplnej kryštalizácie, chladenie valcovaných výrobkov na chladničkách atď.);

Čas technicky nevyhnutných medzicyklových a intracyklových prestávok.

V uvažovanom všeobecnom prípade nemôže trvanie výrobného cyklu zodpovedať jednoduchému súčtu jeho časových zložiek. Ego je dané skutočnosťou, že absolútna hodnota akejkoľvek časovej zložky závisí od organizačnej formy, procesu, charakterizovaného určitým typom jeho priebehu (sekvenčné, paralelné, paralelne sekvenčné) a od charakteru kombinácie operácií v rámci čas pracovného cyklu, čas prepravy a pomocné operácie.

Obrázok 2 - Časová štruktúra výrobného cyklu

Pri existujúcej (špecifikovanej) technologickej technológii je účinnosť časovej štruktúry výrobného cyklu, priamo súvisiaca s jeho trvaním, určená množstvom parametrov, ako je napríklad absolútne trvanie každého štrukturálneho komponentu, počet komponentov a prvkov v ich konkrétne pomery a organizačná forma procesu.

Účinnosť štruktúry výrobného cyklu, pokiaľ sú ostatné veci rovnaké, bude tým vyššia, čím menší je počet súčiastok, tým kratšia je doba trvania každého z nich v čase, čím väčší je podiel technologického cyklu, tým je racionálnejšia. kombinácia komponentov a ich prvkov v čase, zaisťujúca maximálny možný paralelný tok operácií.

Technologický cyklus hrá hlavnú úlohu v trvaní výrobného cyklu, pretože ostatné komponenty sa počas vykonávania hlavných výrobných operácií procesu do značnej miery prekrývajú.

V súlade s klasifikačnými charakteristikami sú výrobné procesy v hutníckom podniku rozdelené na jednoduché procesy, ktoré prebiehajú bez prekrývajúcich sa cyklov, a na komplexné procesy, ktoré sa v čase prekrývajú. Dôležitosť zvažovania týchto typov výrobných procesov je daná skutočnosťou, že ich produktivita je veľmi odlišná a metódy na jej zvýšenie majú svoje vlastné charakteristiky.

V jednoduchých procesoch sa cyklus vykonáva postupne v čase, keď každý nasledujúci cyklus začína po skončení predchádzajúceho. Charakteristickým znakom týchto procesov je, že všetky operácie cyklu sa vykonávajú na tej istej pracovnej stanici alebo jednotke, napríklad v kvitnúcom mlyne.

Jednoduché procesy sa vykonávajú v dvoch modifikáciách: s prerušeniami, keď ďalší cyklus začína po skončení predchádzajúceho, nie priamo, ale po určitom časovom období (obrázok 3, a), a bez prerušenia, keď ďalší cyklus začína bezprostredne po skončení predchádzajúceho (obrázok 3, b). Z analýzy údajov na obrázku 3 vyplýva, že produktivita procesov je odlišná a v druhom prípade je vyššia, pretože medzi cyklami nie sú žiadne prestávky.

Produktivita procesu za daných organizačných a technických podmienok je potenciál pracovného zariadenia produkovať určité množstvo výrobkov za jednotku času. V metalurgii železa môžu byť výrazom produktivity rôznych základných procesov tony liatiny, ocele, valcovaných výrobkov. Časovými jednotkami, do ktorých patrí produktivita, sú hodiny, smeny, deň, mesiac, rok. Výkonnosť procesu je definovaná vo vzťahu k operáciám, čiastkovým procesom a celému výrobnému procesu.

T c a t c b

Obrázok 3 - Grafy jednoduchých nespojitých (a) a kontinuálnych (b) procesov - (t 0 je trvanie operácie, tc - doba cyklu)

Hlavnými faktormi, ktoré určujú produktivitu procesov, sú:

Technické vlastnosti jednotiek (užitočný objem vysokých pecí, kapacita oceliarskych jednotiek, počet stojanov, priemer pracovných valcov valcovacích tratí atď.);

Intenzita hlavných procesov (rýchlosť, tlak, teplota, zosilňovače - kyslík, zemný plyn);

Sortiment výrobkov a náročnosť práce na ich výrobu;

Počiatočné materiály a spôsoby ich spracovania;

Organizačné faktory (metódy prepojenia výrobných procesov vo všetkých ich fázach, povaha ich kombinácie a organizačná štruktúra procesov, organizácia práce atď.).

V praxi je počet faktorov ovplyvňujúcich produktivitu procesov oveľa väčší, ale nie všetky sa pri výrobe zohľadňujú, navyše ich podstata a zameranie sú rozmanité a konštantné. Ich významná časť nie je deterministická, ale pravdepodobnostne stochastická, čo určuje metalurgické procesy vo všeobecnosti ako pravdepodobnostné procesy. Na možnosť jasnej organizácie procesov, predpovedania ich priebehu a riadenia je potrebný hlboký výskum, na základe ktorého sa sledujú vzorce toku procesov a závislosti výrobných výsledkov od kvantitatívnych hodnôt zodpovedajúcich faktorov s ich rôzne kombinácie.

Na výpočet produktivity procesov sú navrhnuté ekonomické a matematické modely, ktoré vo funkčnej alebo stochastickej forme odrážajú vzťah medzi produktívnymi a faktoriálnymi vlastnosťami skúmaných procesov.

Výkon prerušovaných procesov je teda možné určiť z výrazu:

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

kde Р - produktivita za jednotku času, t / h (ks / h);

T je akceptovaná jednotka času, h (smena, dni);

do - trvanie operácie, h (min);

t n - trvanie prestávky (min - v rámci cyklu);

t c je trvanie cyklu, h (min);

n je počet jednotiek výrobkov vyrobených v jednom cykle, ks, alebo objem výrobkov, t.j.

Pre procesy bežiace bez prerušenia medzi cyklami, v ktorých trvanie operácie zodpovedá trvaniu cyklu, je produktivita procesu určená vzorcom:

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

Pre uvažované typy procesov sa ich výkonnosť na smeny, berúc do úvahy rôzne prestávky v smene, vypočíta podľa vzorca:

(4)

kde t c.p - prestávky na smeny (trvanie prípravných a záverečných prác, regulované prestávky z technických dôvodov, na odpočinok).

V metalurgickej výrobe sa všetky hlavné metalurgické procesy neuskutočňujú v jednom, ale v mnohých fázach, ktoré ich charakterizujú ako komplexné procesy. Viacstupňové procesy a možnosť ich implementácie v rôznych organizačných formách tiež určujú možnosť paralelného vykonávania operácií v rôznych fázach času a v dôsledku toho súčasné prekrývanie susedných výrobných cyklov s väčším alebo menším časovým posunom.

Prekrývanie predstavuje obdobie súčasného výskytu dvoch susedných cyklov, tj. Časové obdobie medzi začiatkom nasledujúceho cyklu a koncom predchádzajúceho. Vykonávanie operácií susedných cyklov v oddelených stupňoch je možné vykonávať nepretržite bez intervalov, ak majú operácie rovnaké trvanie, alebo prerušovane, ak je trvanie operácií v rôznych fázach procesu odlišné.

Výrobné procesy s prekrývajúcimi sa cyklami môžu mať v závislosti od charakteru operácií v jednotlivých fázach tieto organizačné formy:

S konzistentným priebehom operácií vo všetkých fázach;

S predstihom operácií, ku ktorým dochádza v nasledujúcich fázach, vo vzťahu k podobným operáciám v predchádzajúcich fázach;

s paralelným vykonávaním operácií v oddelených fázach.

Produktivita procesov postupujúcich s prekrývaním susedných cyklov v čase, bez ohľadu na ich organizačnú formu, je daná trvaním cyklu (rytmu).

V praxi často spôsobuje stanovenie valivého zdvihu iba výpočtom ťažkosti, pretože trvanie pomocných operácií na rôznych mlynoch sa môže výrazne líšiť.

Adametsky graf a jeho typy pomáhajú zjednodušiť výpočet. Na horizontálnej osi je na ňom vynesený čas v sekundách, pozdĺž vertikálnej osi je číslo mlynského stojana. Trvanie valcovania v uvažovanom priechode je na grafe vyznačené hrubou vodorovnou čiarou na osi zodpovedajúcej valcovacej stolici. Voľné medzery medzi dvoma čiarami predstavujú prestávky medzi priľahlými prihrávkami. Prenos pásu z jedného stojana do druhého je znázornený naklonenou čiarou a jeho priemet na vodorovnú os odpovedá prestávkam prenosu.

Pomocou grafu Adametsky je možné vysledovať postupnosť technologického postupu a vysledovať prvky času valcovacieho stroja. To znamená, že je možné analyzovať pracovné zaťaženie pracovných stojanov, identifikovať ich priepustnosť a načrtnúť možné prerozdelenie redukcií valcovaného pásu medzi stojany alebo zmenu pomerov rýchlosti pozdĺž stojanov, aby sa zaťažili rovnomernejšie. v súlade s požiadavkami maximálnej produktivity mlyna.

Čas cyklu procesu predstavuje časové obdobie od začiatku predchádzajúceho cyklu do začiatku nasledujúceho a je určené rozdielom medzi trvaním cyklu a výškou predstihu (prekrývania). Obrázok 4 zobrazuje grafy procesov s kontinuálnym sekvenčným vykonávaním operácií v dvoch a troch fázach. Pretože v týchto procesoch je trvanie operácií vo všetkých fázach rovnaké, cyklus cyklu sa bude rovnať trvaniu operácií v ktoromkoľvek z nich:

, (5)

kde R. - takt (rytmus) procesu, min;

NS- miera prekrývania, min;

NS- počet fáz postupu;

Ako je možné vidieť na obrázku 4, výkonnosť postupu v oboch prípadoch je rovnaká kvôli rovnosti procesných cyklov a napriek odlišnému trvaniu cyklov.

0 4 8 12 0 4 8 12 16

Čas, min

Obrázok 4. Grafy procesov s kontinuálnym sekvenčným vykonávaním operácií s rovnakým trvaním cyklu: a- dve etapy výrobného procesu; b- to isté, tri kroky

Obrázok 5 zobrazuje grafy s prerušovaným tokom procesov s nerovnakým trvaním operácií v jednotlivých fázach a prestávkami medzi nimi.

V procesoch vykonávaných pred operáciami sa spracovanie každej výrobnej jednotky v ďalšej fáze začína pred koncom operácie spracovania tej istej výrobnej jednotky v predchádzajúcej fáze, to znamená, že proces pokračuje pred operáciami vo fázach .

Obrázok 5 - Grafy procesov s prerušovaným tokom operácií v týchto fázach: a - dve etapy výrobného postupu; b - to isté, štyri kroky

Obrázok 6 ukazuje kontinuálny proces vo všetkých fázach. V tomto prípade je trvanie operácií v rôznych fázach rovnaké. V prípade procesu s prerušovaným tokom operácií na krokoch je trvanie operácií na krokoch odlišné. Pretože v oboch prípadoch proces beží s prekrývajúcimi sa cyklami, výkon bude určený iba procesným cyklom.

Obrázok 6 - Harmonogram procesov postupujúcich s predstihom operácií

V procesoch postupujúcich s predstihom operácií sa trvanie cyklu nezhoduje s celkovým trvaním operácií vo všetkých fázach. Pri takýchto procesoch je úder (rytmus) definovaný ako rozdiel medzi trvaním kalendárneho cyklu (čas od začiatku cyklu do jeho konca) a časom prekrytia: R = t c - P.

Pri nepretržitom toku operácií na krokoch sa cyklus rovná trvaniu operácií v akejkoľvek fáze procesu. Ak operácie na krokoch prebiehajú prerušovane, potom je cyklus určený ako súčet trvania operácií a intervalu v ktoromkoľvek kroku.

V mnohých procesoch sa trvanie operácií v jednotlivých fázach môže výrazne líšiť, a preto sa v procese vytvárajú úzke miesta, zvyšuje sa cyklus a klesá produktivita. Pri týchto procesoch je paralelné časové spracovanie dvoch alebo viacerých výrobných jednotiek organizované vo fázach s najväčším trvaním operácií.

Obrázok 7 zobrazuje procesný diagram s paralelným vykonávaním operácií s ich kontinuálnym tokom. Kontinuita procesu sa dosiahne, keď každá výrobná jednotka príde do každej fázy v rovnakom časovom intervale, ktorý sa rovná cyklu procesu. V tomto prípade sa takt rovná operačnému času na schodoch so sekvenčnými operáciami. Cyklus pre fázu s paralelnými operáciami je určený vzorcom:

R = t i / n pr,

kde t i je trvanie operácií v tomto štádiu, h (min);

n pr je počet súčasne spracovaných jednotiek produktu, t (ks).

Dôležitou podmienkou dosiahnutia maximálneho prekrývania je zlepšenie štruktúry procesu zabezpečením minimálneho celkového trvania operácií v každom prepojení konkrétnej etapy. Implementácia tejto podmienky poskytuje všeobecné skrátenie trvania celého cyklu a podľa toho aj cyklu procesu. Ten druhý bude prebiehať aj pri konštantnom trvaní cyklu, ale s nárastom počtu odkazov v ňom.

Obrázok 7 - Harmonogram procesu s paralelným tokom operácií s ich kontinuálnym tokom

Obrázok 8 zobrazuje ako príklad procesné grafy s konštantnými časmi cyklu a rôznymi hodnotami prekrývania, určenými počtom väzieb v cykle.

V prípade znázornenom na obrázku 8, a, cyklus operácií pozostáva z jedného článku, nedochádza k prekrývaniu, cyklus valcovania je maximálny, rovný trvaniu cyklu. V prípade znázornenom na obrázku 8, b je cyklus rozdelený na dva články, v súvislosti s ktorými sa trvanie operácií v každom spojení skrátilo na polovicu. Na obrázku 8, c je procesný cyklus vykonávaný v štyroch odkazoch. Celkové trvanie operácií v rámci každého odkazu je štyrikrát kratšie ako v prvom prípade. Pokračovaním drvenia na maximálny možný počet odkazov získavame maximálne možné prekrývanie.

Obrázok 8 - Graf zmeny miery prekrývania pri zmene trvania a počtu odkazov v procese

KAPITOLA 2. PLÁNOVANIE A RIADENIE SIETE

2.1 Systémy plánovania a riadenia

Vytvorenie komplexných výrobných systémov, vývoj nových zariadení a technológií, výstavba a rekonštrukcia podnikov si vyžadujú zapojenie výkonných umelcov pracujúcich v rôznych oblastiach vedy a výroby. V týchto podmienkach je čoraz ťažšie koordinovať prácu rôznych špecialistov a spájať načasovanie rôznych prác. Zvyšujúca sa zložitosť plánovania, organizovania a riadenia rôznych výrobných programov, ako je výstavba podnikov, dielní, opravy jednotiek, pri použití tradičných metód koordinácie práce začala viesť k systematickým oneskoreniam načasovania celého komplexu prác. a prekročenie vopred vypočítaných nákladov na vytvorenie výrobného komplexu.

Analýza skutočného stavu ukázala, že dôvody týchto narušení spočívajú v metódach plánovania komplexu prác a operatívnom riadení ich postupu, ktoré nezabezpečujú potrebnú koordináciu práce ani v čase, ani v zdrojoch (nákladoch). Zároveň sa verilo, že celý bod je v nedostatkoch použitej technológie a v osobnosti lídra. Jedna z obvyklých, tradičných metód plánovania komplexu prác, používaných vo výstavbe, zahŕňa predloženie plánu práce vo forme takzvaného plánu pásov (Ganttov diagram). Každý rozvrh ako prvok systému plánovania a riadenia by mal byť modelom komplexu, adekvátnym modelovému systému. V tomto ohľade má prezentácia plánu práce vo forme plánu pásov tieto významné nevýhody:

1. Absencia (nemožnosť prezentácie) vzájomných vzťahov medzi dielami komplexu;

2. Hlavné úlohy nie sú na pásovom grafe viditeľné; tie práce, ktoré určujú realizáciu celého komplexu v danom čase;

3. Pri plánovaní práce vo forme plánu harmonogramu sú možnosti optimalizácie plánu obmedzené tak vo fáze vypracovania plánu, ako aj vo fáze prevádzkového riadenia;

4. Pri použití harmonogramu pásky sa neberie do úvahy a nie je zaistené rovnomerné pracovné zaťaženie výkonných umelcov vo všetkých fázach plánu.

Vyššie uvedené nevýhody sú úplne alebo do značnej miery odstránené, ak sa používajú na koordináciu práce systémov sieťového modelovania výrobných procesov, známych ako systémy sieťového plánovania a riadenia. Systémy plánovania a riadenia siete umožňujú najkomplexnejšie riešenie všetkých organizačných úloh, vyhodnotí plán z pohľadu konečného výsledku.

2.2 Operatívne riadenie komplexu prác pomocou plánu siete

Model súboru diel, ktorý adekvátne odráža jeho obsah, je sieť. Sieť je chápaná ako smerovaný graf, pomocou ktorého sa zobrazujú vzájomné súvislosti medzi dielami komplexu. Graf je zbierka oblúkov a vrcholov. Každému oblúku zodpovedá presne definovaná dvojica vrcholov. Graf sa nazýva orientovaný, ak je pre každý oblúk uvedené, ktorý z jeho dvoch vrcholov je počiatočný a ktorý je konečný.

Sú možné aj rôzne formy reprezentácie sietí - digitálne a grafické. Digitálna reprezentácia siete môže byť vo forme zoznamu alebo matice. Grafické znázornenie siete (obrázok 9) sa nazýva sieťový diagram. Je to najintuitívnejšie, najpohodlnejšie a najpoužívanejšie. Táto výhoda sa však stráca pre siete s veľkým počtom prvkov (s viac ako 300 úlohami).

Obrázok 9 - Sieťový diagram

V sieťovej grafike sú sieťové oblúky reprezentované šípkami a vrcholy sú reprezentované geometrickými útvarmi (kruhy). Sieťová grafika môže byť dvoch typov:

1. sieťové diagramy, v ktorých sú diela znázornené šípkami, udalosti - kruhmi, ako je znázornené na obrázku;

2. sieťové diagramy, v ktorých sú úlohy znázornené ako kruhy (alebo iné tvary) a v závislosti od úloh ako šípky.

Šípky znázorňujúce prácu sú bez mierky. Smer a dĺžka šípok neodrážajú žiadne charakteristiky diela. Dôležitá je iba relatívna poloha šípok (funguje). Každá šípka spája dve udalosti. preto pre každú prácu existujú udalosti začiatku a konca. Na začiatku každej danej práce je nevyhnutné dokončenie všetkých bezprostredne predchádzajúcich prác, t.j. je nevyhnutné dokončenie prác končiacich počiatočnou udalosťou tejto práce.

Každá sieťová udalosť má priradené konkrétne číslo a niekedy je všetkým alebo niektorým udalostiam priradená definícia (názov). Čísla počiatočných a konečných udalostí diela tvoria kód (šifra) tejto práce.

Dôležitým konceptom v sieťovej grafike je koncept cesty. Sieťová cesta je postupnosť úloh, kde sa konečná udalosť každej predchádzajúcej úlohy zhoduje s počiatočnou udalosťou ďalšej úlohy. Cesta je údajne úplná, ak predstavuje reťazec vzájomne súvisiacich aktivít od začiatku do konca sieťovej udalosti. Neúplná cesta je cesta od počiatočnej k medziľahlej, medzi dvoma medziľahlými alebo od medziľahlej po koncovú udalosť siete.

Ak sa podľa výrobných podmienok vyžaduje, aby sa všetky práce komplexu vykonávali v striktne špecifikovanom poradí, sieťový rozvrh takéhoto komplexu predstavuje jeden reťazec prác (existuje jedna úplná cesta). Použitie sieťových systémov na ovládanie takého komplexu je nepraktické. Sieťový diagram teda musí mať najmenej dve úplné cesty. Úplná cesta, ktorá má maximálne trvanie, sa nazýva kritická cesta. Kritická cesta je ústredným prvkom plánovania a správy siete. Kritická cesta plánu siete určuje dátum splatnosti celého plánovaného pracovného balíka. Akékoľvek, dokonca aj najpodstatnejšie oneskorenie pri vykonávaní prác na kritickej ceste nevyhnutne povedie k narušeniu termínu celého komplexu prác, zatiaľ čo oneskorenie práce na nekritických cestách nemusí mať vôbec vplyv na implementáciu celého programu.

Fungovanie systému plánovania a riadenia siete zahŕňa nasledujúce etapy:

Vývoj technických špecifikácií a návrh systému plánovania a riadenia siete;

Prevádzka systému v režime počiatočného plánovania;

Fungovanie systému v režime prevádzkového riadenia.

Účinnosť celého systému plánovania siete je do značnej miery daná efektívnosťou jeho fungovania vo fáze prevádzkového riadenia. Proces prevádzkového riadenia zahŕňa:

1. zber operatívnych informácií o postupe prác;

2. spracovanie prichádzajúcich informácií a aktualizácia sieťového modelu na jeho základe;

3. výpočet parametrov aktualizovaného plánu siete;

4. analýza plánu siete a prijímanie rozhodnutí na základe toho pre implementáciu plánu;

5. vypracovanie harmonogramu práce a uvedenie konkrétnych termínov práce pre výkonných umelcov.

ZÁVER

Základom činnosti každého podniku je výrobný proces, ktorého konečným cieľom je uvoľnenie výrobkov.

Výrobný proces je pracovný proces, ktorý má určitý technický a organizačný obsah, zameraný na vytváranie konkrétnych hmotných statkov a charakterizovaný stálosťou hlavného predmetu práce.

Aby sa posúdil význam jednotlivých výrobných procesov a základných prvkov v rámci jedného výrobného postupu, sú zoskupené podľa týchto hlavných znakov:

1. úloha procesu pri výrobe hotových výrobkov,

2. stupeň vybavenia práce a úloha osoby,

3. povaha procesov,

4. stupeň vplyvu na predmet práce.

Podľa úlohy procesu pri výrobe hotových výrobkov sa v podniku rozlišuje hlavný, pomocný a servisný priemysel.

Hlavné sú tie procesy, ktoré sú priamo zamerané na uvoľnenie hlavného produktu alebo na plnenie výrobných úloh, ktoré sú cieľové pre danú výrobu.

Servírovacie procesy uľahčujú normálne vykonávanie primárnych a sekundárnych procesov. Odvetvia služieb obvykle v podniku zahrnujú centrálne opravovne, dopravné a skladovacie jednotky, kultúrne a sociálne zariadenia.

V závislosti od stupňa vybavenia práce a úlohy osoby sa rozlišujú nemechanizované, čiastočne mechanizované, strojové procesy.

Nemechanizované procesy sú procesy, ktoré sa vykonávajú bez použitia akéhokoľvek druhu energie a mechanizmov. Sú zamerané na zmenu polohy predmetov práce alebo ich tvaru pomocou ručného nástroja. V pomocných a servisných odvetviach je podiel ručnej práce stále značný.

Čiastočne mechanizované procesy zahŕňajú procesy vykonávané takýmto strojom alebo mechanizovaným nástrojom, ktorých ovládanie si vyžaduje ľudskú ručnú prácu.

V strojových procesoch je nástrojom práce stroj, ktorého akcie sú riadené iba osobou priamo na pracovisku alebo na diaľku.

Pre podniky má veľký význam komplexná mechanizácia výrobného procesu, v ktorej je ručná alebo čiastočne mechanizovaná práca nahradená systémom navzájom sa dopĺňajúcich strojov, ktoré zaisťujú vysokú produktivitu práce a vytvárajú podmienky pre automatizáciu výroby.

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

1. Organizácia a plánovanie podnikov metalurgie železa: učebnica / ed. A.F. Mets- M: Metalurgia, 1986.- 560 s.

2. Rebrin Yu.I. Základy ekonomiky a riadenia výroby Yu.I. Rebrin - M.: Vlados, 2002. - 329 s.

3. Karasteleva E.M. Ekonomika, organizácia a plánovanie výroby E.M. Karastelova - M.: Ekonomika, 1986. - 343s.

Moc a prosperita štátu závisí od efektívnosti ekonomiky a vojenského potenciálu. Ich rozvoj nie je možný bez rozvoja metalurgie, ktorá je zase základom strojárstva. Dnes sa pozornosť zameriava na hutnícky komplex Ruska a jeho význam pre priemyselnú a hospodársku sféru krajiny.

Všeobecné charakteristiky metalurgického komplexu

Čo sú ťažobné a hutnícke komplexy? Ide o súbor podnikov, ktoré sa zaoberajú ťažbou, obohacovaním, tavením kovu, výrobou valcovaných výrobkov a spracovaním druhotných surovín. Nasledujúce odvetvia sú súčasťou hutníckeho komplexu:

• Železná metalurgia , ktorá sa zaoberá tavením ocele, surového železa a ferozliatin;
• Metalurgia neželezných kovov , ktorá sa zaoberá výrobou ľahkých (titán, horčík, hliník) a ťažkých kovov (olovo, meď, cín, nikel).

Ryža. 1 Hutnícky závod

Zásady obchodného umiestnenia

Podniky ťažobného a hutníckeho komplexu nie sú umiestnené chaoticky. Závisia od nasledujúcich faktorov umiestnenia metalurgie:

• Suroviny (fyzikálnochemické vlastnosti rúd);
• Palivo (aký druh energie sa musí použiť na získanie kovu);
• Spotrebiteľ (geografia umiestnenia surovín, hlavné zdroje energie a dostupnosť dopravných trás).

Ryža. 2 Palivový faktor umiestnenia hutníctva

Hlavné hutnícke základy

Všetky vyššie uvedené faktory viedli k nerovnomernému umiestneniu hutníckych podnikov. Na niektorých územiach sa vytvorili celé hutnícke základne. V Rusku existujú tri:

• Centrálna základňa - Jedná sa o pomerne mladé centrum, ktorého základom je železná ruda Kurskej magnetickej anomálie, polostrova Kola a Karélie. Hlavnými výrobnými strediskami sú Lipetsk, Starý Oskol a Čerepovec;
• Uralská základňa - je to jedno z najväčších centier metalurgie v Rusku, ktorého hlavnými centrami sú Magnitogorsk, Novotroitsk, Čeľabinsk, Nižný Tagil a Krasnouralsk;
• Sibírska základňa je centrum, ktoré je stále vo fáze vývoja. Hlavným zdrojom je uhoľná a železná ruda Kuznetsk z Priangarye a Gornaya Shoria. Hlavným centrom je mesto Novokuzneck.

Porovnávacie charakteristiky a schéma prevádzky metalurgických základní v Rusku môžu byť uvedené v nasledujúcej tabuľke:

TOP 4 článkyktorí s tým čítajú

Metalurgia neželezných kovov

Na základe účelu a chemických a fyzikálnych vlastností a vlastností sa neželezné kovy delia na:

• Ťažké (meď, olovo, cín, zinok, nikel);
• Ľahké (hliník, titán, horčík);
• Drahé (zlato, striebro, platina);
• Zriedkavé (zirkónium, indium, volfrám, molybdén atď.)

Metalurgia neželezných kovov je komplex podnikov zaoberajúcich sa ťažbou, spracovaním a metalurgickým spracovaním rúd farebných, vzácnych a vzácnych kovov.

V tomto reťazci sa rozlišuje priemysel hliníka, medi, olova a zinku, volfrámu, molybdénu a titánu a horčíka. Okrem toho sem patria aj podniky na výrobu drahých a vzácnych kovov.

Strediská neželeznej metalurgie v Rusku

Centrá hliníkového priemyslu sú Bratsk, Krasnojarsk, Sayansk a Novokuzneck. Veľké hliníkové závody nachádzajúce sa v týchto mestách sa vyvíjajú na základe vlastných surovín z Uralu, severozápadného regiónu a Sibíri, ako aj z dovážaných. Táto výroba je dosť energeticky náročná, preto sa podniky nachádzajú v blízkosti vodných a tepelných elektrární.

Hlavným centrom medeného priemyslu v našej krajine je Ural. Podniky používajú miestne suroviny z ložísk Gayskoye, Krasnouralsky, Revdinskoye a Sibayskoye.

Priemysel olova a zinku v mlyne závisí od ťažby polymetalických rúd, preto sa nachádza v blízkosti miest ich ťažby - Primorye, severný Kaukaz, Kuzbass a Transbaikalia.

Ryža. 3 Ťažba zlata na Čukotke

Problémy a perspektívy

Problémy sú v každom odvetví. Hutnícky komplex nie je výnimkou. Medzi hlavné problémy metalurgie železa a neželezných kovov patria:

• vysoká spotreba energie;
• nízka kapacita domáceho trhu;
• vysoká úroveň opotrebovania dlhodobého majetku;
• nedostatok niektorých druhov surovín;
• zničenie procesu reprodukcie zásob surovín a rudy;
• technologická zaostalosť a nedostatočné zavádzanie nových technológií;
• nedostatok odborného personálu.

Ale všetky tieto otázky je možné vyriešiť. Rusko je aj naďalej významným hráčom na svetovom trhu s hutnými výrobkami. Podiel ruskej metalurgie na svetovej produkcii predstavuje viac ako 5% ocele, 11% hliníka, 21% niklu, viac ako 27% titánu. Hlavným ukazovateľom konkurencieschopnosti ruskej metalurgie na zahraničnom trhu je, že si krajina zachováva a dokonca rozširuje svoje exportné možnosti.

Čo sme sa naučili?

Dnes sme sa dozvedeli, čo sa rozumie pod pojmom „metalurgický komplex“. Tento priemysel je rozdelený na metalurgiu železa a neželezných kovov. Umiestnenie podnikov ťažby, úpravy rudy, tavenia kovov a výroby valcovaných kovov má svoje vlastné charakteristiky a závisí od troch faktorov: surovín, paliva a spotrebiteľa. V Ruskej federácii pôsobia a vyvíjajú sa tri hutnícke základne: Stredné, Uralské a Sibírske.

Test podľa témy

Posúdenie správy

Priemerné hodnotenie: 4.3. Celkový počet prijatých hodnotení: 579.

História a koncept metalurgie

Vlastnosti kovov, ťažba a využitie kovov

Oddiel 1. Históriametalurgia.

Oddiel 2. Banská metalurgia.

Oddiel 3. Vlastnosti kovov.

Časť 4. Aplikácie kovov.

Oddiel 5. Zliatiny.

Metalurgia - je to oblasť vedy a techniky, odvetvie priemyslu.

Metalurgia zahŕňa:

výroba kovov z prírodných surovín a iných výrobkov obsahujúcich kovy;

získavanie zliatin;

spracovanie kovov za tepla a za studena;

pokovovanie kovom;

oblasť materiálovej vedy, ktorá študuje fyzikálne a chemické správanie kovov.

Metalurgia je spojená s vývojom, výrobou a prevádzkou strojov, prístrojov a jednotiek používaných v metalurgickom priemysle.

Hutníctvo sa delí na železné a neželezné. Metalurgia železa zahŕňa ťažbu a spracovanie rúd zo železných kovov, výrobu surového železa, ocele a ferozliatin. Metalurgia železa zahŕňa aj výrobu valcovaných železných kovov, ocele, liatiny a ďalších výrobkov zo železných kovov. Metalurgia neželezných kovov zahŕňa ťažbu, obohacovanie rúd farebných kovov, výrobu farebných kovov a ich zliatin.

Medzi železné kovy patrí železo. Všetky ostatné sú farebné.

Podľa svojich fyzikálnych vlastností a účelu sa neželezné kovy bežne delia na:

ťažké kovy (meď, olovo, zinok, cín, nikel);

ľahké (hliník, titán, horčík).

Podľa hlavného technologického postupu sa delí na pyrometalurgiu (tavenie) a hydrometalurgiu (extrakcia kovov v chemických roztokoch). Plazmová metalurgia je typ pyrometalurgie.

Najbežnejšie kovy sú:

Hliník

História hutníctva

Prvé dôkazy o tom, že sa človek venoval metalurgii, pochádzajú z obdobia 5-6 tisícročí pred n. NS. a boli nájdené v Majdanku, Plodniku a na ďalších miestach v Srbsku (vrátane medenej sekery 5500 pred n. l., patriacej kultúre Vinchu), Bulharska (5 000 p. n. l.), Portugalska, Španielska, Stonehenge (Veľká Británia).

Ako sa však často stáva pri takýchto dlhotrvajúcich javoch, vek nemožno vždy presne určiť.

V kultúre raných čias bolo prítomné striebro, meď, cín a meteorické železo, čo umožnilo vykonávať obmedzené kovoobrábanie. „Nebeské dýky“ - egyptská zbraň vytvorená z meteorického železa 3000 pred naším letopočtom, boli veľmi cenené. NS. Keď sa však ľudia naučili extrahovať meď a cín z hornín a získať zliatinu nazývanú bronz, ľudia v roku 3500 pred n. NS. vstúpil do doby bronzovej.

Získanie železa z rudy a tavenie kovu bolo oveľa ťažšie. Verí sa, že technológiu vynašli Chetiti okolo roku 1200 pred n. L. Pred Kr., Čo bol začiatok doby železnej. Tajomstvo ťažby a výroby železa sa stalo kľúčovým faktorom moci Filištíncov.

Stopy vývoja metalurgie železa možno sledovať v mnohých minulých kultúrach a civilizáciách.

Patria sem staroveké a stredoveké kráľovstvá a ríše Blízkeho východu a Blízkeho východu, staroveký Egypt a Anatólia (Turecko), Kartágo, Gréci a Rimania starovekej a stredovekej Európy, Čína, India, Japonsko atď.

Treba poznamenať, že mnohé metódy, zariadenia a technológie hutníctva boli pôvodne vynájdené v starovekej Číne a potom Európania zvládli toto remeslo (vynájdenie vysokých pecí, liatiny, ocele, hydraulických kladív atď.).

Nedávny výskum však naznačuje, že rímska technológia bola oveľa vyspelejšia, ako sa pôvodne predpokladalo, najmä v oblastiach ťažby a kovania.

Metalurgia v pôvodnom zmysle je umenie získavania kovov z rúd. Metalurgia sa objavila v dávnych dobách. Pri vykopávkach boli nájdené stopy tavby medi, siahajúce do 7.-6. tisícročia pred n. A zhruba v rovnakom čase sa človeku stali známymi také kovy ako striebro, zlato, meď, železo z meteoritov.

Najprv sa železo a meď opracovali za studena. Kov sa takémuto spracovaniu prepožičal. Výrobky z medi sa rozšírili s vynálezom kovania - kovania za tepla.

Potom sa bronz rozšíril (2. tisícročie pred n. L.). Bronz je zliatinou medi a cínu; v kvalite bol oveľa lepší ako meď. Ide o odolnosť proti korózii, tvrdosť a ostrosť čepele a lepšie plnenie odlievacích foriem. Toto bol prechod do doby bronzovej.

V ďalšej fáze sa človek naučil získavať železo z rúd. Proces jeho získania spočíval v použití plynových kovaní a bol neúčinný. Tento proces začali zlepšovať - ​​zaviedli obohacovanie železa uhlíkom a jeho následné kalenie. Takto sa vyrábala oceľ. A do 1. tisícročia pred n. železo sa stalo najbežnejším materiálom, ktorý ľudia používajú (Európa, Ázia).

Metalurgia železa sa nemení, pravdepodobne asi 3 tisícročia. Postup sa ale postupne zlepšoval a do polovice 14. storočia sa objavili prvé vysoké pece. Zvýšenie výšky týchto pecí a podľa toho aj silnejšia dodávka tryskania viedla k pohodlnej výrobe liatiny. Objavilo sa takzvané honosné prerozdelenie (prerozdelenie liatiny na kujné železo). Kritický postup ako spôsob získavania ocele bol výnosnejší a prakticky nahradil predchádzajúce metódy získavania ocele na báze surového železa. Aj keď z nej bola vyrobená veľmi známa damašská oceľ.

Tavenie téglika (už známe na východe) sa objavilo v Anglicku v roku 1740. A v poslednej štvrtine 18. storočia - kaluže. Tavenie téglika bolo prvým spôsobom výroby liatej ocele. Tieto procesy však nemohli konkurovať rýchlo sa rozvíjajúcej metalurgii železa. Zlom nastal s vynálezom troch nových spôsobov výroby liatej ocele. V roku 1856 je to súd s Bessemerom. V roku 1864 - proces s otvoreným krbom a v roku 1878 - Thomasov proces. V polovici 20. storočia už výroba ocele v percentách nahradila surové železo.

Ďalej sa výroba vyvíjala zvyšovaním produktivity jednotiek, rôznymi vylepšeniami technológie a rozsiahlou automatizáciou výrobných procesov. V elektrických peciach sa začala vyrábať vysokokvalitná (legovaná) oceľ. Pretavovanie kovov sa používalo vo vákuových oblúkových peciach, v plazmových inštaláciách. Začali sa vyvíjať metódy priamej výroby železa, pričom budúcnosť je za nimi.

A ťažili zlato, striebro, cín, olovo, meď, ortuť.

V prehistorických dobách sa zlato získavalo z hoblíkov praním. Vyšlo to vo forme piesku a nugetov. Potom začali používať rafináciu zlata (odstraňovanie nečistôt, separácia striebra), v druhej polovici 2. tisícročia pred n. V 13.-14. storočí sa naučili používať kyselinu dusičnú na oddelenie zlata a striebra. A v 19. storočí bol vyvinutý proces zlúčenia (aj keď bol známy už v staroveku, neexistuje dôkaz, že by slúžil na ťažbu zlata z pieskov a rúd).

Striebro sa ťažilo z galenitu spolu s olovom. Potom, o stáročia neskôr, sa začali spolu taviť (asi v 3. tisícročí pred n. L. V Malej Ázii), a to sa rozšírilo aj po 1500-2 000 rokoch.

Meď sa začala sériovo vyrábať, keď V.A. vynašiel matnú konverziu v roku 1866.

Cín sa kedysi dávno tavil v jednoduchých šachtových peciach, potom sa čistil špeciálnymi oxidačnými procesmi. Teraz v metalurgii sa cín získava spracovaním rúd podľa komplexných komplexných schém.

Ortuť sa vyrábala pražením rudy na haldy, v ktorej kondenzovala na studených predmetoch. Potom sa objavili keramické nádoby (retorty), ktoré boli nahradené železnými. A s rastúcim dopytom po ortuti ich začali dostávať v špeciálnych peciach.

Materiálne hodnoty človeka sú bez kovov nemysliteľné a význam metalurgie pri vytváraní modernej civilizácie je veľmi veľký. Kovy sa používajú v stavebníctve, vojenských záležitostiach, v doprave a spojoch, vo výrobe tovaru a spotrebného tovaru, v poľnohospodárstve. Moderná metalurgia umožňuje získať takmer všetky prvky periodického systému, snáď okrem halogenidov a plynov.

Aby sa z plechu, povedzme, s hmotnosťou iba 30-35 kilogramov, získal kovový plech, muselo kladivo tvrdo pracovať 12-15 hodín. A skúste tak dlho mávať obrovským kladivom! S príchodom mechanického kladiva už taká práca nevyžadovala také úsilie a trvala iba 4-6 hodín vrátane času na zahriatie kovu.

Kladivá, ktoré vyvinuli veľkú nárazovú silu, umožnili získať kov oveľa väčšej pevnosti ako v ručnej kovárni. Chvostové kladivo používané na kovanie pásového kovu v jednej zo švédskych tovární malo úderník s hmotnosťou asi 80 kilogramov a vyrobilo 120 úderov za minútu. Toto samozrejme žiadne kladivo nedokázalo.

Čoskoro sa však ukázalo, že chvostové kladivo neposkytuje potrebnú rovnomernosť mechanických vlastností v celom objeme niektorých výrobkov (napríklad dlhé výkovky - pásové železo atď.). Pracovník napokon kovový pás posunul rukou k nárazu útočníka. Bolo potrebné nájsť zásadne nový spôsob obrábania kovu, ktorý by vyvíjal presne rovnaký tlak na celú rovinu výrobku.

Nepochybne ste videli, ako hostesky vyvaľkajú na stole hrudku cesta pomocou okrúhleho valčeka. Postupne je cesto redšie a redšie, ale zaberá stále väčšiu plochu. Teraz si predstavte, že namiesto cesta máte do činenia s horúcim kovom a namiesto valčeka a povrchu stola máte dva okrúhle rotujúce valce. Kov prechádza medzi kotúčmi raz, dvakrát, trikrát.

Kovový pás je stále tenší a tenší sa stále viac a viac. A čo je najdôležitejšie, vytvrdzuje rovnomerne po celej dĺžke. Tento proces spracovania kovov sa nazýva valcovanie. A dva valce sú valcovňa.

Banská metalurgia

Banská metalurgia pozostáva z ťažby cenných kovov z rudy a tavenia zhodnotených surovín na čistý kov. Na premenu oxidu alebo sulfidu kovu na čistý kov sa musí ruda oddeliť fyzikálne, chemicky alebo elektrolyticky.

Hutníci pracujú s tromi hlavnými zložkami: surovinami, koncentrátom (cenný oxid alebo sulfid kovu) a odpadom. Po ťažbe sa veľké kusy rudy rozdrvia tak, aby každá častica bola buď cenným koncentrátom, alebo odpadom.

Ťažba nie je potrebná, pokiaľ ruda a životné prostredie umožňujú lúhovanie. Takýmto spôsobom je možné rozpustiť minerál a získať roztok obohatený o minerály.

Ruda často obsahuje niekoľko cenných kovov. V tomto prípade môžu byť odpady z jedného procesu použité ako surovina pre ďalší proces.

Vlastnosti kovu

Kovy majú vo všeobecnosti tieto fyzikálne vlastnosti:

Tvrdosť.

Zvuková vodivosť.

Vysoká teplota topenia.

Vysoký bod varu.

Pri izbovej teplote sú kovy pevné (s výnimkou ortuti, jediného kovu, ktorý je pri izbovej teplote kvapalný).

Leštený povrch kovu sa leskne.

Kovy sú dobrými vodičmi tepla a elektriny.

Majú vysokú hustotu.

Aplikácia kovov

Meď má ťažnosť a vysokú elektrickú vodivosť. Preto našiel svoje široké využitie v elektrických kábloch.

Zlato a striebro sú veľmi viskózne, pletené a inertné, preto sa používajú v šperkoch. Zlato sa používa aj na vytváranie neoxidovateľných elektrických spojení.

Železo a oceľ sú tvrdé a trvanlivé. Vďaka týmto vlastnostiam sa široko používajú v stavebníctve.

Hliník je dobre tolerovateľný a dobre vedie teplo. Vyrábajú sa z neho hrnce a fólie. Vďaka svojej nízkej hustote - pri výrobe leteckých súčiastok.

Človek začal používať kov v živote od staroveku. Vytvorenie vysokokvalitných poľnohospodárskych nástrojov a zbraní na lov a ochranu vášho kmeňa by nebolo možné, keby sa na to nepoužívali rôzne druhy kovov.

Ľudstvo sa vyvinulo a spolu s tým sa zlepšila aj produkcia. Stavby a domáce potreby, ktoré sú dnes vyrábané, môžu slúžiť koncovému používateľovi viac ako niekoľko desaťročí, pričom si zachovávajú rovnakú kvalitu a spoľahlivosť. Vytvorenie zliatin umožnilo posunúť používanie kovov na novú úroveň, čo umožnilo výrobu skutočne trvanlivých výrobkov a komponentov, ktoré sa nebojí účinkov nízkych a vysokých teplôt a kyselín.

Bez použitia kovov nie je možná výstavba budov na rôzne účely, automobilový priemysel, strojárstvo a mnoho ďalších typov ťažkého a ľahkého priemyslu.

Hlavnou výhodou, ktorá charakterizuje kov, je to, že je schopný nadobudnúť akýkoľvek tvar pod vplyvom lisovacieho nástroja.

Najbežnejšie používanými zliatinami sú dnes oceľ a liatina. V priemysle sú navyše veľmi bežné materiály, ktorých hlavným prvkom je meď alebo hliník.

V súčasnosti je oceľ na prvom mieste z hľadiska ročnej produkcie kovov a zliatin. Jeho najbežnejším zložením je železo a uhlík, ktorých množstvo sú dve percentá. Existujú aj nízkouhlíkové a vysoko uhlíkové ocele a zliatiny, do ktorých sa pridáva vanád, nikel alebo chróm. Oceľ sa široko používa nielen v priemysle, ale aj na výrobu predmetov pre domácnosť - nože, holiace strojčeky, nožnice, ihly atď.

Surové železo je z hľadiska ročnej produkcie na druhom mieste. Rovnako ako oceľ je to zliatina železa a uhlíka, ale jej percento v nej je oveľa vyššie ako v oceli. Kremík sa tiež pridáva do liatiny, čo robí zliatinu obzvlášť silnou. Najväčšie využitie liatiny sa nachádza v stavebníctve, kde sú z nej vyrobené rúry, tvarovky, poklopy a ďalšie prvky, ktorých hlavnou požiadavkou je pevnosť.

Zliatiny hliníka sú menej bežné ako oceľ a liatina, ale v niektorých priemyselných odvetviach je nemožné prestať ich používať. Ide predovšetkým o strojárstvo, potravinársky priemysel, výrobu architektonických a dokončovacích materiálov.

Hlavnou výhodou tohto typu zliatin je to, že sa dajú ľahko spracovať na strojoch na rezanie kovov, ako aj zvárať a lisovať. Sú ekologické a úplne neškodné, čo umožňuje použitie zliatin hliníka v potravinárskom priemysle a na prepravu a skladovanie potravín. Zliatiny hliníka sú tiež odolné voči korózii a vysoko reflexné. Obmedzenie v ich použití je, že tieto zliatiny strácajú svoje vlastnosti pri vysokých teplotách; to však neruší ich použitie v mnohých priemyselných úlohách.

Je ťažké si predstaviť, aký by bol moderný priemysel, keby neexistoval kov. Vytváranie trvanlivých a spoľahlivých štruktúr a predmetov pre domácnosť by bolo nemožné, keby sa ľudstvo nenaučilo používať kovy a vytvárať ich zliatiny. Neustály rozvoj hutníctva robí kovy stále dokonalejšími a vysokokvalitnejšími, a preto je výroba výrobkov stále kvalitnejšia a rýchlejšia.

Zliatiny medi a niklu sa používajú v korozívnom prostredí a na výrobu nemagnetizovateľných výrobkov. Superzliatiny na báze niklu sa používajú pri vysokých teplotách (výmenníky tepla atď.). Monokryštalické zliatiny sa používajú pri veľmi vysokých teplotách.

Metódou výroby zliatin sú liate a práškové zliatiny. Zliatiny odliatkov sa získavajú kryštalizáciou taveniny zmiešaných zložiek. Prášok - lisovaním zmesi práškov, po ktorom nasleduje spekanie pri vysokej teplote. Komponenty práškovej zliatiny môžu byť nielen prášky jednoduchých látok, ale aj prášky chemických zlúčenín. Napríklad hlavnými zložkami cementovaných karbidov sú karbidy volfrámu alebo titánu.

V tuhom stave agregácie môže byť zliatina homogénna (homogénna, jednofázová - pozostáva z kryštalitov rovnakého typu) a heterogénna (nehomogénna, viacfázová).

Tuhý roztok je základom zliatiny (matricová fáza). Fázové zloženie heterogénnej zliatiny závisí od jej chemického zloženia. Zliatina môže obsahovať: intersticiálne tuhé roztoky, substitučné tuhé roztoky, chemické zlúčeniny (vrátane karbidov, nitridov) a kryštality jednoduchých látok.

Vlastnosti kovov a zliatin sú úplne určené ich štruktúrou (kryštalická štruktúra fáz a mikroštruktúra). Makroskopické vlastnosti zliatin sú určené mikroštruktúrou a vždy sa líšia od vlastností ich fáz, ktoré závisia len od kryštálovej štruktúry. Makroskopická homogenita viacfázových (heterogénnych) zliatin sa dosahuje vďaka rovnomernému rozloženiu fáz v kovovej matrici. Zliatiny vykazujú kovové vlastnosti, ako je elektrická a tepelná vodivosť, odrazivosť (kovový lesk) a ťažnosť. Najdôležitejšou charakteristikou zliatin je ich zvárateľnosť.

Zdroje

Wikipedia - Voľná ​​encyklopédia, WikiPedia

works.tarefer.ru - Abstrakty

lomonosov-fund.ru - Znalosť Lomonosova

autowelding.ru - Kovoobrábanie

oko-planet.su - Oko planéty

nplit.ru - Výskumná knižnica

Slovo „metalurgia“ má svoj pôvod v starovekom gréckom jazyku, kde „μεταλλουργέω“ doslova znamená „ťažba rudy“ alebo „spracovanie kovov“. Ide o určitú oblasť vedy a techniky, ktorá popisuje procesy získavania kovu z rúd alebo rôznych materiálov. Pri spracovaní sa navyše mení chemické zloženie látok, ich štruktúra a vlastnosti. Dnes sa tieto slová používajú na opis priemyslu, ale predtým to bolo umenie získavania kovu z rudy.

Moderný koncept metalurgie je rozsiahly a zahŕňa:

Výroba kovov na báze (rudy) a iných materiálov;
výroba zliatin;
spracovanie kovov za tepla a za studena;
zváranie;
vedná oblasť, ktorá študuje fyzikálne a chemické vlastnosti kovov a zliatin;
výroba zariadení a strojov pre hutnícky priemysel.

Koksárenský priemysel a výroba vedľajších produktov sú hutníckymi odvetviami.

Druhy metalurgie

Spočiatku je metalurgia založená na surovinách rozdelená na: železné a. Prvý typ zahŕňa železo a jeho zliatiny, čo zahŕňa: ťažbu čiernej rudy, ťažbu, výrobu a valcovanie atď.
Druhý typ zahŕňa neželezné kovy: ich ťažba, úprava rudy, výroba kovov a zliatin. Neželezné kovy sú ťažké (Cu, Zn, Pb, Ni, Sn) a ľahké (Al, Ti, Mg).

Okrem surovín možno metalurgiu rozdeliť podľa technologického postupu:

1. Pyrometalurgia je proces, ako je praženie alebo tavenie, ktorý prebieha pri vysokých teplotách. Medzi poddruhy takejto metalurgie patrí plazma.
2. Hydrometalurgia je úplne opačný proces, pri ktorom sa kov získava z rúd pomocou vody alebo chemických reagencií na jeho základe, tento proces sa nazýva „lúhovanie“.

Vedecký pokrok nestojí na mieste, vo svetovej praxi sa v metalurgii používajú dokonca aj mikroorganizmy a biotechnológie. Tieto procesy zahŕňajú: biolúhovanie, biooxidáciu a ďalšie. Dnes sa týmto spôsobom ťaží niektoré neželezné kovy (Cu, Au, Zn, Ni, U). Najdôležitejšia aplikácia biotechnológií je však v priemyselnom čistení odpadových vôd.

Výroba a spotreba kovu

Oblasti použitia

Len málo cenných kovov sa nachádza v dostatočnom množstve v zemskej kôre. Napríklad: Al - 8,9%, Fe - 4,65%, Mg - 2,1%, Ti - 0,63%. Je potrebné poznamenať, že čím je kov vzácnejší, tým menej sa nachádza v prírode.
Dopyt a výroba kovov každoročne rastie. Ak vezmeme do úvahy obdobie posledných 20 rokov, je vidieť, že spotreba (asi 0,8 miliardy ton) a zásoby kovu (osem miliárd ton) sa zvýšili.

Kovové konštrukcie sa stali najobľúbenejšími, oblasti spotreby sa rozšírili, pretože tento materiál má dobré vlastnosti a výroba je ekonomicky výnosná. 72 - 74% HNP mnohých štátov tvorí výroba založená na použití železných a neželezných kovov.

750 miliónov ton z 800 miliónov ton, čo zodpovedá 90% ročnej spotreby kovov, pochádza z ocele. Konzumuje sa výrazne menej - 3%, - 1,5%, - asi 5,5 tony, - asi 4,5 tony.
USA, Veľká Británia, Francúzsko, Taliansko vyrábajú a spotrebúvajú leví podiel na všetkých kovoch.

Rôzne kovy majú individuálny súbor fyzikálnych vlastností, ktoré sú charakteristické iba pre ne. Vzhľadom na vlastnosti, ako sú tvrdosť, hustota, elektrická vodivosť, teplota topenia, vzhľad a ďalšie, je rozsah ich použitia dosť široký.

Železo má vysokú tvrdosť a pevnosť; v stavebníctve sú to nenahraditeľné a cenné ukazovatele.
Je ľahké kovať požadovanú vec z hliníka, perfektne vedie teplo a zachováva si vysokú pevnosť pri nízkych teplotách. Preto je široko používaný na výrobu riadu, fólie, dokonca aj v leteckej konštrukcii.
Tvárná meď má dobrú elektrickú vodivosť, preto sú z nej vyrobené elektrické káble a používajú sa v energetike.
Taký drahý materiál, ako je zlato a striebro, má dobrú ťažnosť, viskozitu a inertnosť, čo ho okrem šperkov umožňuje použiť aj na výrobu neoxidovateľných elektrických spojení.

Aplikácia zliatin

Kovy sa zriedka používajú v čistej forme, najčastejšie sa používajú zliatiny, ktoré majú najlepší výkon a charakteristické vlastnosti. Nasledujúce zliatiny sú vo výrobe obľúbené: hliník, železo, meď, horčík, zinok. Ak je potrebné použiť lacný materiál s vysokým indexom pevnosti, potom sa použije uhlíková oceľ.

Je radikálne odlišný od predchádzajúcich výrobných metód - práškových metalurgov. Hlavnou myšlienkou je, že kov sa používa vo forme prášku, veľkosť častíc je 0,1 - 0,5 mikrónu. Častice železných kovov sa zlisujú a potom spekajú. Tak sa vytvorí hustá homogénna hmota.

Metalurgia neželezných kovov

Hutníctvo neželezných kovov sa vyznačuje rôznymi výrobnými metódami. Existujú dve hlavné:

1. Pyrometalurgický, je bežnejší pri výrobe mnohých kovov. Vykonáva sa tavením kovov, redukciou alebo oxidáciou. Pri tomto procese je zdrojom tepla síra, ktorá je obsiahnutá v samotnej rude. Používa sa tiež ako chemické činidlo.
2. Hydrometalurgické, založené na procese lúhovania, ich premenou na rozpustné zlúčeniny.
Okrem týchto dvoch typov sa používajú elektrolytické procesy. Sú založené na vodných roztokoch alebo roztavenom médiu.

Metalotermálny proces sa používa menej často. V priebehu tejto metódy sa používajú ďalšie kovy, ktoré sú viac podobné kyslíku, a na ich základe sa požadovaný kov redukuje. Existuje množstvo ďalších metód, ale nie sú také bežné: chemicko-tepelná, kyanidačná, sublimácia chloridov.

Ako sa vyrába meď

Existujú 2 spôsoby získavania medi: získava sa z rudy a koncentrátov:

1. Hydrometalurgická, neobvyklá metóda. Vo výnimočných prípadoch sa používa napríklad vtedy, keď je potrebné spracovať oxidované alebo natívne rudy. Nevýhodou tejto metódy je neschopnosť súčasne extrahovať drahé kovy.
2. Pyrometalurgický postup naopak túto operáciu sprístupňuje, preto je jej použitie účelnejšie. Týmto spôsobom sa vyrába 85-90% medi, pričom sa meď získava zo sulfidovej rudy. Je to dosť komplikovaný proces, ktorý zahŕňa niekoľko fáz. Hlavné sú tieto: prípravná etapa, tavenie alebo tavenie medeného matu, získavanie čiernej medi konverziou matu, rafinácia, kovovýroba. počiatočná prípravná fáza zahŕňa: obohatenie a v prípade potreby žíhanie kovu. Rafinácia prebieha v 2 fázach, prvá je oheň, druhá elektrolytická.

Elektrolýzne kúpele v nórskej hlinikárni v Musjoen od Alcoa

Hliníkový priemysel

Hliník sa získava elektrolytickou metódou, existujú aj iné metódy, ale dnes je modernejší.

Pozostáva z dvoch fáz:

1. Prijímajte oxid hlinitý (Al 2 O 3), hlavnou surovinou je,
2. Získajte tekutý hliník. Oxid hlinitý, získaný v prvom stupni elektrolýzou, vo výsledku vytvára tekutý hliník.

Vo svete sa oxid hlinitý na základe Bayerovej metódy získava z bauxitu. Bayer je rakúsky inžinier, ktorý pracoval v Rusku. Okrem tejto metódy existuje ešte jeden spôsob - získavanie oxidu hlinitého z bauxitu a nefelínu, to znamená spôsob spekania. Ide o zásadité metódy, vďaka ktorým sa vylučujú. Potom sa rozpustí v elektrolyte a elektrolýzou sa získa hliník. Elektrolyt sa skladá z niekoľkých zložiek, pričom hlavnou je kryolit. V ideálnom prípade je Na3 AlF6 (3NaF AlF3) v pomere k NaF: AlF3 3: 1. Môžete ušetriť na elektrine, pretože na tento proces stačí pomer 2,6-2,8: 1. Aby sa dosiahol tento podiel, do kryolitu sa pridáva hliník. Môžete tiež znížiť teplotu topenia; stačí pridať do elektrolytu malé množstvo CaF2, MgF2 a NaCl. Pokiaľ ide o priemyselný elektrolyt, hlavné zložky by mali byť nasledujúce: Na 3 AlF 6 - 75 - 90%; AlF 3 - 5-12%; MgF 2 - 2-5%; CaF 2 - 2-4%; Al203 - 2-10%. Ak sa tento pomer nedodrží, vlastnosti elektrolytu sa zmenia, napríklad Al203, sa zvýši o viac ako 10%a žiaruvzdornosť sa okamžite zvýši. Ak je obsah znížený pod 1,3%, režim elektrolýzy sa automaticky naruší.

Keď sa hliník vyberie z elektronického kúpeľa, nazýva sa to surový hliník. Takýto prvok obsahuje kovové a nekovové nečistoty, plyny. K posledným patrí: vodík, dusík, sírové a ďalšie plyny. Kovové zloženie surového hliníka pozostáva z: Fe, Si, Cu, Zn atď. Oxid hlinitý, výstelkové častice, elektrolyty, keď budú strieľať svoje častice mechanicky, budú zaradené medzi nekovové zmesi. Môže byť podrobený hliníku a chlorácii, čo je nevyhnutné na čistenie. Je potrebné vyčistiť kov od plynov Na, Ca, Mg, nečistôt.

Po všetkých postupoch sa hliník naleje do elektrických rúr, ktoré fungujú aj ako mixér. Je možné ho vložiť, hliník sa usadí na 30-45 minút. Po tomto postupe bude kov úplne očistený od plynu, nekovových komponentov. Hliník nalievaný do rôznych kúpeľov je spojený dohromady. Potom sa naleje na dopravný pás a získa sa ošípané. V niektorých priemyselných odvetviach existujú zariadenia na kontinuálne liatie, potom sa hliník naleje do zliatkov a valcuje sa. Čistota takéhoto hliníka je vyššia ako 99,8%.

Aké metódy sa používajú na výrobu iných farebných kovov

Medzi ďalšie neželezné kovy patrí olovo, cín, zinok, volfrám a molybdén. Na ich výrobu sa používajú niektoré z vyššie uvedených spôsobov a výrobných metód. Vo všeobecnosti je podstata procesu rovnaká, činidlá a agregáty sú rôzne, existujú výrobné vlastnosti.

Metalurgia- (z gréckeho metalurgu - ťažím rudu, spracovávam kovy) - oblasť vedy a techniky, odvetvie priemyslu. Metalurgia zahŕňa:

Výroba kovov z prírodných surovín a iných výrobkov obsahujúcich kovy;

Prijímanie zliatin;

Spracovanie kovu za tepla a za studena;

Kovový povlak;

Oblasť materiálovej vedy, ktorá študuje fyzikálne a chemické správanie kovov, intermetalických zlúčenín a zliatin.

Metalurgia je spojená s vývojom, výrobou a prevádzkou strojov, prístrojov a jednotiek používaných v metalurgickom priemysle.

Odrody metalurgie

Hutníctvo sa delí na železné a neželezné. Metalurgia železa zahŕňa ťažbu a spracovanie rúd zo železných kovov, výrobu surového železa, ocele a ferozliatin. Metalurgia železa zahŕňa aj výrobu valcovaných železných kovov, ocele, liatiny a ďalších výrobkov zo železných kovov. Metalurgia neželezných kovov zahŕňa ťažbu, obohacovanie rúd farebných kovov, výrobu farebných kovov a ich zliatin. Chemia coly a výroba žiaruvzdorných materiálov úzko súvisia s metalurgiou.

Medzi železné kovy patrí železo. Všetky ostatné sú farebné. Podľa svojich fyzikálnych vlastností a účelu sa neželezné kovy bežne delia na ťažké (meď, olovo, zinok, cín, nikel) a ľahké (hliník, titán, horčík).

Podľa hlavného technologického postupu sa delí na pyrometalurgiu (tavenie) a hydrometalurgiu (extrakcia kovov v chemických roztokoch). Plazmová metalurgia je typ pyrometalurgie.

Najbežnejšie kovy sú:

1) hliník

Železná metalurgia

Metalurgia železa slúži ako základ pre rozvoj strojárstva (tretina vyrobeného kovu smeruje do strojárstva) a stavebníctva (štvrtina kovu smeruje do stavebníctva).

Zloženie hutníctva železa

Železiarsky a oceliarsky priemysel zahŕňa tieto hlavné pododvetvia:

Ťažba a ťažba rúd železných kovov (železná, chrómová a mangánová ruda)

Ťažba a zhodnocovanie nekovových surovín pre metalurgiu železa (tavivé vápence, žiaruvzdorné íly atď.);

Výroba železných kovov (liatina, uhlíková oceľ, valcovaný kov, prášky zo železných kovov);

Výroba oceľových a liatinových rúr;

Koksárenský priemysel (výroba koksu, koksárenského plynu atď.);

Sekundárne spracovanie železných kovov (rezanie šrotu a odpadu zo železných kovov).

Metalurgický cyklus metalurgie železa

Vlastný hutnícky cyklus je výroba

1) výroba železných vysokých pecí,

2) oceľ (otvorené ohnisko, konvertor kyslíka a elektrická oblúková pec), (zariadenie na plynulé odlievanie, kontinuálne liatie),

3) valcované výrobky (výroba valcovania).

Podniky vyrábajúce surové železo, uhlíkovú oceľ a valcované výrobky sú hutnícke podniky s úplným cyklom.

Podniky bez tavby surového železa sa označujú ako takzvaná konverzná metalurgia. „Hutnícka výroba v malom“ je výroba ocele a valcovaných výrobkov v strojárskych závodoch. Kombajny sú hlavným typom podnikov metalurgie železa.

Suroviny a palivo zohrávajú dôležitú úlohu pri zavádzaní plnocyklovej metalurgie železa, najmä pri kombináciách železných rúd a koksovateľného uhlia.

Metalurgia neželezných kovov

Neželezná metalurgia je odvetvie metalurgie, ktoré zahŕňa ťažbu, spracovanie rúd farebných kovov a tavenie neželezných kovov a ich zliatin. Podľa svojich fyzikálnych vlastností a účelu možno neželezné kovy podmienečne rozdeliť na ťažké (meď, olovo, zinok, cín, nikel) a ľahké (hliník, titán, horčík). Na základe tohto rozdelenia sa rozlišuje metalurgia ľahkých kovov a metalurgia ťažkých kovov.

Umiestňovanie priemyselných podnikov

Umiestnenie podnikov farebnej metalurgie závisí od mnohých ekonomických a prírodných podmienok, najmä od faktora surovín. Okrem surovín hrá významnú úlohu aj palivový a energetický faktor.

Na území Ruska bolo vytvorených niekoľko základných základní metalurgie neželezných kovov. Ich rozdiely v špecializácii sú vysvetlené odlišnosťou geografie ľahkých kovov (priemysel hliníka, titánu a horčíka) a ťažkých kovov (priemysel medi, olova a zinku, cínu, niklu a kobaltu).

Ťažké kovy

Výroba ťažkých farebných kovov sa v dôsledku nízkeho dopytu po energii obmedzuje na regióny, kde sa ťažia suroviny.

Pokiaľ ide o zásoby, ťažbu a spracovanie medených rúd, ako aj tavenie medi, vedúce miesto v Rusku zaujíma ekonomický región Ural, na území ktorého vynikajú kombinácie Krasnouralsky, Kirovgrad, Sredneuralsky, Mednogorsky.

Olovo-zinkový priemysel ako celok gravituje k oblastiam distribúcie polymetalických rúd. Medzi také ložiská patrí Sadonskoe (severný Kaukaz), Salair (západná Sibír), Nerchenskoe (východná Sibír) a Dalnegorskoe (Ďaleký východ).

Centrami nikel-kobaltového priemyslu sú mestá: Norilsk (východná Sibír), nikel a Monchegorsk (severný hospodársky región).

Ľahké kovy

Výroba ľahkých kovov vyžaduje veľa energie. Preto je koncentrácia podnikov, ktoré tavia ľahké kovy pri zdrojoch lacnej energie, najdôležitejším princípom ich umiestnenia.

Surovinami na výrobu hliníka sú bauxity severozápadného regiónu (Boksitogorsk), Ural (mesto Severouralsk), nefelíny polostrova Kola (Kirovsk) a južnej Sibíri (Goryachegorsk). Oxid hlinitý - oxid hlinitý - je z tejto hliníkovej suroviny v ťažobných oblastiach izolovaný. Získanie kovového hliníka z neho vyžaduje veľké množstvo elektriny. Preto sú hlinikárne postavené v blízkosti veľkých elektrární, hlavne vodných elektrární (Bratsk, Krasnojarsk atď.)

Titánsko-horčíkový priemysel sa nachádza hlavne na Urale, a to ako v regiónoch, kde sa ťažia suroviny (závod Bereznikovskiy na výrobu titánu a horčíka), tak aj v oblastiach lacnej energie (závod na výrobu titánu a horčíka v Ust-Kamenogorsku). Záverečná fáza metalurgie titán -horčík - spracovanie kovov a ich zliatin - sa najčastejšie nachádza v oblastiach, kde sa spotrebúvajú hotové výrobky.

História

Prvé dôkazy o tom, že sa človek venoval metalurgii, pochádzajú z obdobia 5-6 tisícročí pred n. NS. a boli nájdené na Maidanpeku, Plochniku ​​a na ďalších miestach v Srbsku (vrátane medenej sekery 5500 pred n. l., patriacej kultúre Vinca), Bulharska (5 000 p. n. l.), Palmela (Portugalsko), Španielska, Stonehenge (Spojené kráľovstvo). Ako sa však často stáva pri takýchto dlhotrvajúcich javoch, vek nemožno vždy presne určiť.

V kultúre raných čias bolo prítomné striebro, meď, cín a meteorické železo, čo umožnilo vykonávať obmedzené kovoobrábanie. „Nebeské dýky“ - egyptská zbraň vytvorená z meteorického železa 3000 pred naším letopočtom, boli veľmi cenené. NS. Keď sa však ľudia naučili extrahovať meď a cín z hornín a získať zliatinu nazývanú bronz, ľudia v roku 3500 pred n. NS. vstúpil do doby bronzovej.

Získanie železa z rudy a tavenie kovu bolo oveľa ťažšie. Verí sa, že technológiu vynašli Chetiti okolo roku 1200 pred n. L. Pred Kr., Čo bol začiatok doby železnej. Tajomstvo ťažby a výroby železa sa stalo kľúčovým faktorom moci Filištíncov.

Stopy vývoja metalurgie železa možno sledovať v mnohých minulých kultúrach a civilizáciách. Patria sem staroveké a stredoveké kráľovstvá a ríše Blízkeho východu a Blízkeho východu, staroveký Egypt a Anatólia (Turecko), Kartágo, Gréci a Rimania starovekej a stredovekej Európy, Čína, India, Japonsko atď. Je potrebné poznamenať že mnohé metódy, zariadenia a hutnícke technológie boli pôvodne vynájdené v starovekej Číne a potom Európania zvládli toto remeslo (vymýšľanie vysokých pecí, liatiny, ocele, hydraulických kladív atď.).

Nedávny výskum však naznačuje, že rímska technológia bola oveľa vyspelejšia, ako sa pôvodne predpokladalo, najmä v oblastiach ťažby a kovania.

Banská metalurgia

Banská metalurgia pozostáva z ťažby cenných kovov z rudy a tavenia zhodnotených surovín na čistý kov. Na premenu oxidu alebo sulfidu kovu na čistý kov musí byť ruda oddelená fyzikálne, chemicky alebo elektrolyticky.

Hutníci pracujú s tromi hlavnými zložkami: surovinami, koncentrátom (cenný oxid alebo sulfid kovu) a odpadom. Po ťažbe sa veľké kusy rudy rozdrvia tak, aby každá častica bola buď cenným koncentrátom, alebo odpadom.

Ťažba nie je potrebná, pokiaľ ruda a životné prostredie umožňujú lúhovanie. Takýmto spôsobom je možné rozpustiť minerál a získať roztok obohatený o minerály.

Ruda často obsahuje niekoľko cenných kovov. V tomto prípade môžu byť odpady z jedného procesu použité ako surovina pre ďalší proces.

Vlastnosti kovu

Kovy majú vo všeobecnosti tieto fyzikálne vlastnosti:

Tvrdosť.

Zvuková vodivosť.

Vysoká teplota topenia.

Vysoký bod varu.

Pri izbovej teplote sú kovy pevné (s výnimkou ortuti, jediného kovu, ktorý je pri izbovej teplote kvapalný).

Leštený povrch kovu sa leskne.

Kovy sú dobrými vodičmi tepla a elektriny.

Majú vysokú hustotu.

Aplikácia kovov

Meď má ťažnosť a vysokú elektrickú vodivosť. Preto našiel svoje široké využitie v elektrických kábloch.

Zlato a striebro sú veľmi viskózne, pletené a inertné, preto sa používajú v šperkoch (najmä zlato, ktoré neoxiduje). Zlato sa používa aj na vytváranie neoxidovateľných elektrických spojení.

Železo a oceľ sú tvrdé a trvanlivé. Vďaka týmto vlastnostiam sa široko používajú v stavebníctve.

Hliník je dobre tolerovateľný a dobre vedie teplo. Vyrábajú sa z neho hrnce a fólie. Vďaka svojej nízkej hustote - pri výrobe leteckých súčiastok.

Zliatiny

Zliatina je makroskopicky homogénna zmes dvoch alebo viacerých chemických prvkov s prevahou kovových zložiek. Hlavnou alebo jedinou fázou zliatiny je spravidla pevný roztok legujúcich prvkov v kovu, ktorý je základom zliatiny.

Zliatiny majú kovové vlastnosti, ako je kovový lesk, vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť. Niekedy môžu byť zložkami zliatiny nielen chemické prvky, ale aj chemické zlúčeniny s kovovými vlastnosťami. Napríklad hlavnými zložkami cementovaných karbidov sú karbidy volfrámu alebo titánu. Makroskopické vlastnosti zliatin sa vždy líšia od vlastností ich zložiek a makroskopická homogenita viacfázových (heterogénnych) zliatin sa dosahuje vďaka rovnomernému rozloženiu fáz nečistôt v kovovej matrici.

Zliatiny sa obvykle pripravujú zmiešaním zložiek v roztavenom stave s následným ochladením. Pri vysokých teplotách tavenia komponentov sa zliatiny vyrábajú zmiešaním kovových práškov s následným spekaním (takto sa napríklad získava veľa zliatin volfrámu).

Zliatiny sú jedným z hlavných stavebných materiálov. Medzi nimi sú najdôležitejšie zliatiny na báze železa a hliníka. Do zloženia mnohých zliatin je možné pridať nekovy, ako sú uhlík, kremík, bór atď. V technológii sa používa viac ako 5 tisíc zliatin.

Zliatiny používané v priemysle sa líšia svojim účelom.

Štrukturálne zliatiny:

Dural

Štrukturálne prvky so špeciálnymi vlastnosťami (napríklad vnútorná bezpečnosť, antifrikčné vlastnosti):

Na vyplnenie ložísk:

Pre meracie a elektrické vykurovacie zariadenia:

Manganin

Na výrobu rezných nástrojov:

Vyhrám

Priemysel tiež používa tepelne odolné, nízkotaviteľné a korózii odolné zliatiny, termoelektrické a magnetické materiály, ako aj amorfné zliatiny.

Najbežnejšie používanými zliatinami sú hliník, chróm, meď, železo, horčík, nikel, titán a zinok. Veľa úsilia bolo venovaných štúdiu železa a zliatin uhlíka. Konvenčná uhlíková oceľ sa používa na výrobu lacných a vysokopevných výrobkov, keď hmotnosť a korózia nie sú kritické.

Pokiaľ je odolnosť proti korózii dôležitá, používa sa nehrdzavejúca alebo pozinkovaná oceľ. Zliatiny hliníka a horčíka sa používajú tam, kde je potrebná pevnosť a ľahkosť.

Zliatiny medi a niklu (ako napríklad Monel-metal) sa používajú v korozívnom prostredí a na výrobu nemagnetizovateľných výrobkov. Superzliatiny na báze niklu (napr. Inconel) sa používajú pri vysokých teplotách (turbodúchadlá, výmenníky tepla atď.). Monokryštalické zliatiny sa používajú pri veľmi vysokých teplotách.