Proizvodnja sirovog željeza u Rusiji, povijest razvoja

Ruska federacija već nekoliko stotina godina nalazi se među vodećim svjetskim proizvođačima sirovog željeza. Ova se legura koristi u različitim industrijama, koja se koriste za stvaranje umjetničkih i dekorativnih proizvoda. Stručnjaci kažu da je lijevano željezo sastavni dio života osobe, zasluženo ga smatra jednim od najpoželjnijih materijala. Danas predlažemo da govorimo o metalurškoj željeznici, proizvodnji sirovog željeza i čelika, njihovom utjecaju na čovjeka. Obratimo se kronici razvoja ljevačkih poduzeća općenito: čekate povijesne činjenice i zanimljive informacije!

Povijest: Bakar-kameno doba

Lijevano željezo je metal čija je povijest datira tisućama godina, korijeni se vraćaju u doba prije naše ere. Općenito govoreći, povjesničari datiraju prvi dokaz o pojavi metalurgije VI-V tisućljeća prije Krista. Tada je čovjek još uvijek koristio kamen za izradu alata, ali već je naišao na bakrene nugote. Uzimajući nuggets običnim kamenjem, te ih obrađuje na način da se odnosi na sve stijene - samo udarajući jedni druge - ljudi shvatili da se podaci ne prekinuti kamenje, ali samo deformirani, nego zato što se može dati gotovo bilo koji oblik. Ova metoda povjesničari kasnije će se zvati hladno kovanje. Tako je bakar postao nadomjestak za kamen, što je olakšalo izradu ribljih kuka, savijanja bodeža i bodeža, osim kvalitete takvih proizvoda znatno je veća od kvalitete analoga kamena i kosti. Istodobno, poboljšana je obrada drva, postalo je moguće proizvesti male dijelove. Usput, znanstvenici su dokazali: na tim područjima gdje je bakar bio aktivno korišten, kotač se pojavio mnogo ranije. To dokazuje činjenica da je razvoj čovječanstva neodvojivo i usko povezan s razvojem metalurgije.

Brončano doba

Kada su ljudi naučili stvoriti broncu - leguru koja se sastoji od bakra i kositra, čovječanstvo je ušlo u brončano doba. Danas povjesničari ne mogu odgovoriti na pitanje kako je čovjek izmislio takvu leguru. Većina istraživača vjeruje da se to dogodilo čistom prilikom, kada je posuda od rastaljenog bakra dobila kosu. Ostaje činjenica: za cijelu tisuću godina ljudi su se borili s brončanim mačevima i kuhali hranu u brončanim kuglanicama.

Željezno doba

Povjesničari kažu da je mnogo lakše dobiti željezo od bakra ili kositra. Stvar je u tome što se pojavljuje u obliku oksida i dušika posvuda. Pa zašto ljudi prije nisu počeli koristiti željezo? Odgovor je jednostavan: proizvodnja ovog metala je nevjerojatno složen i dugotrajan proces, koji se odvija u nekoliko faza. Proučavanje tog procesa zahtijevalo je više od jednog stoljeća razvoja. Stoga ne čudi da su metalurgisti iz tih vremena u narodu bili pravi čarobnjaci, spaljivši čarobne stvari.

Prvi spomen lijevog željeza

Zemlja u kojoj je počela proizvodnja sirovog željeza, danas je Kina. Povjesničari kažu da se to dogodilo oko petog stoljeća prije Krista. U Bliskom kraljevstvu bili su vrlo popularni novčići, kućni predmeti i razna oružja od lijevanog željeza. Za naše vrijeme je postignut puno lijeva, na primjer, veliki lijevanog željeza lav, čija visina je 6 metara, a dužina - 5. Znanstvenici su dokazali da je kip bio je bačen u isto vrijeme, što svakako pokazuje veliku vještinu prvih kineskih čelika.

Zanimljiva činjenica: početak proizvodnje u svijetu kovanog lijevog željeza smatra se XIX stoljeće AD, iako je pouzdano poznato da je u Kini napravljen mač prije Krista!

Podrijetlo proizvodnje u Rusiji

Kada je počela proizvodnja lijevanog željeza u Rusiji? Dokazuju arheološka istraživanja na području velikih gradova Zlatnog horda: nastanak i razvoj ove proizvodnje u Rusiji započeo je u vrijeme tatar-Mongolske jarmove! Određene uloge u tome igrao je blizina mongolske kraljevine u Kinu.

Gotovo svi tatarski i mongolski gradovi bili su naseljeni Rusichs, koji su ovdje imali vlastite radionice i trgovinske redove. Oni su ne samo usvojili poznavanje lokalnih majstora, već i podijelili svoje. Nakon što je Horde pao, tehnologija se nastavila razvijati i poboljšavati. Već u XVI. Stoljeću, s Vasilyom Trećom i Ivanom strašnom, proizvodnja ljevaonica željeza počela se aktivno koristiti u topništvu, uglavnom iz njega su napravljene jezgre i mali topovi. Istodobno, povjesničari kažu da je lijevano željezo također bilo korišteno u lijevanju zvona. Glavna se proizvodnja odvijala u takvim gradovima kao što su Moskva i Tula. Valja napomenuti da do 17. stoljeća Europa nije poznavala takve tehnologije, pa su tvornice Rusije aktivno izvezle različite topove i jezgre od sirovog željeza u europske zemlje.

Aktivni razvoj

U doba Petrine ere započeo je aktivan razvoj proizvodnje lijevanog željeza i čelika. Kralj je shvatio: povećanje metalurških kapaciteta dovest će Rusiju na razvoj. Da bi ostvarila nevjerojatne planove, Petar sam imao sve što je trebao: materijale i proizvodne tehnologije. Upravo s tim carom započinje aktivna izgradnja tvornica u Sibiru, u Uralsu. Tijekom cijelog razdoblja vladavine Petra Velikog, proizvodnja sirovog željeza i čelika povećana je 770 puta, au Rusiji se pojavilo 16 velikih metalurških biljaka. Razvoj je nastavljen nakon smrti cara, krajem 18. stoljeća bilo je više od 100 tvornica na području Ruskog Carstva, zemlja je postala svjetski lider u ovoj sferi. Istodobno s razvojem industrije razvijene su i metalne aplikacije. Od lijevanog željeza sada su napravili ne samo oružje, već i posuđe, spomenike, vrata i ograde.

Vrijedno je napomenuti da su domaće visoke peći korištene za proizvodnju lijevanog željeza prepoznate kao najbolji na svijetu. Oni su bili obilježeni najvećom produktivnošću, čak i uz minimalne troškove. U XIX stoljeću ljevaonice su bile odvojene od visokih peći, što je omogućilo ne samo specijaliziranje procesa već i njegovu mehanizaciju. U tom se razdoblju pojavljuju poduzeća za osnivanje cijevi, radionice za proizvodnju lijevanog željeznog lijevano željezo.

Rusija je svjetski lider

U dvadesetom stoljeću, Rusija nije usporila promet i ostala kao lider u lijevanju lijevanog željeza. U SSSR-u, od ukupne količine lijevanja metala, volumen od lijevanog željeza bio je oko 75%, bio je broj jedan sirovina, a glavni potrošači bili su obrambena industrija i poljoprivreda. Od lijevanog željeza stručnjaci su napravili dijelove i različite jedinice za strojeve. Valja napomenuti da Rusija i dalje ima vodeću poziciju u smislu količine proizvodnje i upotrebe lijevanog željeza. Ne samo da su napravljeni od velikih proizvoda, već i takav fino djelo kao i elementi vrata, ukrasa, peći i suvenira!

Proizvodnja livenog željeza: potrebna oprema

Počnimo s definicijom. Uobičajeno je pozvati lijevano željezo legure željeza s ugljikom, gdje ugljik mora biti najmanje 2%. Pa kako nastaje proces proizvodnje lijevog željeza? Prije svega, to zahtijeva veliku jarbolnu peć. Dimenzije upadljiva: a visina je peć 30 m, a unutarnji promjer od 12 m najširem dijelu peći je rečeno u paru, kroz dno, koji pada s vrelim zrakom, - rog, gornji - mina .. Usput, na gornjem dijelu nalazi se posebna rupa - vrh, koji je zatvoren posebnim zatvaračem. Princip djelovanja visokih peći je protustrujni: odozdo se isporučuje s zrakom, a na vrhu - s materijalima. Neophodna za željezne materijale uključuju tok (bez šljake ne može biti formirana), koksa (potrebno je zagrijavanje vode, njegov topljenje i oporavak) i rude (koji, u stvari, je glavna sirovina).

Za proizvodnju ćete također trebati:

• kolica;
• transporteri;
• bunkera;
• posebna dizalica itd.

Sirovine

Upoznavanje sa legurama, proizvodnja lijevanog željeza i čelika započinje u školi - ova tema se pruža u programu rada na kemiji. Udžbenici se bave sastavom željezne rude: to je sama ruda, to jest željezni karbonati, silikati i oksidi, te prazna stijena koja se sastoji od dolomita, pješčenjaka, vapnenca i kvarcita. Treba napomenuti da različite količine rude mogu biti prisutne u različitim rudama. Prema ovom kriteriju ruda je podijeljena na siromašne i bogate. Prvi se šalje za obogaćivanje, a drugi se može koristiti odmah u proizvodnji.

Da bi se proizvela tona od lijevanog željeza, trebat će vam: tri tone rude, tona koksa, dvadeset tona vode. Količina protoka ovisi o vrsti rude.

Vrste željeznih ruda

Prije nego što upoznamo proces proizvodnje lijevanog željeza, nudimo informacije o vrstama željezne rude. Može biti:

1. Smeđa željezna ruda. Karakterizira ga sadržaj 25-50% željeza u obliku tzv. Vodenih oksida. Praznu stijenu karakterizira glina.
2. Hematit (također se naziva crvena željezna ruda). Ovo je bezvodni oksid, a sadržaj štetnih nečistoća ovdje je minimalan. Žlijezda je oko 45-55%.
3. Magnetna željezna ruda. Sadržaj željeza je oko 30-37%. Prazna stijena je silikatna masa.
4. Siderite (drugo ime je rudačica željeza) oksidira vrlo lako, prelazeći u oblik smeđeg vapnenca.

Proizvodna tehnologija

Tehnologija proizvodnje željeza sastoji se od nekoliko faza. Sve započinje pripremom rude: razvrstava se po kemijskom sastavu i, naravno, po veličini. Velike sirovine su drobljene, a sitne čestice ili prašina aglomerata. U istoj fazi se odvijaju obogaćivanje siromašnih ruda. Osim toga, tijekom postupka pripreme, uklanja se značajan dio otpadne stijene, a sadržaj željeza se povećava. Sljedeća faza tehnologije proizvodnje lijevanog željeza je priprema goriva. Sve počinje koksom. Tijekom ove faze provjerava se koks - uklanja sve nepotrebne novčane kazne, što može dovesti do gubitka goriva. Sljedeća faza proizvodnje visokih peći od lijevanog željeza je priprema fluida. Pro je slomljen, uklonjen je sitnica. Nakon provedbe ovog postupka, svi materijali se stavljaju u pećnicu. Tada počinje proizvodnja visokih peći od lijevanog željeza: peć se puni koksom, doda se aglomerator (kao što se zove ruda s sinteriranjem s fluksom) i ponovno se doda koks.

Temperatura potrebna za taljenje se održava ubrizgavanjem zagrijanog zraka. Tijekom izgaranja koksa u peći nastaje ugljični dioksid. CO₂, prolazi kroz koks, postaje CO. Ugljični monoksid zatim oporavlja glavni dio rude. U tom procesu, željezo postaje čvrsto, prelazi u taj dio peći, zrak u kojem je jako vruć. Ovdje, željezo otapa ugljik u sebi. Zapravo, proizvodnja lijevanog željeza u visokoj peći tako izgleda. Tekuće lijevano željezo iz peći pada u posebne kante, iz koje se ulijeva u unaprijed pripremljene oblike. Moguće lijevanje u posebnim zbirkama - mješalice, u kojima će legura neko vrijeme ostati u tekućem obliku. Istodobno s proizvodnjom domena od lijevanog željeza, silicija, mangana i niz drugih nečistoća se oporavljaju.

Vrste lijevanog željeza

Postoje samo dvije vrste lijevanog željeza: bijele i sive. Razlika između njih leži u kemijskom sastavu i procesu toplinske obrade. Tako je bijelo lijevano željezo rezultat vrlo brzog hlađenja, a sivo lijevano željezo rezultat je sporog hlađenja. Za bijele karakteristike kao što su krhkost i tvrdoća su karakteristične. Izuzetno je teško izrezati, u njemu se slomljeni dijelovi. Budući da se bijelo lijevano željezo koristi samo kao praznine za proizvodnju drugih marki od lijevanog željeza. Na primjer, kao rezultat prženja ovog tipa dobivaju se kalupljive lijevano željezo. Imajte na umu: naziv "malleable" nema nikakve veze s procesom kovanja. Prema povjesničarima, to je bilo zbog činjenice da je prethodno od lijevanog željeza s takvim karakteristikama je potkova. Ova vrsta aktivno se koristi u poljoprivrednim strojevima i automobilskoj industriji. Glavna razlika između sivog lijeva - plastičnost, u kombinaciji s velikom snagom. To im omogućuje da se koriste u područjima kao što su strojogradnja, poljoprivreda i automobilska industrija te korištenje kućanstava.

Usput, postoje takozvani polu-lijevano željezo. Imaju srednja svojstva bijelih i sivih vrsta. Nadalje, reguliranjem intenziteta hlađenja određene legure, moguće je dobiti niz odljevaka koji će se razlikovati u čvrstoći, duktilnosti i drugim svojstvima. Lijevano željezo s posebnim svojstvima uključuje:

• Antifrikcija, koja se koristi za proizvodnju provodnika, osovina, ležajeva;
• otporne na habanje, nužne za stvaranje crpne opreme, raznih dijelova za dušičnu industriju, lijevanja peći;
• topline, koje se koriste u proizvodnji peći za lijevanje, cjevovoda i motora plinske turbine;
• otporni na toplinu, prikladni za izradu od njih peći na peći dijelovi opreme i kotlova;
• otporna na koroziju, nezamjenjiva za proizvodnju raznih dijelova u kemijskoj i zrakoplovnoj industriji, koja se koriste u korozivnim sredinama.

Karakteristike lijevanog željeza

Za kvalitativno lijevano željezo karakteristične su sljedeće osobine:

• odličan kapacitet topline;
• dobra otpornost na koroziju;
• povećana otpornost na toplinu.

Ove i druge osobine omogućuju upotrebu lijevanog željeza u svakodnevnom životu iu teškoj industriji. Najpopularnije su jela od lijevanog željeza ruskog podrijetla. Iz ovog materijala, ne samo tava i tave su izrađeni, fondue, tava, prženje za pečenje, štandova i roštilja nalaze.

Važno je napomenuti da su jela ovog materijala jednako prikladna za prženje palačinki, kuhanje, žitarice, za prženje pilaf. Činjenica je da se željezo grije prilično polako, ali izvrsno akumulira toplinu i ravnomjerno ga distribuira. Stručnjaci kažu: proizvodnja posuđa od lijevanog željeza obrađuju različite tvrtke. Svi oni proizvode proizvode otprilike iste kvalitete. Iz svega ove raznolikosti ističu se proizvodi tvornice St. Petersburg "Neva". To je ta biljka koja je jedan od najvećih proizvođača gotovih željeznih jela na području Ruske Federacije.