Råjernsproduksjon i Russland, utviklingshistorie

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2024-01-02 14:00

I flere hundre år har den russiske føderasjonen vært blant verdens ledende innen produksjon av råjern. Denne legeringen brukes i en rekke bransjer, brukes til å lage kunstneriske og dekorative produkter. Eksperter sier: støpejern er en integrert del av menneskelivet, det regnes fortjent som et av de mest ettertraktede materialene. I dag foreslår vi å snakke om jernmetallurgi, produksjon av jern og stål, deres innvirkning på mennesker. La oss gå til kronikken om utviklingen av støperivirksomheten generelt: historiske fakta og interessant informasjon venter på deg!

Historie: kobbertid

Støpejern er et metall med tusenvis av års historie, røttene går tilbake til f. Kr. Generelt daterer historikere det første beviset på fremveksten av metallurgi til det 6.-5. årtusen f. Kr. Da brukte en person fortsatt stein til å lage verktøy, men han kom allerede over kobberklumper. Å ta nuggets for vanlige steiner og behandle dem på samme måte som ble brukt på alle steiner - bare å treffe hverandre - en person forsto: disse steinene brytes ikke av, men bare deformeres, og derforkan støpes til nesten hvilken som helst form. Historikere vil senere kalle denne metoden for kaldsmiing. Så kobber ble en erstatning for stein, noe som gjorde fiskekroker, spydspisser og dolker mye lettere, dessuten oversteg kvaliteten på slike produkter betydelig kvaliteten på analoger laget av stein og bein. Samtidig ble treforedlingen forbedret, det ble mulig å produsere små deler. Forresten, forskere har bevist at i de territoriene der kobber ble brukt aktivt, skjedde utseendet til hjulet mye tidligere. Dette beviser det faktum at utviklingen av menneskeheten er uløselig og nært knyttet til utviklingen av metallurgi.

bronsealder

Da folk lærte å lage bronse – en legering bestående av kobber og tinn, gikk menneskeheten inn i bronsealderen. I dag kan historikere ikke svare på spørsmålet om hvordan nøyaktig en person oppfant en slik legering. De fleste forskere tror at dette skjedde ved en ren tilfeldighet, da tinn kom inn i en beholder med smeltet kobber. Faktum er at i tusen år kjempet folk med bronsesverd og kokte i bronsegryter.

jernalder

Historikere sier: det var mye lettere å få tak i jern enn kobber eller tinn. Saken er at den finnes i form av oksid og oksid over alt. Så hvorfor begynte ikke folk å bruke jern tidligere? Svaret er enkelt: Produksjonen av dette metallet er en utrolig kompleks og tidkrevende prosess, som foregår i flere stadier. Det tok mer enn ett århundre med utvikling å studere denne prosessen. Derfordet er ikke overraskende at metallurgene på den tiden ble ansett av folket for å være ekte trollmenn som brenner magiske ting.

Første omtale av støpejern

Landet der jernproduksjonen startet regnes i dag som Kina. Historikere sier at dette skjedde rundt det femte århundre f. Kr. I det himmelske riket var mynter, husgeråd og forskjellige våpen laget av støpejern ekstremt populære. Mange støpejernsstøpegods har overlevd til vår tid, for eksempel en praktfull støpejernsløve, som er 6 meter høy og 5 meter lang. Forskere har bevist at denne statuen ble støpt på én gang, noe som utvilsomt vitner om den store dyktigheten av de første kinesiske metallurgene.

Interessant faktum: rundt om i verden regnes begynnelsen av produksjonen av duktilt jern for å være 1800-tallet e. Kr., selv om det er pålitelig kjent at det i Kina ble laget sverd av det allerede før Kristi fødsel!

Opprinnelsen til produksjonen i Russland

Når startet jernproduksjonen i Russland? Arkeologiske utgravninger utført på territoriet til store byer i Golden Horde beviser at fremveksten og utviklingen av denne produksjonen i Russland begynte tilbake i dagene av det tatar-mongolske åket! Det mongolske rikets nærhet til Kina spilte en viss rolle i dette.

Praktisk t alt i alle de tatarisk-mongolske byene bodde Rusichi, som hadde egne verksteder og handelsboder her. De adopterte ikke bare kunnskapen til lokale mestere, men delte også sin egen. Etter at Horde f alt, fortsatte teknologien å utvikle seg og forbedre seg. Allerede innePå 1500-tallet, under Vasily the Third og Ivan the Terrible, begynte produksjonen av støpejern å bli aktivt brukt i artilleri, hovedsakelig kanonkuler og små kanoner ble laget av det. Samtidig, sier historikere, ble støpejern også brukt i støping av klokker. Hovedproduksjonen fant sted i byer som Moskva og Tula. Det er verdt å merke seg at frem til 1600-tallet kjente ikke Europa til slike teknologier, og derfor kunne russiske fabrikker aktivt eksportere ulike verktøy og kjerner laget av støpejern til europeiske land.

Aktiv utvikling

I løpet av Petrine-tiden startet den aktive utviklingen av produksjonen av jern og stål. Tsaren forsto at en økning i metallurgisk kapasitet ville føre Russland til utvikling. For å implementere utrolige planer hadde Peter I alt som var nødvendig: både materialer og produksjonsteknologier. Det var under denne kongen aktiv bygging av fabrikker begynte i Sibir, i Ural. Under hele Peter den stores regjeringstid ble produksjonen av jern og stål økt med 770 ganger, 16 store metallurgiske anlegg dukket opp i Russland. Utviklingen fortsatte etter keiserens død, på slutten av 1700-tallet var det mer enn hundre fabrikker på det russiske imperiets territorium, landet ble verdensledende på dette feltet. Sammen med utviklingen av industrien utviklet også metallapplikasjonsindustrien seg. Nå ble ikke bare våpen laget av støpejern, men også tallerkener, monumenter, porter og gjerder.

Det er verdt å merke seg at innenlandske masovner brukt til jernproduksjon ble anerkjent som de beste i verden. De var preget av den høyeste produktiviteten selv til minimale kostnader. I XIXårhundre ble støperier skilt fra masovner, noe som gjorde det mulig ikke bare å spesialisere prosessen, men også å mekanisere den. Det var i denne perioden at det dukket opp rørstøperier og verksteder som produserte støpegods av smidbart jern.

Russland er verdensleder

På 1900-tallet senket ikke Russland farten og forble ledende innen jernstøping. I USSR utgjorde volumet av støpejern omtrent 75 % av den totale mengden metallstøping. Det var råstoff nummer én, hovedforbrukerne var forsvarsindustrien og landbruket. Det var fra støpejern at spesialister laget deler og ulike enheter til utstyr. Det skal bemerkes at selv i dag beholder Russland en ledende posisjon når det gjelder produksjon og bruk av støpejern. Den brukes til å lage ikke bare store produkter, men også så delikat arbeid som portelementer, smykker, ovnsstøping og suvenirer!

Jernproduksjon: nødvendig utstyr

La oss starte med en definisjon. Støpejern kalles vanligvis en legering av jern med karbon, og karbon her bør være minst 2 %. Så hva er prosessen med jernproduksjon? For det første krever dette en enorm masovn. Dens dimensjoner er fantastiske: høyden på en slik ovn er 30 m, og den indre diameteren er 12 m. Den bredeste delen av ovnen kalles damping, den nedre, gjennom hvilken varm luft kommer inn i ovnen, er en ildsted, øvre er et skaft. Forresten, på den øvre delen er det et spesielt hull - en topp, som er lukket med en spesiell lukker. Prinsippet for drift av en masovn er motstrøm: nedenfra inn i denluft tilføres, og materialer tilføres ovenfra. Materialer som trengs for å lage jern inkluderer flussmiddel (ingen slagg kan dannes uten), koks (nødvendig for å varme opp vann, smelte det og redusere det) og malm (som er hovedråstoffet).

For produksjon trenger du også:

• carts;
• transporters;
• bunkers;
• spesialkran osv.

Råvarer

Introduksjon til legeringer, produksjon av jern og stål begynner på skolen – dette temaet er lagt opp til i arbeidsprogrammet i kjemi. Lærebøkene diskuterer sammensetningen av jernmalm: det er selve malmstoffet, det vil si jernkarbonater, silikater og oksider, og gråberg, bestående av dolomitt, sandstein, kalkstein og kvartsitt. Det skal bemerkes at forskjellige mengder malmstoff kan være tilstede i forskjellige malmer. Det er etter dette kriteriet at malm deles inn i fattig og rik. Den første sendes til berikelse, og den andre kan umiddelbart brukes i produksjonen.

For å produsere et tonn råjern trenger du: tre tonn malm, et tonn koks, tjue tonn vann. Mengden fluss avhenger av malmtypen.

Typer jernmalm

Før vi går over til prosessen med jernproduksjon, tilbyr vi informasjon om typer jernmalm. Det kan være:

1. Brun jernmalm. Den kjennetegnes ved innholdet av 25-50 % jern i form av såk alte vandige oksider. Avfallsstein er leireholdig.
2. Hematitt(det kalles også rød jernmalm). Dette er et vannfritt oksid, innholdet av skadelige urenheter er minim alt her. Stryk her er omtrent 45–55%.
3. Magnetisk jernmalm. Jerninnholdet her er ca 30-37%. Gråbergarten er en silikamasse.
4. Siderite (dets andre navn er jernmalm) oksideres ekstremt lett og blir til brun kalkstein.

Produksjonsteknologi

Teknologien for jernproduksjon består av flere stadier. Det hele starter med tilberedning av malmen: den er sortert etter kjemisk sammensetning og selvfølgelig etter størrelse. Store råvarer knuses, og små partikler eller malmstøv agglomereres. På samme stadium skjer også nyttiggjøringen av dårlige malmer. I tillegg, under forberedelsesprosessen, fjernes en betydelig del av gråberget, henholdsvis øker jerninnholdet. Den neste fasen av jernproduksjonsteknologi er drivstoffforberedelse. Det hele starter med cola. I løpet av dette stadiet blir koksen siktet - alle unødvendige bøter fjernes fra den, noe som kan føre til drivstofftap. Det neste trinnet i produksjonen av masovnsjern er tilberedning av flussmidler. Plusser blir knust, en bagatell blir siktet ut av den. Etter denne prosedyren blir alle materialer lastet inn i ovnen. Da starter masovnsproduksjonen av råjern direkte: ovnen fylles med koks, en agglomerator tilsettes (dette er navnet på malm sintret med flussmiddel), og koks tilsettes igjen.

Temperaturen som kreves for smelting opprettholdes ved å blåse inn oppvarmet luft. I forbrenningsprosessenkoks i ildstedet produserer karbondioksid. CO_{2 går gjennom koks for å bli CO. Videre gjenoppretter karbonmonoksid hoveddelen av malmen. I denne prosessen blir jernet fast, og passerer inn i den delen av ovnen, hvor luften er veldig varm. Her løser jernet opp karbonet i seg selv. Egentlig er det slik jernproduksjonen i en masovn ser ut. Flytende jern fra ovnen faller i spesielle øser, hvorfra det helles i forhåndsforberedte former. Det er mulig å helle i spesielle samlinger-miksere, der legeringen vil forbli i flytende form i noen tid. Samtidig med råjernproduksjonen i masovnen reduseres silisium, mangan og en rekke andre urenheter.}

Typer støpejern

Det finnes bare to typer støpejern: hvitt og grått. Forskjellen mellom dem ligger i den kjemiske sammensetningen og varmebehandlingsprosessen. Dermed er hvite støpejern et resultat av svært rask avkjøling, mens grå støpejern oppnås som et resultat av langsom avkjøling. Hvite er preget av slike egenskaper som skjørhet og hardhet. De er ekstremt vanskelige å kutte; i prosessen brytes stykker av fra dem. Derfor brukes hvite støpejern kun som emner for produksjon av andre kvaliteter av støpejern. For eksempel, som et resultat av avfyring av denne typen, oppnås formbare støpejern. Vennligst merk: navnet formbar har ingenting med smiingsprosessen å gjøre. I følge historikere viste det seg på grunn av det faktum at hestesko tidligere ble laget av støpejern med slike egenskaper. Denne typen er mye brukt ilandbruksteknikk og bilindustrien. Hovedforskjellen mellom grå støpejern er duktilitet kombinert med høy styrke. Dette gjør at de kan brukes i områder som verktøymaskiner, landbruk og bilindustrien og innenlandsbruk.

Det finnes forresten såk alte halvstøpejern. De har mellomliggende egenskaper av hvite og grå arter. I tillegg, ved å justere intensiteten av avkjøling av denne legeringen, er det mulig å oppnå en rekke støpegods som vil variere i styrke, duktilitet og andre egenskaper. Støpejern med spesielle egenskaper inkluderer:

• antifriksjon, brukt til produksjon av bøssinger, aksler, lagre;
• slitasjebestandig, nødvendig for å lage pumpeutstyr, ulike deler for nitrogenindustrien, ovnsstøping;
• varmebestandig, som brukes til fremstilling av ovnsstøpegods, rørsystemer og gassturbinmotorer;
• varmebestandig, egnet for ovnsarmaturer og kjeledeler;
• korrosjonsbestandig, uunnværlig for produksjon av ulike deler i kjemisk industri og luftfartsindustri, som brukes i aggressive miljøer.

Kenskaper til støpejern

Kvalitetsstøpejernet er preget av følgende egenskaper:

• utmerket varmekapasitet;
• god korrosjonsbestandighet;
• økt varmemotstand.

Disse og andre egenskaper tillater bruk av støpejern ihverdagen, og i tungindustrien. Russisk-laget kokekar i støpejern er spesielt populært. Ikke bare stekepanner og gryter er laget av dette materialet, det er fondue, braziers, bakeretter, stewpans og griller.

Det er verdt å merke seg at retter laget av dette materialet egner seg like godt til steking av pannekaker, gryteretter, frokostblandinger og til å koke pilaf. Faktum er at støpejern varmes opp ganske sakte, men det akkumulerer perfekt varme og fordeler den jevnt. Eksperter sier: forskjellige selskaper er engasjert i produksjon av kokekar i støpejern. Alle produserer produkter av omtrent samme kvalitet. Av alt dette mangfoldet skiller produktene fra St. Petersburg-anlegget "Neva" seg ut. Det er dette anlegget som er en av de største produsentene av kokekar i støpejern i den russiske føderasjonen.