Przemysł żelaza i stali: proces, lokalizacja i wczesny rozwój

Przeczytaj ten artykuł, aby zapoznać się z przemysłem żelaza i stali. Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: 1. Właściwościach hutnictwa żelaza i stali 2. Procesach produkcji żelaza i stali 3. Lokalizacja 4. Wczesnym rozwoju.

Właściwości żelaza i stali:

Od ubiegłego stulecia wielkość produkcji stali narodu została uznana za wskaźnik rozwoju przemysłowego. Spośród wszystkich branż produkcyjnych przemysł żelaza i stali posiada godną pozazdroszczenia pozycję. Jakość i ilość produkcji żelaza i stali kraju ma ogromny wpływ na charakter i rodzaj rozwoju przemysłowego kraju.

Szacuje się, że ponad 65 procent wszystkich obrabiarek, urządzeń elektrycznych, transportów i przyborów jest produkowanych wyłącznie z żelaza i stali. W rzeczywistości, przed wprowadzeniem aluminium, był używany w dziewięciu dziesiątych z tych produktów.

W rzeczywistości żaden przymiotnik nie będzie przesadą, gdy ktoś oceni rolę żelaza i stali w rozwoju i rozwoju ludzkiej cywilizacji. Niemal na każdym etapie transportu, maszyn, dróg, mostów, a nawet naczyń kuchennych żelazo i stal są dziś niezbędne.

Nieliczne podstawowe właściwości tego metalu, które zdobyły go wśród konsumentów na całym świecie, to:

1. Trwałość i wytrzymałość metalu. W komunikacji, budownictwie i ważnych materiałach strategicznych, takich jak uzbrojenie, użycie stali jest koniecznością.

2. Zdolność do wytrzymywania naprężeń i odkształceń jest jedną z najbardziej unikalnych właściwości stali. Żaden inny metal na świecie nie jest tak trwały jak stal.

3. Zdolność do transformacji daje mu dodatkową przewagę nad podobnymi metalami. Po odlaniu w wysokiej temperaturze stal może zostać przekształcona w dowolny kształt.

4. Łatwa dostępność i niskie koszty produkcji to względna przewaga żelaza i stali nad innymi metalami mineralnymi. Jest on, choć zlokalizowany, dostępny na całym świecie po niskiej cenie.

5. Właściwość łatwego mieszania z metalami stopowymi, takimi jak mangan, chrom poprawia jakość produktu i wytwarza szeroką gamę materiałów.

6. Przetestowana obecnie technologia wytwarzania stali jest obecnie tak rozwinięta, że ​​jednostkowe ceny stali należą do najtańszych spośród metali.

Procesy produkcji żelaza i stali:

Podstawowym procesem związanym z produkcją żelaza i stali jest udoskonalenie rudy żelaza. Zwykle do tego udoskonalenia używa się węgla i wapienia. Ciepło wykorzystane z węgla jest wymagane do uruchomienia wielkich pieców. Wapień stosuje się jako materiał topnikowy, który pomaga usuwać zanieczyszczenia z rudy żelaza.

Tak wytworzony produkt jest powszechnie znany jako surówka żelaza. Dalsza obróbka surówki powoduje wytwarzanie żeliwa, kutego żelaza i stali.

Proces rafinacji rudy żelaza przeszedł przemianę w ciągu ostatnich 200 lat. Pierwsze wielkie piece powstały prawdopodobnie na początku XV wieku. Od tego czasu w procesie konwersji opracowano różne procesy. Godne uwagi są między innymi: proces Open-hearth, proces Bessemer, piece elektryczne Arc, proces Oxygen, w tym konwerter LD i konwerter Kaldo.

Proces Bessemer został wprowadzony po raz pierwszy w połowie XIX wieku. Proces ten, nazwany na cześć pana Bessemera, składa się z dwóch rodzajów kwasów N i zasad. Zanieczyszczenia nie mogą zostać całkowicie usunięte przez ten proces. Aby poprawić problemy procesu Bessemer, Martin i Siemens wprowadzili system Open-hearth. Ten kosztowny proces może wytworzyć więcej stali dzięki wyższej temperaturze.

Surowce różnią się znacznie w tym procesie. Nawet złom można wykorzystać do produkcji stali. Stal produkowana w tym procesie jest lepszej jakości niż proces Bessemera. Dalsza poprawa tego procesu zmniejszyła zużycie paliwa. W niektórych przypadkach do pozyskania energii wykorzystywany jest gaz ziemny.

Niedobór węgla i jego zmienność gatunku zmuszały do ​​zastanowienia się nad jego efektywnością. Aby uniknąć wielkich kosztów transportu masywnych surowców, w połowie XX wieku niektóre kraje produkujące stal zaczęły wykorzystywać energię elektryczną zamiast węgla. Zmiana ta jest powszechnie uważana za krok rewolucyjny, jeśli chodzi o wielkość i jakość produkcji.

Złom stał się jednym z głównych surowców do produkcji stali. Tania elektrownia wodna i energetyka jądrowa zmniejszyły całkowite wydatki na produkcję stali. Kraje z niedoborem węgla i rudy żelaza, np. Japonia, Korea Południowa, w dużej mierze skorzystały z tego procesu.

Wynalazek procesu konwertora tlenowego jest jednak dalszym ulepszeniem w procesie wytwarzania stali. Konwerter LD i konwertery Kaldo, opracowane w połowie wieku, jeszcze bardziej zmniejszyły koszty energii. Czas zużywany w procesie wytwarzania stali jest znacznie mniejszy niż we wszystkich poprzednich metodach. W przypadku globalnego kryzysu energetycznego w latach 70. i ograniczenia okresu przetwarzania wprowadzono metodę ciągłego odlewania. W tym zintegrowanym procesie produkcyjnym w pojedynczym procesie ciągłym surówka jest przekształcana w stal.

Lokalizacja hutnictwa żelaza i stali:

Przynajmniej dwa zestawy czynników są w taki czy inny sposób odpowiedzialne za lokalizację przemysłu hutniczego i stalowego. Głównym czynnikiem są oczywiście powody początkowe, takie jak dostępność surowców, rynek, zaopatrzenie w energię i dostępność siły roboczej.

Drugi rodzaj czynników może być uznany za czynnik przetrwania, który jest ponownie podzielony na dwa rodzaje:

(i) Koszty zatrudnienia, np. podatki, cła, czynsz itp.

(ii) Koszty produkcji, np. płaca robocza, opłata za transport, podatek od sprzedaży, podatek dochodowy itp.

Czynniki początkowe, takie jak lokalizacja surowca (rudy żelaza), źródło energii (region węglowy) i rynek, wywierają ogromny wpływ na strukturę lokalną przemysłu hutniczego i stalowego. Porównywalna odległość między położeniem surowca (rudy żelaza), źródłem energii i rynkiem determinuje lokalizację przemysłu.

Jak sugeruje szkoła "najtańsza lokalizacja", kierowana przez Webera, wszystkie surowce i zasoby energetyczne wykorzystywane do produkcji żelaza i stali są zlokalizowane i zanieczyszczone lub tracą na wadze.

We wczesnym okresie wzrostu, aby wytworzyć jedną tonę gotowej stali, zapotrzebowanie na surowce wyniosło 5 ton węgla i 3 tony rudy żelaza. Trójkąt lokalizacji, jak sugeruje Weber, wyraźnie pokazuje maksymalne przyciąganie wywierane przez obszar węgla.

Na rys. 1, jeśli koszt transportu wynosi jedną rupię za tonę na km., A odległość między miejscami to 100 km., Całkowity koszt transportu w trzech regionach będzie następujący:

1. Jeżeli przemysł znajduje się na rynku, koszt transportu wyniesie - (3 × 100) + (5 × 100) = 800.

2. Jeżeli przemysł znajduje się na obszarze rudy żelaza, całkowity koszt transportu wyniesie - (5 × 100) + (1 × 100) = 600.

3. Jeżeli przemysł znajduje się na obszarze węgla, całkowity koszt transportu wyniesie - (3 × 100) + (1 × 100) = 400.

Tak więc koncepcja Weberian ujawnia, że ​​obszar węgla jest najbardziej odpowiednim miejscem pod względem kosztów transportu. Początkowo huty żelaza i stali wykazywały wyraźną tendencję do wydobywania węgla. Jednak wraz z upływem czasu pojawiły się nowe technologie, które z jednej strony stanowiły oszczędność paliwa, z drugiej zaś spadł wymóg ilości rudy żelaza.

Konwertery LD i procesy tlenowe potrzebują bardzo mało paliwa. W rzeczywistości ciągłe odlewanie i wprowadzanie pieców elektrycznych nie wymaga węgla jako paliwa, a raczej wykorzystuje energię elektryczną, może być hydrantem lub jądrowym. Metoda ciągłego odlewania polega na bezpośredniej konwersji stali z rudy żelaza. Zmniejsza to drastycznie koszty paliwa. W ten sposób obszar węgla stracił wiele ze swojej przewagi w lokalizacji przemysłu hutniczego i stalowego.

W elektrycznych piecach łukowych zamiast tego używa się skarpy lub rudy żelaza. Wykorzystanie złomu na dużą skalę było pomocne w wszechstronnym rozwoju branż, w których rud żelaza nie występuje. Błyskawiczny wzrost japońskiego przemysłu stalowego był możliwy bez znaczącej rezerwy rudy żelaza.

Wczesny rozwój przemysłu żelaza i stali:

Historia hutnictwa żelaza jest tak stara jak ludzka cywilizacja. Zgodnie z dostępnymi informacjami archeologicznymi, wytop żelaza rozpoczął się w Indiach. Żelazny filar w Indiach i stal wootz cieszyły się wysoką renomą.

W początkowej fazie większość stalowni koncentrowała się wokół złóż rud żelaza. Węgiel drzewny był używany jako paliwo. Nowoczesny proces produkcji stali rozpoczął się, gdy pan Henry Bessemer wprowadził swój konwerter Bessemer w 1856 roku.

Wielka Brytania została po raz pierwszy opracowana jako najbardziej dominujący producent żelaza i stali. Produkcja USA, Niemiec i ZSRR stopniowo wyprzedziła Wielką Brytanię i pojawiły się jako dominujące narody produkujące żelazo i stal. Po drugiej wojnie światowej Japonia również dołączyła do frey. W ostatnich czasach Chiny i Indie również poczyniły szybkie postępy, aby stać się wiodącymi producentami żelaza i stali.

Wielka rewolucja przemysłowa, w XVIII wieku, skłoniła Wielką Brytanię do szybkiego zwiększenia produkcji stali. W ciągu 50 lat, od 1775 roku, produkcja wzrosła dziesięciokrotnie. Po 1825 roku nastąpił znaczący rozwój przemysłu hutniczego w sąsiednich krajach Europy Zachodniej, szczególnie w Niemczech i we Francji.

Na początku XX wieku USA dokonały gwałtownego postępu w produkcji żelaza i stali. W 1890 roku USA wyprzedziły Wielką Brytanię w produkcji żelaza i stali. Nawet w pierwszej dekadzie XX wieku Niemcy wyprzedziły produkcję angielską.

WNP i Japonia spóźniły się z produkcją żelaza i stali. Rosja carska miała jedynie gospodarkę rolną. Po rewolucji w 1917 r., Pod nadzorem Józefa Stalina, CIS dokonał ogromnego postępu w przemyśle stalowym. Podczas ery stalinowskiej przemysł stalowy uzyskał maksimum w kolejnych pięcioletnich planach.

Produkcja wzrosła w zadziwiającym tempie. Następnie w 1973 r. CIS uzyskało pierwsze miejsce w produkcji stali, przewyższając USA. Do 1988 r. CIS utrzymywał tę pozycję. Ale po rozdrobnieniu ZSRR i powstaniu WNP, przemysł żelazny i stalowy został cofnięty.

Wzrost Japonii w produkcji stali jest oszałamiającym faktem, ponieważ w kraju brakuje wszystkich niezbędnych surowców. Po ogromnej dewastacji w czasie drugiej wojny światowej Japonia dotknęła przedwojennego poziomu produkcji w ciągu 20 lat. W 1973 r. Uzyskał trzecie miejsce w produkcji stali, obok USA i ZSRR. W 1983 r. Przekroczyła USA w produkcji stali.