Što je ironično željezo? Moderno ime, primitak

Željezo je element koji je poznat svakoj osobi na našem planetu. I to ne čudi. Uostalom, u smislu njegovog sadržaja u zemljinoj kori (do 5%), ova komponenta je najčešća. Međutim, samo 40 od ​​tih rezervi mogu se naći u poljima pogodnim za razvoj. Glavni minerali željeza su siderit, smeđa željezna ruda, hematit i magnetit.

Podrijetlo imena

Zašto željezo ima ovo ime? Ako uzmemo u obzir tablicu kemijskih elemenata, onda je ta komponenta označena kao "ferrum" u njemu. Skraćeno je kao Fe.

Prema mnogim etimologima, riječ "željezo" došla nam je iz proto-slavenskog jezika, u kojem je zvučalo kao zelezo. A taj je naziv prošao od leksikona starih Grka. Pozvali su tako poznati metal do danas "željezo".

Postoji još jedna verzija. Prema njezinim riječima, ime "željezo" došlo nam je od latinske, gdje je značilo "zvijezde". Objašnjenje za to leži u činjenici da su prvi uzorci ovog elementa, otkrili ljudi, imali porijeklo meteorita.

Uporaba željeza

U povijesti čovječanstva bilo je razdoblja kada su ljudi cijenili željezo više od zlata. Ta činjenica zabilježena je u Homerovoj "Odiseji", gdje se kaže da su pobjednici igara koje je Achille organizirao dobili željezo osim zlata. Taj je metal bio iznimno potreban za gotovo sve obrtnike, radnike i vojnike. I to je ogromna potreba za njim koja je postala najbolji motor za proizvodnju ovog materijala, kao i daljnji tehnički napredak u svojoj proizvodnji.

9.-7. Stoljeća. prije Krista smatraju se Željezno doba u povijesti čovječanstva. Tijekom tog razdoblja, mnoga plemena i naroda Azije i Europa je počela razvijati metalurgiju. Međutim, željezo i danas ostaje velika potražnja. Uostalom, on je i dalje glavni materijal koji se koristi za izradu alata.

Proizvodi otporni na kiseline

Koja je tehnologija dobivanja željezne rude koju je čovječanstvo počelo proizvoditi u zoru razvoja metalurgije? Prvi put, izmislio je čovječanstvo, zvao se sirovo. Upotrijebljeno je 3000 godina, bez promjene od kraja brončanog doba do 13. stoljeća. u Europi, velika peć nije pronađena. Nazvao se takvom metodom sirupa. Mine za njega bile su građene od kamena ili gline. Ponekad su komadići zidova bili dijelovi troske. Posljednja verzija peći iznutra bila je razmazana vatrostalnom glinom, u kojoj je dodan pijesak ili slomljeni rog radi poboljšanja kvalitete.

Što je rezultat željeza? U pripremljenim jama postavljena "sirova" livada ili močvarna ruda. Prostor za topljenje ovih peći bio je ispunjen ugljenom, koji je zatim dobro zagrijavan. U donjem dijelu jame bilo je rupa za dovod zraka. U početku je puhao ručno upravljane krzno, koje su kasnije zamijenjene mehaničkim.

Na najranijim brdima je organizirana prirodna vuča. Provedena je kroz posebne rupe - mlaznice, koje su bile smještene na zidovima donjeg dijela peći. Često, dostava zraka drevnih metalurgija pružaju pomoću dizajna koji vam omogućuje da dobijete učinak cijevi. Oni su stvorili visoki i istodobno uski unutarnji prostor. Vrlo često su takvi peći sagrađeni u podnožju brda. Na tim je mjestima bio najveći prirodni tlak vjetra, koji se koristio za povećanje potiska.

Kao rezultat procesa, ruda je pretvorena u metal. U isto vrijeme, prazna stijena postupno se ispuštala prema dolje. Na dnu peći nastaju željezni zrnci. Stajali su zajedno, pretvarajući se u takozvani "vrištanje". To je labav spužvasta masa impregnirana šljamom. U pećnici je pukotina bila žarulja. U toj je državi bila izvađena i brzo krivotvorena. Istodobno su komadići troske jednostavno pali. Zatim je dobiveni materijal zavaren u monolitni komad. Kao rezultat toga, pokazalo se da je željezo. Konačni proizvod izgledao je poput ravne kolače.

Kakav je bio sastav željeza? To je bila legura Fe s ugljikom, koja je u konačnom proizvodu bila vrlo mala (ako uzmemo u obzir postotak, a ne više od stotinu djelića).

Međutim, željezo koje su ljudi primili u vlažnom dimnjaku nije bilo jako teško i snažno. Zato su proizvodi izrađeni od takvog materijala brzo izašli iz reda. Ožiljci, sjekire i noževi bili su savijeni i nisu ostali jako oštri za jako dugo.

čelik

U proizvodnji željeza u peći, zajedno sa svojim mekim grudama, oni koji su imali veću tvrdoću također su naišli. To su bili komadi rude koji su došli u kontakt s drvenim ugljenom tijekom procesa taljenja. Čovjek je primijetio ovaj uzorak i počeo specifično povećati područje u kontaktu s ugljenom. To dopušta carburizaciju željeza. Primljeni metal počeo zadovoljiti potrebe majstora i onih koji su koristili proizvode od njega.

Ovaj materijal bio je čelik. Još se koristi za izradu velikog broja nacrta i proizvoda. Čelik, sazrijevani starim metalurgima, je hladno željezo koje sadrži do 2% ugljika.

Bilo je i takva stvar poput mekog čelika. Bio je crveno željezo, koje je sadržavalo manje od 0,25% ugljika. Ako uzmemo u obzir povijest metalurgije, onda je to mekani čelik proizveden u početnoj fazi proizvodnje sira. Kako je još željezo nazvanog željeza? Tu je i treća vrsta. Kada sadrži više od 2% ugljika, to je lijevano željezo.

Izum visokih peći

Kritična metoda dobivanja željeza pomoću humusne peći bila je jako ovisna o vremenu. Uostalom, za takvu tehnologiju bilo je važno da vjetar puše u proizvedenu cijev. To je želja da pobjegnemo od neobičnih vremenskih prilika i vodimo osobu da stvori mijeh. To su bile prilagodbe potrebne za napuhavanje peći u sirovoj peći.

Nakon pojave balona, ​​krovišta za proizvodnju metala prestala su se graditi na obroncima brežuljaka. Ljudi su počeli koristiti pećnice novog tipa, nazvane "vukove jame". Bile su to strukture, od kojih je jedan bio u tlu, a drugi (domnitsy) nadvio se u obliku strukture od kamena obložene zajedno. Na dnu takve peći nalazila se rupa u koju je umetnuta cijev mjehova za napuhivanje vatre. Kamen, koji je bio stavljen u kuću, izgorio je, nakon čega je bilo moguće dobiti kric. Izvučeno je kroz rupu koja je nastala nakon uklanjanja nekoliko kamenja s donjeg dijela strukture. Onda je zid bio obnovljen i peć je napunjena rudom i ugljenom da bi počela sve iznova.

Proizvodnja željeza stalno se poboljšava. Prošlo je vremena domenitsa počeo graditi veću veličinu. To je zahtijevalo povećanje performansi balona. Kao rezultat, ugljen je počeo gorjeti brže, zasićući željezo ugljikom.

Lijevano željezo

Kakav je naziv željezno željezo s visokim sadržajem ugljika? Kao što je već gore spomenuto, danas je tako rašireno željezo. Njegova osobitost je mogućnost taljenja na relativno niskim temperaturama.

Crveno željezo od lijevanog željeza u čvrstom obliku - bilo je nemoguće krivotvoriti. Zato drevni metalurci u početku nisu obraćali pozornost na to. Iz jednostavnog udara čekićem, ovaj materijal jednostavno se raspršio na komadiće. S tim u vezi, od lijevanog željeza, kao i troske, početno se smatrao gubitkom proizvodnje. U Engleskoj se ovaj metal nazivao "sirovom željezo". I samo s vremenom, ljudi su shvatili da se ovaj proizvod, dok je u tekućem obliku, može uliti u kalupe za proizvodnju različitih proizvoda, na primjer, topovskim kuglama. To je zahvaljujući ovom otkriću u 14-15 stoljeća. u industriji je počeo graditi visoke peći za proizvodnju lijevanog željeza. Visina takvih građevina dosegla je 3 i više metara. Uz njihovu pomoć, od lijevanog željeza je razoreno kako bi se proizvelo ne samo jezgre, nego i topovi.

Razvoj proizvodnje visokih peći

Prava revolucija u metalurškoj industriji dogodila se 1880-ih. Tada je jedan od Demidov upravitelji odlučili da je za veću učinkovitost od visoke peći u zraku koji mora biti podnesen od strane ne jedan, nego dva mlaznice, koji bi trebao biti smješten na obje strane kamina. Postupno je povećan broj takvih mlaznica. To nam je omogućilo da se više ujednačena proces pjeskarenja, povećati promjer ognjišta peći i povećati produktivnost.

Razvijanje proizvodnje visokih peći također je olakšano zamjenom drvenog ugljena, za koji su rezane šume, za koks. Godine 1829. u Škotskoj na postrojenju Clade prvi put se koristio u vrućem zraku visokih peći. Ova inovacija značajno povećala produktivnost peći i smanjila potrošnju goriva. U našem vremenu, proces eksplozije je poboljšan zamjenom nekog koksa prirodnim plinom koji ima još niži trošak.

damast

Kakav je naziv krivog željeza, koji ima jedinstvena svojstva koja su korištena u oružju? Znamo ovaj materijal kao damasku. Ovaj metal, kao i Damaskov čelik, je legura željeza s ugljikom. Međutim, za razliku od ostalih vrsta, to je crijevo željezo koje posjeduje dobre osobine. Je elastičan i čvrsta, a također je sposoban pružiti izuzetnu oštrinu u oštrici.

Tajna proizvodnje bulata pokušala je razotkriti metalurge mnogih zemalja više od jednog stoljeća. Predložen je veliki broj recepata i metoda, koji su uključivali dodavanje bjelokosti, dragog kamenja, zlata i srebra na željezo. Međutim, tajna bulata otkrivena je samo u prvoj polovici 20. stoljeća od strane izuzetnog ruskog metalurga P. Anosova. Uzeli su ih željezo, koji je bio stavljen u peć s drvenim ugljenom, gdje je gorjela otvorena vatru. Metal se rastopi, dok je zasićen ugljikom. U to je vrijeme bio pokriven šljamom kristalnog dolomita, ponekad uz dodatak najčišćeg željeza. Pod takvim slojem, metal se oslobađa vrlo intenzivno od silicija, fosfora, sumpora i kisika. Međutim, to nije sve. Dobiveni čelik morao se ohladiti što je moguće polako i mirnije. To je, prije svega, omogućilo stvaranje velikih kristala s razgranatom strukturom (dendritima). Postoji takvo hlađenje izravno u peći, koja je bila napunjena vrućim ugljenom. U sljedećoj fazi napravljena je vješt kovanje, u kojem formirana struktura nije trebala srušiti.

Jedinstvena svojstva damaska ​​kasnije su pronašla objašnjenje u djelima još jednog ruskog metalurgista DK Chernov. Objasnio je da su dendriti vatrostalni, ali relativno meki čelik. Prostor između njihovih "grana" tijekom skrućivanja željeza pun je zasićenijih ugljika. To jest, mekani čelik okružuje teže. Ovo objašnjava svojstva damaste, zatvorene u svojoj viskoznosti i istovremeno visoke čvrstoće. Takav čelični hibrid tijekom topljenja zadržava strukturu stabla, transformirajući ga samo iz pravocrtnog u cik-cak. Posebnost rezultirajućeg crteža ovisi u velikoj mjeri o smjeru štrajkova, snage i vještine kovača.

Damask Steel

U antičko doba, taj metal bio je isti. Međutim, kasniji Damaskov čelik počeo se zvati materijal dobiven krivotvorenjem zavarivanja iz velikog broja žica ili trake. Ovi su elementi izrađeni od čelika. A za svaku je od njih bio obilježen različitim sadržajem ugljika.

Umjetnost izrade takvog metala najvećeg razvoja dosegla je u srednjem vijeku. Na primjer, u strukturi poznatih japanskih oštrica, istraživači su pronašli oko 4 milijuna čeličnih niti od mikroskopske debljine. Ovaj sastav učinio je proces proizvodnje oružja vrlo naporan.

Proizvodnja u modernim uvjetima

Drevni metalurzi ostavili su uzorak svojih vještina ne samo u proizvodima oružja. Najočigledniji primjer čistog željeza je poznati stup u blizini glavnog grada Indije. Arheolozi su odredili doba spomenika metalurške umjetnosti. Pokazalo se da je kolona izgrađena prije 1,5 tisuća godina. No, iznenađujuće je što je do danas nemoguće otkriti čak i male tragove korozije na površini. Materijal stupca podvrgnut je pažljivom pregledu. Ispalo je da je to čisto željezo, u kojem ima samo 0,28% stranih nečistoća. Takvo otkriće dovelo je do zadivljenja čak i modernih metalurgija.

S vremenom je željezo postupno izgubilo popularnost. Najveća potražnja počela je koristiti metal, rastopljen u otvorenoj ognjištu ili visokoj peći. Međutim, kada se koriste ove metode, dobiva se produkt nedovoljne čistoće. Zato je najranija metoda za proizvodnju ovog materijala, koja omogućuje oslobađanje metala s najvišim kvalitetnim karakteristikama, nedavno dobila svoj drugi život.

Što je danas željezo nazvanog željeza? To nam je poznato kao izravni metalni redukcijski metal. Naravno, loše željezo danas nije način na koji se nalazio u antici. Najnovija tehnologija koristi se za njegovu proizvodnju. Također omogućuju oslobađanje metala, praktički bez stranih nečistoća. U proizvodnji se koriste pećnice s rotacijskim cijevima. Takvi strukturni elementi se koriste za kalciranje raznih rasutih materijala korištenjem visokih temperatura u kemijskoj, cementnoj i mnogim drugim industrijama.

Koji je naziv željeza? Smatra se čistim i primjenjuje metodu koja je inherentno ne razlikuje od onoga što je postojalo u davnim vremenima. Ipak, metalurgičari koriste željeznu rudu koja se zagrijava u procesu dobivanja gotovog proizvoda. Međutim, do sada, sirovine su u početku podvrgnute dodatnoj obradi. Obogaćuje se, stvarajući neku vrstu koncentrata.

Moderna industrija koristi dvije metode. Oba oba dopuštaju da dobiju željezo iz koncentrata.

Prva od ovih metoda temelji se na dovođenju sirovine na željenu temperaturu korištenjem krutog goriva. Takav je proces vrlo sličan onom drevnih metalurgija. Umjesto krutog goriva, može se koristiti plin, koji je kombinacija vodika i ugljikovog monoksida.

Što prethodi prijemu ovog materijala? Kakvo je danas ime lošeg željeza? Nakon zagrijavanja koncentrata željezne rude, peleti ostaju u peći. Od njih dolazi kasnije čisti metal.

Druga metoda, koja se koristi za vraćanje željeza, u tehnologiji je vrlo slična prvoj. Jedina je razlika u tome što kao gorivo za zagrijavanje koncentrata, metalurzi koriste čisti vodik. Ovom metodom željezo je puno brže. Zato se razlikuje po višoj kvaliteti jer se u procesu međudjelovanja vodika s obogaćenom rudom dobivaju samo dvije tvari. Prva od njih je čisto željezo, a druga je voda. Može se pretpostaviti da je ova metoda vrlo popularna u modernoj metalurgiji. Međutim, danas ga se nerijetko upotrebljava i, u pravilu, samo za oslobađanje željeznog praha. To se objašnjava činjenicom da je vrlo teško dobiti čisti vodik i sa stanovišta rješavanja tehničkih problema i zbog ekonomskih poteškoća. Također je izazov za pohranu goriva.

Nedavno, znanstvenici su razvili još jedan, treći način proizvodnje smanjenog željeza. On sugerira proizvodnja metala iz koncentrirane rude, bez prolaska faze njegove transformacije u pelete. Istraživanja su pokazala da se ovom metodom čisti željezo može proizvesti mnogo brže. Ipak, u industriji ova metoda još nije uvedena jer zahtijeva značajne tehnološke promjene i promjenu opreme metalurških poduzeća.

Kakvo je danas ime lošeg željeza? Ovaj materijal nam je poznat kao izravni redukcijski metal, ponekad se naziva i spužvasto. Ovo je ekonomski profitabilan, kvalitetan, ekološki prihvatljiv materijal koji nema nečistoća fosfora i sumpora. Zbog svojih karakteristika, željezo se koristi u inženjerskim industrijama (zrakoplov, brodogradnja i instrumentacija).

fechral

Kao što možemo vidjeti, danas, koristeći najsuvremenije tehnologije, koristimo materijale poput željeza. Fechral je također tražena legura. U svom sastavu, osim željeza, postoje komponente poput kroma i aluminija. U njegovoj strukturi ima nikla, ali ne više od 0,6%.

Fechral ima dobru električnog otpora, visoku tvrdoću, fino rad sa visokim aluminij keramike nema tendenciju udubljenja i zharostoek u atmosferi u kojoj je sumpor i njegov spojeva, vodik, ugljik. No, prisutnost željeza u leguri ga čini vrlo krhki, što je teško za obradu materijala u proizvodnji različitih proizvoda.

Fechral nalazi svoju primjenu u proizvodnji grijaćih tijela za laboratorijske i industrijske peći, maksimalna radna temperatura je 1400 stupnjeva. Ponekad se dijelovi ove legure koriste u drugu svrhu. Stavljaju se u kućanske aparate za grijanje, kao i u električnim aparatima toplinske akcije. Naširoko koristi fehral primljen u proizvodnji elektroničkih cigareta. Također je potrebna legura željeza, aluminija i kroma u području proizvodnje otpornih elemenata. To može biti, na primjer, početni i kočni otpornici električnih lokomotiva.

Od fechrala se proizvodi žica, kao i pređa i trake. Ponekad dobiva krugove i štapove. Svi ti proizvodi se koriste u proizvodnji raznih oblika grijača za električne peći.