Metalele, pretioase sau nu, au fascinat dintotdeauna omenirea. Oamenii au incercat sa “stapaneasca” metalul, inclusiv prin alchimie. Insa, in Era Industriala a luat nastere Metalurgia. Metalurgia este o ramura a stiintei metalelor combinata cu ingineria care implica studiul comportamentului fizic si chimic al metalelor. Aceasta include elemente metalice, compusii si aliajele lor.
Studiul metalurgiei a fost considerat extrem de util de mai multe decenii si combina atat stiinta, cat si tehnologia metalelor. Acest lucru se datoreaza faptului ca, in sensul sau cel mai de baza, metalurgia presupune ca oamenii de stiinta examineaza microstructura unui metal, iar aceasta microstructura stabileste proprietatile mecanice ale metalului si, prin urmare, determina modul in care inginerii sunt capabili sa prezica si sa exploateze comportamentele acestuia.
Metalurgia are multe definitii si caracterizari diferite:
– Este stiinta fabricarii metalelor si aliajelor in diferite forme si, in mod crucial, cu proprietati adecvate pentru utilizare practica.
– Este stiinta si studiul comportamentelor si proprietatilor metalelor si extractia lor din minereuri.
– Este stiinta care se ocupa cu procedurile utilizate in extragerea metalelor din minereurile lor, purificarea, aliajele metalelor si crearea obiectelor utile din metale.
– Este o stiinta aplicata – leaga stiinta metalelor de industriile metalelor.
Istoria metalurgiei poate fi datata de acum cateva mii de ani, cand oamenii au cautat pentru prima data metalul pentru numeroasele sale proprietati benefice, distructive si asa mai departe. Un exemplu in acest sens este cel al armelor egiptenilor care erau fabricate din anumite metale si erau foarte apreciate pentru puterea lor. Toate acestea se intamplau in jurul anului 3000 i.Hr. Primele dovezi ale metalurgiei extractive pot fi, de asemenea, datate cu multe mii de ani, cand s-au folosit forme de baza de topire pentru extragerea minereurilor utile. Savantul german din secolul al XVI-lea, Georg Agricola, este adesea numit „tatal metalurgiei” datorita lucrarii pe care a publicat-o „De Re Metallica” ( a nu se confunda cu trupa Metallica) care descrie procesele de extractie a minereurilor metalice si extractia metalelor. In epoca moderna, metalurgii lucreaza adesea in echipe mixte, alaturi de oamenii de stiinta si ingineri in materie.
Bazele metalurgiei
Pe masura ce majoritatea studentilor in devenire vor invata stiinta aplicata a metalurgiei, vor incepe, de fapt, cu invatarea despre ceea ce sunt metalele. Acestea sunt elementele de baza ale metalurgiei si fundamentul crucial pentru orice cunostinte suplimentare.
Deci, metalele sunt substante anorganice care sunt compuse din unul sau mai multe elemente metalice si pot contine, de asemenea, unele elemente nemetalice, de exemplu fier, aluminiu si nichel. Un metal are o structura cristalina cu atomii aranjati in mod ordonat. In general, au proprietati electrice si termice bune, sunt relativ ductile si puternice la temperatura camerei. Sunt importante si utile datorita rezistentei, rigiditatii si duritatii lor. Metalele sunt de obicei impartite in doua categorii – feroase si neferoase. Metalurgia feroasa implica procese si aliaje pe o baza care contine un procent ridicat de fier (otel si fonta), in timp ce metalurgia neferoasa implica procese si aliaje pe baza de alte metale, adica aluminiu, cupru, zinc, titan si nichel.
Un element metalic este o singura substanta pura care nu poate fi sparta in nimic mai simplu.
Un compus metalic este o substanta formata din doua sau mai multe elemente combinate chimic impreuna.
Un aliaj metalic este un amestec special de doua sau mai multe elemente amestecate impreuna.
Tipuri de procese metalurgice
Metalurgia extractiva este practica obtinerii metalelor valoroase dintr-un minereu si apoi rafinarea metalelor brute intr-o forma „pura”. Pentru a face acest lucru, minereul trebuie descompus fizic, chimic sau electrolitic.
Pirometalurgia este un tip particular de metalurgie extractiva care implica tratamentul termic al mineralelor si minereurilor metalurgice. Acest lucru are ca scop provocarea transformarii fizice sau chimice a materialelor, ceea ce inseamna ca pot fi recuperate metale valoroase. Arderea, topirea si transformarea sunt cele mai frecvente procese pirometalurgice. Desigur, procesele pirometalurgice necesita un aport semnificativ de energie, ce atinge temperaturile ridicate dorite in timpul procesului. Aceasta energie este de obicei asigurata prin combustie, reactie exoterma a materialului sau caldura electrica.
Hidrometalurgia implica utilizarea lichidelor pe baza de apa pentru a obtine metale sau compusi din minereurile lor. Aceste procese includ levigarea, precipitarea compusilor insolubili si reducerea presiunii.
Putem sa spunem ca metalurgia este o arta. Aceasta arta a metalurgiei va rezista atata timp cat se bazeaza pe metal pentru a functiona in mod constant.
In metalurgie se folosesc masinarii complicate si ciudate. De exemplu, pot fi folosite macarale speciale pentru turnarea metalului. Acestea sunt complexe si au multe elemente utilizate in constructia lor precum frane circulare, ridicatori electro hidraulic, motoare electrice si asa mai departe. Aceste macarale de turnare sunt niste adevarati “monstrii” si este o adevarata arta sa stii sa le manevrezi. Mai sunt cunoscute si ca macaralele pod de turnare si sunt, de fapt, principalele echipamente de manipulare, utilizate in intreprinderile metalurgice pentru transportul, incarcarea si turnarea metalelor fierbinti. In general, acestea sunt folosite pentru incarcarea fontei topite in convertizoare sau in culoarul de incarcare al cuptorului electric, precum si pentru transportul unui cazan cu otel topit pe un dispozitiv sau pentru transportul otelului topit pe un cuptor cu cazan pentru purificarea ulterioara a metalului.
Macaralele turnate sunt destinate intretinerii atelierelor de transformare si a otelului din intreprinderile metalurgice. Sunt proiectate pentru moduri de operare grele si foarte grele, care includ sarcini ridicate, legate de tehnica de fabricatie, greutate, dinamica si de soc. Macaralele metalurgice de turnare au, de regula, mai multe mecanisme de ridicare. Acest lucru necesita piese industriale complexe, precum franele circulare cu saboti. Ca orice masinarie, aceste macarale se pot defecta. Din fericire, pot fi si inlocuite apeland la companii care produc si comercializeaza asa ceva, precum Motor Industry.
30
Mi-a placut articolul, foarte interesant!