Металлургия және металлургия[1] сонымен қатар, металл қорытпаларының химиялық құрамының, құрылымы мен қасиеттерінің өзгеруіне және әртүрлі металл бұйымдарын өндіруге байланысты үдерістерді қамтитын ғылым мен техника саласы. Бастапқы, тар мағынада — Кенден металдарды шығару өнері[2][3]. Қазіргі уақытта металлургия өнеркәсіп саласы болып табылады[4][5].

Металл материалдардың құрылымдық қасиеттері олардың құрамы мен өңдеу тәсілдеріне байланысты металтану шеңберінде зерттеледі[3]. Металлургияға жатады:

табиғи шикізаттан және құрамында металл бар басқа да өнімдерден металдар өндіру;
қорытпаларды алу;
металдарды ыстық және суық күйде өңдеу;
дәнекерлеу;
металдан жасалған жабындарды жағу;
металдардың, интерметаллидтер мен қорытпалардың физикалық және химиялық тәртібін зерттейтін материалтану саласы.
– Металлургия түйіседі әзірлеу, өндіру және пайдалану, машиналарды, аппараттарды, агрегаттарды, пайдаланылатын металлургия өнеркәсібі. Металлургия мен тау-кен ісі арасындағы шартты шекарада кесектеу процестері (байытылған шикізатты одан әрі пирометаллургиялық өңдеуге дайындау) болады. Академиялық ғылым тұрғысынан оларды металлургиялық пәндерге жатқызады. Металлургиямен коксохимия, отқа төзімді материалдар өндірісі және химия тығыз байланысты (сирек кездесетін металдар металлургиясы туралы сөз болғанда, мысалы).

Металлургияда жұмыс істейтін адамдардың жалпыланған атауы-металлург.

Металлургия (грек тілінен “металлон”—”рудник”, “металл”және”эргон”; — “жұмыс”) – бастапқы, тар мағынада “Кенден металдарды балқыту өнері”. Қазіргі мағынада — бұл ғылым мен техника саласы және металдар мен қорытпаларды алудың барлық процестерін қамтитын және оларға белгілі бір нысандар мен қасиеттер беретін өнеркәсіп саласы.

Металлургияны түсті және қара деп бөлу тарихи қалыптасқан. Қара металлургияға темір негізіндегі қорытпалар — шойын, болат, ферроқорытпалар жатады (әлемде өндірілген барлық металл өнімдерінің 95% – ға жуығы қара металдардың үлесіне тиесілі). Түсті металлургия басқа металдардың көпшілігін өндіруді қамтиды. Бұдан басқа, металлургиялық процестер металл емес және жартылай өткізгіштерді (кремний, германий, селен, теллур және т.б.) алу үшін де қолданылады. Ал тұтастай алғанда, қазіргі металлургия галоидтар мен газдарды қоспағанда, периодтық жүйенің барлық элементтерін алу процестерін қамтиды.

Металл туралы ғылым қарқынды дамып келеді — металлтану, оның негізін орыс ғалымдары П. П. Аносов және Д. К. Чернов салды. Металлшылар металл құрылымын таниды, ях қасиеттерін жақсарту жолдарын табады, конструкторларға принципті жаңа машиналарды — аса жеңіл, аса берік және т.б. әзірлеуге мүмкіндік беретін жаңа қорытпаларды жасайды. Мұнда күрделі жол металл өтеді. Алдымен кен байыту комбинаттарында (ГОК) кенді байытады, содан кейін қара металлургия зауыттарында оны агломератқа немесе шекемтастарға айналдыра отырып күйдіреді. Олардың ішінен домна пештерінде шойын балқиды. Содан кейін шойын болат балқыту цехына түседі, онда оны Мартен пештерінде, оттегі конверторларында немесе электр пештерінде Болат балқытады (Электрметаллургияны қара). Болат құймаларды илектеу цехтарына тасымалдайды,онда олардан металл бұйымдар жасалады: рельстер, арқалықтар, табақтар, құбырлар, сым (илектеу, илектеу станын қара). Цехтар арасында темір жол құрамдары, кен мен сұйық шойын, болат құймалар мен дайын прокат жүретін рельстер салынған.

Сол сияқты, ал кейбір жағдайларда металлдар мен түсті металлургия зауыттарында да күрделі жол өтеді. Кейбір түсті металдарды алудың технологиялық процесі ондаған операцияларды қамтиды.

Ал болашақта металлургияны не күтіп тұр? Адамзат металлға деген мұқтаждықтарын қанағаттандыру үшін үнемі алып зауыттарды салуға тура келеді ме? Себебі металлургияның негізінен отпен айналысатынын ұмытпау керек: Кенді немесе болатты балқыту үшін оларды жоғары температураға дейін қыздыру қажет. Ал пирометаллургия (металдың қызуын пайдаланатын металлургия саласы деп аталады: грек сөзінен “пир”—”от”) ауа оттегін жағады, атмосфераны жану қалдықтарымен ластайды, агрегаттарды салқындатуға тұщы суды көп жұмсайды. Қысқаша айтқанда, табиғатқа зиян келтіреді. Сондықтан ғалымдар металлургияны дамытудың жаңа жолдарын әзірледі. Бұл, ең алдымен, Домна процесін соқпай, кеннен темірді тікелей қалпына келтіру. Толығымен автоматтандырылған және сенімді герметизацияланған тікелей қалпына келтіру қондырғылары Кенден металл құймаларын немесе таза темір ұнтағын балқытады. Содан кейін контейнерлерге оралған құйма немесе ұнтақ машина жасау зауыттарына жеткізіледі,онда олардан бұйымдарды әдеттегі әдіспен немесе ұнтақты металлургия әдісімен дайындайды. Бұл зауыттар бұрыннан бар сияқты үлкен емес. Керісінше, олар кішкентай және ғалымдар болжағанындай, кейде қозғалмалы болады. Баржаларда немесе тікұшақтардың көмегімен оларды кеннің шағын кен орындарына жеткізетін болады. Толық автоматтандырылған шағын зауыттар осы кен орындарын игеруді экономикалық мақсатқа сай етеді.

Электрметаллургия жылдам қарқынмен дамиды, металдарды өңдеудің барлық кейінгі сатыларында электр энергиясын кеңінен қолдану болып табылады. Кезекте — ЭЕМ басқаратын толық автоматтандырылған металлургиялық өндірісті құру,— металлургиялық цехтар-автоматтар.Қазіргі заманғы қара металлургияның негізін зауыттар құрайды,олардың әрқайсысы аумағы мен жұмыс істейтіндердің саны бойынша шағын қалаға тең. Мұнда күрделі жол металл өтеді. Алдымен кен байыту комбинаттарында (ГОК) кенді байытады, содан кейін қара металлургия зауыттарында оны агломератқа немесе шекемтастарға айналдыра отырып күйдіреді. Олардың ішінен домна пештерінде шойын балқиды. Содан кейін шойын болат балқыту цехына түседі, онда оны Мартен пештерінде, оттегі конверторларында немесе электр пештерінде Болат балқытады (Электрметаллургияны қара). Болат құймаларды илектеу цехтарына тасымалдайды,онда олардан металл бұйымдар жасалады: рельстер, арқалықтар, табақтар, құбырлар, сым (илектеу, илектеу станын қара). Цехтар арасында темір жол құрамдары, кен мен сұйық шойын, болат құймалар мен дайын прокат жүретін рельстер салынған.

Сол сияқты, ал кейбір жағдайларда металлдар мен түсті металлургия зауыттарында да күрделі жол өтеді. Кейбір түсті металдарды алудың технологиялық процесі ондаған операцияларды қамтиды.

Ал болашақта металлургияны не күтіп тұр? Адамзат металлға деген мұқтаждықтарын қанағаттандыру үшін үнемі алып зауыттарды салуға тура келеді ме? Себебі металлургияның негізінен отпен айналысатынын ұмытпау керек: Кенді немесе болатты балқыту үшін оларды жоғары температураға дейін қыздыру қажет. Ал пирометаллургия (металдың қызуын пайдаланатын металлургия саласы деп аталады: грек сөзінен “пир”—”от”) ауа оттегін жағады, атмосфераны жану қалдықтарымен ластайды, агрегаттарды салқындатуға тұщы суды көп жұмсайды. Қысқаша айтқанда, табиғатқа зиян келтіреді. Сондықтан ғалымдар металлургияны дамытудың жаңа жолдарын әзірледі. Бұл, ең алдымен, Домна процесін соқпай, кеннен темірді тікелей қалпына келтіру. Толығымен автоматтандырылған және сенімді герметизацияланған тікелей қалпына келтіру қондырғылары Кенден металл құймаларын немесе таза темір ұнтағын балқытады. Содан кейін контейнерлерге оралған құйма немесе ұнтақ машина жасау зауыттарына жеткізіледі,онда олардан бұйымдарды әдеттегі әдіспен немесе ұнтақты металлургия әдісімен дайындайды. Бұл зауыттар бұрыннан бар сияқты үлкен емес. Керісінше, олар кішкентай және ғалымдар болжағанындай, кейде қозғалмалы болады. Баржаларда немесе тікұшақтардың көмегімен оларды кеннің шағын кен орындарына жеткізетін болады. Толық автоматтандырылған шағын зауыттар осы кен орындарын игеруді экономикалық мақсатқа сай етеді.

Электрметаллургия жылдам қарқынмен дамиды, металдарды өңдеудің барлық кейінгі сатыларында электр энергиясын кеңінен қолдану болып табылады. Кезекте — ЭЕМ басқаратын толық автоматтандырылған металлургиялық өндірісті құру,— металлургиялық цехтар-автоматтар.Жалпы алғанда, металлургия-қазіргі заманғы өнеркәсіптің маңызды салаларының бірі.Ежелгі уақыттан бүгінгі күнге дейін металл негізгі конструкциялық материал болып қалады. Соңғы уақытта, НТР арқасында көптеген өндірістерде металдың үлес салмағы төмендеді. Бірақ ол кез келген елдің экономикасын дамытуда маңызды рөл атқаруды жалғастыруда.
Металлургиялық кешен-бұл технологиялық процестердің барлық сатысын қамтитын салалардың жиынтығы: шикізатты өндіру мен байытудан бастап қара және түсті металдар мен олардың қорытпалары түрінде өнім алуға дейін. Оның құрамына қара және түсті металлургия кіреді. Қазіргі өндірісте қолданылатын барлық металдардың 90% – ы-қара металдар, яғни темір және оның негізінде алынатын қорытпалар. Алайда, түсті металдардың жалпы саны әлдеқайда көп (олардың 70-тен астамы), олар құнды қасиеттерге ие. Түсті металлургия халық шаруашылығында ғылыми-техникалық прогрестің дамуын қамтамасыз ететін салалар үшін үлкен маңызға ие.

Металлургиялық кешен Келесі технологиялық процестердің өзара келісілген үйлесімін білдіреді:

– шикізатты өндіру және өңдеуге дайындау (өндіру, байыту, агломерациялау, қажетті концентраттарды алу және т. б.));

– металлургиялық қайта өңдеу-шойын, болат, қара және түсті металдар илемін, құбырлар және т. б. алумен негізгі технологиялық процесс.;

– қорытпалар өндірісі;

– негізгі өндіріс қалдықтарын кәдеге жарату және олардан өнімнің қайталама түрлерін алу.