धातुकर्म है धातुकर्म उद्योग, उद्यम और उनका स्थान

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

मानवता का इतिहास एक हजार साल से भी ज्यादा पुराना है। हमारी जाति के अस्तित्व की पूरी अवधि के दौरान, एक स्थिर तकनीकी प्रगति हुई है, जिसमें एक महत्वपूर्ण भूमिका एक व्यक्ति की धातु को संभालने, बनाने और इसे बनाने की क्षमता द्वारा निभाई गई थी। इसलिए, यह काफी तार्किक है कि धातु विज्ञान एक ऐसी चीज है जिसके बिना हमारे जीवन की कल्पना करना असंभव है, कार्य कर्तव्यों का सामान्य प्रदर्शन, और भी बहुत कुछ।

परिभाषा

सबसे पहले, यह समझने योग्य है कि वैज्ञानिक रूप से, तकनीकी दृष्टिकोण से, वे उत्पादन के आधुनिक क्षेत्र को कैसे कहते हैं।

तो, धातु विज्ञान विज्ञान, प्रौद्योगिकी की एक शाखा है, जो अयस्क या अन्य सामग्रियों से विभिन्न धातुओं को प्राप्त करने की प्रक्रिया के साथ-साथ रासायनिक संरचना, गुणों और मिश्र धातुओं की संरचना के परिवर्तन से संबंधित सभी प्रक्रियाओं को शामिल करता है।

संरचना

आज, धातु विज्ञान सबसे शक्तिशाली उद्योग है। इसके अलावा, वह एक व्यापक अवधारणा है जिसमें शामिल हैं:

• धातुओं का प्रत्यक्ष उत्पादन।
• धातु उत्पादों का प्रसंस्करण इस प्रकार हैगर्म या ठंडा।
• वेल्डिंग।
• विभिन्न धातु कोटिंग्स लागू करें।
• विज्ञान का खंड - पदार्थ विज्ञान। भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं के सैद्धांतिक अध्ययन में यह दिशा धातुओं, मिश्र धातुओं और इंटरमेटेलिक यौगिकों के व्यवहार के ज्ञान पर केंद्रित है।

किस्में

पूरे विश्व में धातु विज्ञान की दो मुख्य शाखाएं हैं - लौह और अलौह। यह क्रमांकन ऐतिहासिक रूप से विकसित हुआ है।

लौह धातु विज्ञान लोहे और सभी मिश्र धातुओं का प्रसंस्करण है जिसमें यह मौजूद है। इसके अलावा, इस उद्योग में पृथ्वी की आंतों से निष्कर्षण और लौह धातु अयस्क, स्टील और लौह फाउंड्री उत्पादन, बिलेट रोलिंग, लौह मिश्र धातुओं का उत्पादन शामिल है।

अलौह धातु विज्ञान में लोहे को छोड़कर किसी भी धातु के अयस्क के साथ काम करना शामिल है। वैसे, अलौह धातुओं को सशर्त रूप से दो बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है:

- भारी (निकल, टिन, सीसा, तांबा)।

- लाइटवेट (टाइटेनियम, मैग्नीशियम, एल्युमिनियम)।

वैज्ञानिक समाधान

निस्संदेह, धातु विज्ञान एक ऐसी गतिविधि है जिसमें नवीन तकनीकों की शुरूआत की आवश्यकता होती है। इस संबंध में, हमारे ग्रह के कई देश सक्रिय रूप से अनुसंधान कर रहे हैं, जिसका उद्देश्य विभिन्न प्रकार के सूक्ष्मजीवों का अध्ययन और अभ्यास करना है जो हल करने में मदद करेंगे, उदाहरण के लिए, अपशिष्ट जल उपचार जैसे एक सामयिक मुद्दे, जो एक है धातुकर्म उत्पादन का अनिवार्य घटक। इसके अलावा, जैविक ऑक्सीकरण, वर्षा, सोखना और जैसी प्रक्रियाएंअन्य।

प्रक्रिया पृथक्करण

धातुकर्म पौधों को मोटे तौर पर दो मुख्य समूहों में वर्गीकृत किया जा सकता है:

- पायरोमेटैलर्जी, जहां प्रक्रियाएं बहुत अधिक तापमान (पिघलने, फायरिंग) पर होती हैं;

- हाइड्रोमेटेलर्जी, जो रासायनिक अभिकर्मकों का उपयोग करके पानी और अन्य जलीय घोलों का उपयोग करके अयस्कों से धातुओं का निष्कर्षण है।

धातुकर्म संयंत्र के निर्माण के लिए साइट चुनने का सिद्धांत

यह समझने के लिए कि किसी विशेष स्थान पर उद्यम बनाने का निर्णय किस निष्कर्ष के आधार पर लिया जाता है, यह धातु विज्ञान के स्थान के लिए मुख्य कारकों पर विचार करने योग्य है।

विशेष रूप से, यदि प्रश्न अलौह धातुकर्म संयंत्र के स्थान से संबंधित है, तो मानदंड जैसे:

• ऊर्जा संसाधनों की उपलब्धता। हल्की अलौह धातुओं के प्रसंस्करण से जुड़े उत्पादन के लिए भारी मात्रा में विद्युत ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसलिए, ऐसे उद्यमों को जलविद्युत ऊर्जा संयंत्रों के जितना संभव हो सके बनाया जा रहा है।
• कच्चे माल की आवश्यक मात्रा। बेशक, अयस्क जमा जितना करीब होगा, क्रमशः उतना ही बेहतर होगा।
• पर्यावरण कारक। दुर्भाग्य से, सोवियत काल के बाद के देशों को उस श्रेणी में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है जहां धातु विज्ञान उद्यम पर्यावरण के अनुकूल हैं।

इस प्रकार, धातु विज्ञान का स्थान सबसे कठिन मुद्दा है, जिसके समाधान पर सभी प्रकार की आवश्यकताओं और बारीकियों को ध्यान में रखते हुए सबसे अधिक ध्यान दिया जाना चाहिए।

सबसे विस्तृत चित्र बनाने के लिएधातुओं के प्रसंस्करण का वर्णन करते हुए, इस उत्पादन के प्रमुख क्षेत्रों को इंगित करना महत्वपूर्ण है।

लौह धातु विज्ञान उद्यमों में कई तथाकथित पुनर्वितरण शामिल हैं। उनमें से: सिंटरिंग, स्टीलमेकिंग, रोलिंग। आइए उनमें से प्रत्येक पर अधिक विस्तार से विचार करें।

डोमेन उत्पादन

यह इस स्तर पर है कि लौह सीधे अयस्क से निकलता है। यह एक ब्लास्ट फर्नेस में और 1000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर होता है। इस प्रकार लोहा पिघलाया जाता है। इसके गुण सीधे पिघलने की प्रक्रिया पर निर्भर करेंगे। अयस्क के गलाने को समायोजित करके, व्यक्ति अंततः दो प्रकार के पिग आयरन में से एक प्राप्त कर सकता है: पिग आयरन (बाद में स्टील के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है) और फाउंड्री (लोहे के बिलेट इससे डाले जाते हैं)।

इस्पात उत्पादन

लोहे को कार्बन के साथ मिलाने और, यदि आवश्यक हो, तो विभिन्न मिश्र धातु तत्वों के साथ, परिणाम स्टील है। इसके गलाने की पर्याप्त विधियाँ हैं। आइए विशेष रूप से ऑक्सीजन-कन्वर्टर और इलेक्ट्रोस्मेल्टिंग पर ध्यान दें, जो सबसे आधुनिक और अत्यधिक उत्पादक हैं।

कन्वर्टर पिघलने की विशेषता इसकी क्षणिकता और परिणामी स्टील की आवश्यक रासायनिक संरचना के साथ होती है। प्रक्रिया एक लांस के माध्यम से तरल धातु को ऑक्सीजन के साथ उड़ाने पर आधारित है, जिसके परिणामस्वरूप पिग आयरन ऑक्सीकृत हो जाता है और स्टील में बदल जाता है।

इलेक्ट्रिक स्टीलमेकिंग सबसे कुशल तरीका है। आर्क फर्नेस के उपयोग के लिए धन्यवाद है कि उच्चतम गुणवत्ता वाले मिश्र धातु वाले स्टील ग्रेड को पिघलाया जा सकता है। ऐसी इकाइयों में, हीटिंगउनमें भरी हुई धातु बहुत जल्दी होती है, जबकि आवश्यक मात्रा में मिश्र धातु तत्वों को जोड़ना संभव है। इसके अलावा, इस विधि द्वारा प्राप्त स्टील में गैर-धातु समावेशन, सल्फर और फास्फोरस की कम सामग्री होती है।

डोपिंग

इस प्रक्रिया में सहायक तत्वों की गणना की गई सांद्रता को शामिल करके स्टील की संरचना को बदलना शामिल है ताकि बाद में इसे कुछ गुण प्रदान कर सकें। सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले मिश्र धातु घटकों में हैं: मैंगनीज, टाइटेनियम, कोबाल्ट, टंगस्टन, एल्यूमीनियम।

किराया

कई धातुकर्म संयंत्रों में रोलिंग दुकानों का एक समूह होता है। वे अर्ध-तैयार उत्पादों और पूरी तरह से तैयार उत्पादों दोनों का उत्पादन करते हैं। प्रक्रिया का सार विपरीत दिशाओं में घूमते हुए रोलिंग मिल के रोल के बीच की खाई में धातु के पारित होने में निहित है। इसके अलावा, मुख्य बिंदु यह है कि रोल के बीच की दूरी पास की गई वर्कपीस की मोटाई से कम होनी चाहिए। इसके कारण, धातु लुमेन में खींची जाती है, चलती है और अंततः निर्दिष्ट मापदंडों पर विकृत हो जाती है।

प्रत्येक पास के बाद, रोल के बीच की खाई को छोटा किया जाता है। एक महत्वपूर्ण बिंदु - अक्सर धातु ठंडी अवस्था में पर्याप्त रूप से नमनीय नहीं होती है। और इसलिए, प्रसंस्करण के लिए, इसे आवश्यक तापमान पर पहले से गरम किया जाता है।

माध्यमिक कच्चे माल की खपत

आधुनिक परिस्थितियों में, लौह और अलौह धातुओं दोनों के पुनर्नवीनीकरण सामग्री की खपत के लिए बाजार तेजी से विकसित हो रहा है। यह काफी हद तक इस तथ्य के कारण है कि अयस्क संसाधन, एक विशालदुर्भाग्य से, वे नवीकरणीय नहीं हैं। उनके उत्पादन के प्रत्येक वर्ष भंडार में काफी कमी आती है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि मैकेनिकल इंजीनियरिंग, निर्माण, विमान निर्माण, जहाज निर्माण और राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था के अन्य क्षेत्रों में धातु उत्पादों की मांग लगातार बढ़ रही है, यह उन भागों और उत्पादों के प्रसंस्करण को विकसित करने के लिए काफी उचित लगता है जो पहले से ही अपने संसाधन को समाप्त कर चुके हैं।.

यह कहना सुरक्षित है कि धातु विज्ञान के विकास को कुछ हद तक उद्योग खंड की सकारात्मक गतिशीलता द्वारा समझाया गया है - द्वितीयक कच्चे माल का उपयोग। साथ ही, स्क्रैप धातु के प्रसंस्करण में बड़ी और छोटी दोनों कंपनियां शामिल हैं।

धातु विज्ञान के विकास में विश्व के रुझान

हाल के वर्षों में, लुढ़का हुआ धातु उत्पादों, स्टील और कच्चा लोहा के उत्पादन में स्पष्ट वृद्धि हुई है। यह काफी हद तक चीन के वास्तविक विस्तार के कारण है, जो इस्पात उत्पादन बाजार में अग्रणी ग्रहों के खिलाड़ियों में से एक बन गया है।

साथ ही, धातु विज्ञान के विभिन्न कारकों ने आकाशीय साम्राज्य को पूरे विश्व बाजार का लगभग 60% वापस जीतने की अनुमति दी। शेष शीर्ष दस निर्माता थे: जापान (8%), भारत और संयुक्त राज्य अमेरिका (6%), रूस और दक्षिण कोरिया (5%), जर्मनी (3%), तुर्की, ताइवान, ब्राजील (2%)).

अगर हम 2015 को अलग से देखें, तो धातु उत्पाद निर्माताओं की गतिविधि कम करने की प्रवृत्ति है। इसके अलावा, सबसे बड़ी गिरावट यूक्रेन में दर्ज की गई, जहां परिणाम दर्ज किया गया, जो पिछले वर्ष की तुलना में 29.8% कम है।

धातु विज्ञान में नई प्रौद्योगिकियां

किसी भी अन्य उद्योग की तरह, धातु विज्ञानअभिनव विकास के विकास और कार्यान्वयन के बिना बस अकल्पनीय है।

इस प्रकार, निज़नी नोवगोरोड स्टेट यूनिवर्सिटी के कर्मचारियों ने टंगस्टन कार्बाइड पर आधारित नए नैनोस्ट्रक्चर्ड वियर-रेसिस्टेंट हार्ड एलॉय को विकसित किया है और व्यवहार में लाना शुरू कर दिया है। नवाचार के अनुप्रयोग की मुख्य दिशा धातु के आधुनिक उपकरणों का उत्पादन है।

इसके अलावा, तरल स्लैग के प्रसंस्करण के लिए एक नई तकनीक बनाने के लिए रूस में एक विशेष बॉल नोजल के साथ एक ग्रेट ड्रम का आधुनिकीकरण किया गया था। यह आयोजन शिक्षा और विज्ञान मंत्रालय के राज्य आदेश के आधार पर किया गया था। इस तरह के कदम ने खुद को पूरी तरह से सही ठहराया, क्योंकि इसके परिणाम अंततः सभी अपेक्षाओं को पार कर गए।

दुनिया की सबसे बड़ी स्टील कंपनियां

अंतर्राष्ट्रीय रैंकिंग बताती है कि ग्रह पर शीर्ष धातु उत्पादक हैं:

• आर्सेलर मित्तल एक कंपनी है जिसका मुख्यालय लक्ज़मबर्ग में है। इसका हिस्सा विश्व के कुल इस्पात उत्पादन का 10% है। रूस में, कंपनी के पास बेरेज़ोव्स्काया, पेरवोमाइस्काया, एंज़र्स्काया खानों के साथ-साथ सेवरस्टल समूह का भी स्वामित्व है।
• हेबै आयरन एंड स्टील चीन की एक विशालकाय कंपनी है। यह पूरी तरह से राज्य के स्वामित्व में है। उत्पादन के अलावा, कंपनी कच्चे माल के निष्कर्षण, इसके परिवहन और अनुसंधान और विकास में लगी हुई है। कंपनी के कारखाने विशेष रूप से नए विकास और सबसे आधुनिक तकनीकी लाइनों का उपयोग करते हैं, जिससे चीनियों को यह सीखने की अनुमति मिलती है कि अल्ट्रा-थिन स्टील प्लेट्स और अल्ट्रा-थिन का उत्पादन कैसे किया जाता है।कोल्ड रोल्ड शीट।
• निप्पॉन स्टील जापान का प्रतिनिधित्व करता है। कंपनी का प्रबंधन, जिसने 1957 में अपना काम शुरू किया था, सुमितोमो मेटल इंडस्ट्रीज नामक एक अन्य उद्यम के साथ विलय करना चाहता है। विशेषज्ञों के अनुसार, इस तरह के विलय से जापानी अपने सभी प्रतिस्पर्धियों को पछाड़ते हुए दुनिया में पहले स्थान पर पहुंच जाएंगे।