Металлургия

Выплавка чугуна из железной руды. Доменная печь (высота 25-35 м, температура 2000°C), шихта: руда + кокс + флюсы. Процесс: восстановление Fe₂O₃ углеродом. Производительность: 10000 т/сутки. Изобретена в XIV веке, современная технология с 1709 (Дарби).

Получение стали из чугуна. Конвертер (Бессемер, 1856, продувка кислородом), электродуговая печь (ЭДП, переплавка лома, температура 3500°C). Удаление углерода и примесей. Легирование: хром (нержавейка), марганец (прочность). Производство: 1.9 млрд т/год (2020).

Формовка металла давлением. Прокатные станы (горячая прокатка 1200°C, холодная 20°C), валки сжимают заготовку. Продукция: листы (0.5-50 мм), балки, рельсы, трубы. Непрерывная прокатка (скорость до 100 м/с для проволоки). Уменьшение толщины до 70% за проход.

Производство алюминия (70 млн т/год), меди (25 млн т), цинка, никеля. Алюминий — электролиз Холла-Эру (1886), 13-15 кВт·ч/кг. Лидеры: Китай, Россия, Канада.

Суперсплавы (Inconel, Hastelloy) для турбин — до 1100°C. Титановые сплавы — авиация, медицина. Память формы (NiTi). Производство — вакуумная плавка, порошковая металлургия.

Изготовление деталей из металлических порошков: прессование и спекание. Применение: твердосплавный инструмент, подшипники, фильтры. Точность — ±0.05 мм.

Изготовление отливок: песчаная форма, кокиль, литьё под давлением, ЛВМ. Мировое производство отливок — 110 млн т/год. Лидеры: Китай (50%), Индия, США.

Производство металлов электролизом и в электропечах. ЭДП (электродуговые) — 30% мировой стали. ЭШП — высококачественная сталь. Электролиз — алюминий, магний.

Производство РЗМ (неодим, празеодим), тантала, ниобия, рения. РЗМ — 300000 т/год (Китай — 60%). Критичны для электромобилей, ветрогенераторов, электроники.