Mavzu: jahon qora va rangli metallurgiya sanoatining shakllanishi

Kishining maqsadi. Jahon metallurgiya sanoatning tarmoqlari, asosiy yo’nalishlari va nechta turlari borligini, turli xil bozorlarda narxning qanday shakllanishi kabi narsalarni yoritish.
Kurs ishining vazifasi. Jahon metallurgiya sanoatining mohiyati va shakllanishini ko’rib chiqish ,tahlil qilish va unga qo’shimcha ma’lumotlar kiritish.
Kurs ishining obyekti va predmeti. Jahon metallurgiya sanoatining rivojlanishi uchun zarur munosabatlar.
Kurs ishining tarkibiy tuzilishi. Kurs ishi kirish, 2 bob, xulosa va foydalanilgan adabiyotlar ro’yhatidan iborat. Kirish qismida kurs ishi maqsadi vazifasi,kurs ishi obyekti va predmeti,shuningdek bir qator ma’lumotlar keltirib o’tilgan. 2 bob rejalardan iborat va ularda jahon metallurgiya sanoati uning asosiy yo’nalishlari, uning rivojlanishidagi ijobiy va salbiy jihatlar munosabatlari shakllanishi yoritib berilgan.

I.BOB. JAHON QORA METALLURGIYA SANOATI
1.1.Jahon qora metallurgiya sanoati va uning iqtisodiyotdagi ahamiyati

Metallurgiya majmuasi sanoatning tayanch tarmoqlaridan biri bo‘lib, rudalarni qazib oluvchi, ularni boyituvchi, metall va metall qotishmalarga ishlov beruvchi soha hisoblanadi. Mazkur majmua foydalanadigan xomashyo va ishlab chiqaradigan mahsulotlar xususiyatlariga ko‘ra ikki mustaqil tarmoqqa – qora va rangli metallurgiyaga ajratiladi.

Metallurgiya (yun. metallurgeo -yerdan qazib chiqaraman) — rudalardan yoki tarkibida metall boʻlgan moddalardan metallar ajratib olish va metall qotishmalarga tegishli xossalar "berish" haqidagi fan; sanoat tarmogʻi. Metalli rudalardan metallarni ajratib olish qadimdan maʼlum. Arxeologik qazishmalarning dalolat berishicha, miloddan avvalgi 7—6-asrlardayoq ajdodlarimiz mis olish sirlarini bilishgan. ¹
Miloddan avvalgi 2-ming yillikda misning qalay bilan qotishmasi — bronza ishlatila boshladi; taxminan shu ming yillik oʻrtalaridan temir eritib olish boshlandi. Bunda rudalarni qoʻrada 1100— 1350° temperaturada bevosita qizdirib qaytarish usuli (eng oddiy usul) da temir olinardi. Oradan ancha vaqt oʻtib (14-asr oʻrtalaridan) choʻyan (qarang Domna ishlab chiqarishi), keyinroq (15-asrda) poʻlat olinadigan boʻldi. Poʻlat oʻtga chidamli idish — tigelda olingan. Oʻrta asrlarda sharqda oʻziga xos tuzilishga ega boʻlgan "naqsh"li "sinmas" poʻlat — damashq poʻlati olish sirlarini bilishgan. Undan oʻtkir tigʻli qurollar (mas, qilich) yasashgan. M.ga oid maʼlumotlar Abu Rayhon Beruniy asarlarida uchraydi.
Keyin birin-ketin bessemer jarayoni, marten (qarang Marten ishlab chiqarishi) va tomas jarayoni qoʻllanila boshladi. M. fan sifatida asosan 18-asr ikkinchi yarmidan rivojlana boshladi. M.V. Lomonosovaing 1763-yilda yozgan "Metallurgiyaning boshlangʻich asoslari va ruda ishlari" kitobida M. asoslari yoritilgan. Rus olimi P. P. Anosov (1799—1851) damashq poʻlatini olishning ilmiy asosini ishlab chiqdi. D. I. Mendeleyev ham M. fani taraqqiyotiga katta hissa qoʻshgan.
Metallurgiya quyidagi jarayonlarni oʻz ichiga oladi: rudalardan metall ajratib olish maqsadida ularga ishlov berish (rudalarni maydalash, boyitish, boʻlaklash va boshqalar); metallarni begona aralashmalardan tozalash (rafinatsiyalash); metall va qrtishmalarni olishning gidrometallurgiya, pirometallurgiya, shu jum ladan, metallotermiya va elektrolitik (qarang Elektroliz) usullarni tadqiq qilish; metall kukunlar olish va ulardan buyumlar tayyorlash (qarang Kukun metallurgiyasi); metallarni termik (issiklik bilan) ishlash, bosim bilan ishlash, quyish, payvandlash, kavsharlash, metallar sirtiga ximoya katlami surkash (purkash) va boshqa M.ning muhim sohasi — metallshunoslik.
Metallurgiyaning taraqqiyoti metall va qotishmalarni uzluksiz quyish, ularga vaku-umda ishlov berish, ularni elektr pechlar, elektr-shlakli, elektr-nurli va plazmali qurilmalarda olish, dupleksjarayon va tripleksjarayon usullarini qoʻllashni yanada rivojlantirish bilan bogʻliq.
Metallurgiya fizikaviy kimyo, fizika, issiqlik texnikasi, elektrotexnika, kibernetika, iqtisodiyot, ishlab chiqarishni avtomatlashtirish va boshqarish, koinotni oʻzlashtirish borasidagi ilmiy tadqiqotlarga suyanadi. Metallurgiya yana konchilik sanoati, kimyo sanoati, mashinasozlik, oʻtga chidamli materiallar ishlab chiqarish tarmogʻi va boshqa tarmoqlar bilan bogʻliq (qarang Rangli metallurgiya, Qora metallurgiya).
Kishilik jamiyati taraqqiyotida mehnat qurollari va qurol-yarogʻlar juda muhim ahamiyat kasb etgan. Ular, asosan, yogʻoch, suyak, tosh (qarang Tosh davri) va temirdan (qarang Temir davri) tayyorlangan. Qora metallurgiya xalq xoʻjaligining koʻpgina tarmoqlarini rivojlantirishning asosi hisoblanadi. Kimyo sanoati, rangli metallurgiya, qurilish materiallari sanoati mahsulotlari bilan birga qora metallar mashinasozlik va qurilishda asosiy konstruksion material hisoblanadi. Jahonda yetakchi mashinasozlik tarmoqlari ishlatadigan konstruksion materiallarning umumiy hajmida qora metallar asosiy oʻrinni egallaydi.
Jahon metallurgiya sanoati
Qora metallurgiya. Qora metallurgiya-sanoatning asosiy tarmoqlaridan biri bo’lib, mashinasozlik va qurilishni rivojlantirish asosi, xalq xo’jaligi barcha tarmoqlarini texnik jihozlashning zaruriy sharti hisoblanadi. Uning tarkibiga rudali va norudali xomashyoni qazib olish, boyitish, cho’yan, po’lat, prokat, ferroqotishmalar kabi ishlab chiqarish tarmoqlari kiradi.
Qora metallurgiya sanoati korxonalari tarkibida metal eritish bosqichlaring mavjudligiga ko’ra ular metallurgiya kombinatlari (cho’yan, po’lat eritish va prokat ishlab chiqarish tsikllarining mavjudligi)ga, qayta ishlovchi korxonalar (cho’yan eritish sexidan tashqari)ga va kichik metallurgiya sanoati korxonalariga bo’linadi.
Bundan tashqari metall parchalari (siniqlari) asosida elektr pechlarida metall eritish korxonalariga bo’linadi.

1.1.1-rasm Qora metallurgiya sanoatida ishlash jarayoni
Metall eritish uchun asosan temir rudasi, marganets va xrom rudalari kerak bo’ladi. Dunyoda yiliga 1 mlrd.t. temir rudasi qazib olinadi, shuning 23% Xitoyga, 17% Braziliya va 13% Avstraliyaga to’g’ri keladi. Bundan tashqari temir rudasi Rossiyadan Ukraina, AQSH, Italiya, Hindiston, Kanada, Venesuela, Frantsiya va Qozog’istondan qazib olinadi.
Temir rudasini eksport qiluvchi mamlakatlarga Braziliya va Avstraliya misol bo’ladi va ularga jahondagi eksport qilinadigan temir rudasining 60% to’g’ri keladi. Ko’pchilik mamlakatlar, jumladan AQSH, Buyuk Britaniya, Italiya, Xitoy o’zlaridan temir rudasini qazib olish bilan birga, chetdan temir rudasini sotib oladi. Dunyoda eng ko’p temir rudasini import qiluvchi davlatlarga Yaponiya, Germaniya, Koreya Respublikalari misol bo’ladi.
Qora metallurgiya kombinatlarida 1 t. cho’yan olish uchun 1,5-2 t. temir rudasi, 1-1,2 t. kokslangan ko’mir, jami 4-5 t. xom-ashyo va yoqilg’i ishlatiladi. Shu sababli qora metallurgiya kombinatlarini joylashtirish uchun eng qulay joy temir va marganets rudalari va kokslanuvchi ko’mir bor joylar hisoblanadi. Shu boisdan ham Hindiston, Xitoy, Qozog’iston, Avstraliya va Ukrainaning Donbass Dnepr bo’yi rayonlaridagi qora metallurgiya kombinatlari xom-ashyo rayonlariga joylashgan.

1.1.2-rasm Cho’yan ishlab chiqarish jarayoni
Ko’pchilik joylarda temir rudasi tarkibida rudaning miqdori 50% dan kam.Shu sababli Frantsiya, AQSH, Italiya, Shvetsiya, Braziliyadagi ayrim qora metallurgiya kombinatlari temir rudasiga yaqin yoki toshko’mir konlariga yaqin joylarga yaqin joylashtirilgan. Jumladan, Germaniyaning qora metallurgiya kombinati Rur toshko’mir havzasiga, AQSHda Pensilvaniya, Ukrainadan Donbass, Rossiyada Kuzbass ko’mir konlariga yaqin joylashtirilagan.
Hozirgi kunda, ko’pchilik mamlakatlarda qora metallurgiya kombinatlari temir siniqlari asosida ishlaydi. Shu sababli bunday kombinatlarda cho’yan eritish bosqichi yo’q. Temir siniqlari asosida po’lat eritadigan kombinatlarga AQSHning Janubiy va G’arbida joylashgan metallurgiya kombinatlari, Rossiyadagi ayrim kombinatlar misol bo’ladi.²
Ko’pchilik temir rudasini chetdan sotib oluvchi davlatlarda qora metallurgiya kombinatlari dengiz bo’yi hududlarida joylashgan. Bunday qora metallurgiya kombinatlariga Yaponiyadagi qora metallurgiya kombinatlari misol bo’ladi. Chunki Yaponiya temir rudasini Avstraliya, Hindiston va Braziliyadan olib kelsa, toshko’mirni Avstraliya va Xitoydan olib keladi.
Shuningdek Italiya, Frantsiya, AQSH, Xitoy, Germaniya, Buyuk Britaniya, Belgiya, Niderlandiyadagi yirik metallurgiya kombinatlari ham port shaharlarida joylashgan. Bunga, Italiyaning Neapol, Genuya, Taronta, Frantsiyaning Marsel, Dunkerk, AQSHning Baltimor, Filadelfiya, Xitoyning Uxan shaharlarida joylashgan.Har yili 700-750 mlrd.t. po’lat eritiladi. Po’lat eritishda Xitoy, Yaponiya, AQSH, Rossiya, Germaniya, Koreya Respublikasi, Braziliya, Angliya, Frantsiya, Italiya kabi davlatlar yetakchi hisoblanadi.Keyingi yillarda po’lat eritish Koreya Respublikasi, Braziliya, Hindiston, Meksika, Argentina kabi rivojlanayotgan mamlakatlarning hissasi borgan sari ortib bormoqda.
MDH mamlakatlarida po’lat eritish Rossiyadan tashqari Ukraina, Qozog’iston, Gruziya va O’zbekistonda amalga oshiriladi.Dunyoda eksport qilinadigan po’latning 15% Rossiya hissasiga to’g’ri keladi.
Qora metallar va ularning ahamiyati
Qora metallarga temir va uning asosidagi qotishmalar, marganes (92 % metallurgiyada ishlatiladi) va ba’zan xrom (65 % metallurgiyada ishlatiladi) kiradi. Vanadiy rangli metali ham qora metallurgiyada po`lat va cho`yanni legirlashda ishlatiladi. Qora metallar insoniyat uchun juda muhim xomashyodir. Ko`p qavatli binolar, turar joylarning armaturalari, tomlari, og`ir texnikalar va avtomashinalarning asoslari, xo`jalikda foydalaniladigan asbob uskunalarning metall qismlari, harbiy texnika, qurol-yarog`lar temir qotishmalar, po`lat va cho`yandan tayyorlanadi. So`nggi 1-2 asr ichida qora metallurgiya kimyo fani va fan- texnika yutuqlari asosida jadal rivojlandi. Yuqori mustahkamlikka ega po`lat va cho`yanning turli tarkibli markalari ishlab chiqarilmoqda.
Metallurgiya Sanoatdagi Ayrim atamalarning ma’nolari
Prokat ― metall va metall qotishmalarini qizdirib yoki sovuqlayin maxsus vallar orasidan o`tkazib tayyorlanadigan buyumlar. Masalan, list, rels, truba, sim va boshqalar.
Koks ― tabiiy yoqilg`ilar (toshko`mir, neft , torf va boshqalar) yoki ularning qayta ishlangan mahsulotini havo ishtirokisiz 950-1050 °C gacha qizdirish jarayonida hosil bo`ladigan uglerodli qattiq qoldiq.
Legirlash ― metall qotishmalariga, ma’lum kimyoviy tarkibga, strukturaga va kerakli xossaga ega bo`lgan qotishmalar olishga imkon beruvchi elementlar (xrom, nikel, molibden va boshqalar) qo`shish.
Flyuslar ― metallarning kavsharlanadigan yoki payvandlanadigan sirtida hosil bo`luvchi oksidlarni eritib yuborish, shlak hosil qilish, metall tarkibini kerakligicha o`zgartirish uchun mo’ljallangan material. Asosli (ohak, dolomit, pirit qoldig`i, kalsiy, soda), kislotali (kvars, qum, qumtuproqli chaqmoqtosh) va neytral (boksit, plavik shpati) turlari bor.
Domna jarayoni
Rudalardan temir olish uning oksidlarini Uglerod (II) - oksid va koks bilan qaytarishga asoslangan. Bunda toza temir emas, uning ko`mir va boshqa qo`shimchalar (kremniy, marganes, oltingugurt, fosfor ) bilan qotishmasi olinadi. Bu qotishma cho`yan deyiladi. Cho`yan domna pechlarida, ya’ni domnalarda suyuqlantirib olinadi. Domna hajmi 5000 metr kub va ba- landligi 80 m bo`lgan, ichki tomoniga o`tga chidamli g`ish qoplangan va tashqi tomondan po`lat sirt bilan o`ralgan (mustahkam bo`lishi uchun) murakkab inshootdir.
Domnaning yuqorigi yarmi – shaxta, yuqori teshigi – koloshnik, eng keng qismi – raspar, pastki qismi – gorn deb ataladi. Boshlang`ich materiallar: shixta – tarkibida temir oksidi, shuningdek, koks, flyuslar mavjud bo`lgan ruda. Koks issiqlik manbai bo`lib xizmat qiladi, shuningdek undan qaytaruvchi – uglerod (II) – oksid olish uchun foydalaniladi. Flyuslar bekorchi jinsni oson suyuqlanadigan birikmalarga – shlaklarga aylantiradi. Domnaga koloshnik orqali boshlang`ich materiallar (navbatlashib keladigan qatlamlar holida) solinadi. Ko`mirning yonishi va zaruriy haroratnisaqlab turish uchun gorndagi maxsus teshik orqali kislorodga boyitilgan havo puflanadi. Gornning yuqorigi, harorat 1850 °C ga yetadigan qismida koks 600- 800 °C gacha qizdirilgan, puflanadigan havo oqimida shiddat bilan yonadi.



1.1.3-rasm Domna jarayoni
Cho`yan va po`lat
Domnada suyqlantirilgan cho`yan tarkibida 93 % atrofida temir, 4.5 % gacha uglerod, kremniy 0.5-2%, marganes 1-3 % , fosfor 0.02-2.5 % va oltingugurt 0.005-0.08 % bo`ladi. Cho`yan mo`rt, bolg`alanmaydi. Cho`yan ikki xil: oq va kulrang bo`ladi. Kulrang cho`yan tarkibidagi uglerod grafit holida bo`ladi va sindirilganda kulrang tusli bo`ladi. Texnikada u quyish (mashinalarning og`ir qismlarini, maxoviklarni quyish) uchun ishlatiladi.
Oq cho`yan tarkibida uglerod asosan sementit Fe3C holida bo`ladi, u kulrangdan oqroq. Oq cho`yanning hammasi po`latga aylantirish uchun ketadi. Qattiq po`latda uglerodning miqdori 0.3 dan 1.7 % gacha bo`ladi. Yumshoq po`latda (ilgari u bolg`alanuvchi temir deb atalgan) 0.3 % gacha uglerod bo`ladi. Po`lat cho`yandan farq qilib, oson bolg`alanadi. Tez sovitilganda u qattiq, sekin sovitilganda – yumshoq bo`ladi.
Yumshoq po`latga ishlov berish oson. Yumshoq po`latdan mix, boltlar, sim, tomga yopiladigan tunuka, mashinalarning detallari tayyorlanadi. Qattiq po`latdan asboblar yasaladi. Hozirgi texnikada legirlangan po`latlar kata ahamiyatga ega. Ular mashinalarning ko`pchilik qismlarini, uy-ro`zg`or buyumlarini (qoshiq, vilka va boshqalar), trubalar, aviamotorlar va kompressorlarning detallarini ishlab chiqarishda foydalaniladi.
Cho`yandan po`lat olish Cho`yanni qayta ishlab po`latga aylantirish uning tarkibidagi ortiqcha uglerodni va boshqa qo`shimchalarni chiqarib yuborishdan iborat. Bu ularni oksidlash yo`li bilan amalga oshiriladi. Yuqori haroratda kislorod uglerod va boshqa qo`shimchalar oson birikib, oksidlar hosil qiladi. Uglerod (II) – oksid gaz holida chiqib ketadi, qolgan oksidlar flyuslar bilan reaksiyaga kirishib, shlak hosil qiladi, u po`latning yuzasiga qalqib chiqadi.
Po`latlarda fosfor va oltingugurt ko`p miqdorda bo`lishi ayniqsa nomaqbuldir: fosfor po`latni sinuvchan qilib qo`yadi, oltingugurt esa qizigan po`latga ishlov berishda darzlar hosil bo`lishiga sabab bo`ladi. Bu qo`shimchalarni yo`qotish uchun suyuqlangan cho`yanga ohak qo`shiladi. Fosfor (V) – oksid P2O5 ohak bilan Ca3(PO4)2·CaO tarkibli tomas shlak hosil qiladi:
P2O5 + 4CaO = Ca3(PO4)2·CaO
Oltingugurtni yo`qotish jarayonini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin: FeS + CaO = CaS + FeO
Tomas shlakdan fosforli o`g`it sifatida foydalaniladi. Cho`yanni qayta ishlab po`latga aylantirishning asosiy usullari marten usuli bilan elektrotermik usuldir. Marten usulida jarayon alangali regenerativ marten pechlari deyiladigan maxsus pechlarda olib boriladi. Pechning suyuq-lantirish vannasiga cho`yan, shuningdek temir-tersak, toza ruda (ularning tarkibida kislorod bo`ladi) va ohak (flyus) solinadi. ³



1.1.4-rasm Marten pechi
Pech gaz bilan isitiladi, gaz vanna tepasida yonadi. Pechdagi harorat 1800 °C gacha yetadi. Shixta suyuqlanadi va cho`yandagi uglerod hamda qo`shimchalar pechga yonuvchi gazlar bilan kirayotgan havodagi kislorod, shuningdek, temir-tersak va rudadagi kislorod hisobiga oksidlanadi.
Po`lat olishning marten usulida kislorod puflash jarayonni juda jadallashtiradi: pechlarning unumdorligi ortadi, yoqilg`i sarfi kamayadi, chiqadigan po`lat miqdori ko`payadi va uning sifati yaxshilanadi. Marten pechida legirlangan po`latlar olish oson. Buning uchun suyuqlanish tugashidan oldin zaruriy metall va qotishmalar qo`shish kerak. Lekin legirlangan po`latlar odatda maxsus elektr pechlarda 3000 °C dan yuqori haroratda suyuqlantirib olinadi.
Bu elektrotermik usul bo`lib, tarkibida qiyin suyuqlanadigan metallar – molibden, volfram mavjud bo`lgan po`latlar olish uchun qo`llaniladi. Marten usuli bilan 85 % gacha po`latlar ishlab chiqariladi. Bu usul bilan bir qatorda bessemer va tomas usullari ham qo`llaniladi. Bessemer usulida ichki tomoniga o`tga chidamli material qoplangan noksimon po`lat idish – maxsus konverterdan foydalaniladi. Tomas usuli fosforga boy temir rudalaridan cho`yan suyuqlantirib olishda qo`llaniladi.