Rusya'da pik demir üretimi, gelişme tarihi

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-02 14:04

Birkaç yüz yıldır, Rusya Federasyonu pik demir üretiminde dünya liderleri arasında yer almaktadır. Bu alaşım çeşitli endüstrilerde kullanılır, sanatsal ve dekoratif ürünler oluşturmak için kullanılır. Uzmanlar, dökme demirin insan yaşamının ayrılmaz bir parçası olduğunu, haklı olarak en çok aranan malzemelerden biri olarak kabul edildiğini söylüyor. Bugün demir metalurjisi, demir ve çelik üretimi, bunların insanlar üzerindeki etkisi hakkında konuşmayı öneriyoruz. Genel olarak dökümhane işinin gelişiminin tarihçesine dönelim: tarihi gerçekler ve ilginç bilgiler sizi bekliyor!

Tarih: Bakır Çağı

Dökme demir binlerce yıllık geçmişi olan bir metaldir, kökleri M. Ö. Genel olarak, tarihçiler metalurjinin ortaya çıkışının ilk kanıtlarını MÖ 6-5. binyıla tarihlendirir. Sonra bir kişi alet yapmak için hala taş kullanıyordu, ama o zaten bakır külçelerle karşılaştı. Sıradan taşlar için külçeler almak ve bunları herhangi bir taşa uygulananla aynı şekilde işlemek - sadece birbirine vurarak - bir kişi anladı: bu taşlar kırılmaz, sadece deforme olur ve bu nedenlehemen hemen her şekle kalıplanabilir. Tarihçiler daha sonra bu yöntemi soğuk dövme olarak adlandıracaklardı. Böylece bakır taş yerine geçti, olta, mızrak ucu ve hançer yapmak çok daha kolay hale geldi, ayrıca bu tür ürünlerin kalitesi taş ve kemikten yapılmış analogların kalitesini önemli ölçüde aştı. Aynı zamanda ahşap işleme gelişti, küçük parçalar üretmek mümkün hale geldi. Bu arada, bilim adamları, bakırın aktif olarak kullanıldığı bölgelerde, tekerleğin görünümünün çok daha erken gerçekleştiğini kanıtladılar. Bu, insanlığın gelişiminin ayrılmaz bir şekilde ve metalurjinin gelişimi ile yakından bağlantılı olduğu gerçeğini kanıtlıyor.

Bronz Çağı

İnsanlar, bakır ve kalaydan oluşan bir alaşım olan bronzu nasıl oluşturacaklarını öğrendiğinde, insanlık Bronz Çağı'na girdi. Bugün tarihçiler, bir kişinin böyle bir alaşımı tam olarak nasıl icat ettiği sorusuna cevap veremez. Çoğu araştırmacı, kalay erimiş bakır içeren bir kaba girdiğinde bunun tamamen şans eseri olduğuna inanıyor. Gerçek şu ki, bin yıl boyunca insanlar bronz kılıçlarla savaştı ve bronz çömleklerde yemek pişirdi.

Demir Çağı

Tarihçiler der ki: Demir elde etmek bakır veya kalaydan çok daha kolaydı. Mesele şu ki, her yerde oksit ve oksit şeklinde bulunur. Öyleyse neden insanlar daha önce demir kullanmaya başlamadı? Cevap basit: Bu metalin üretimi, birkaç aşamada gerçekleşen inanılmaz derecede karmaşık ve zaman alıcı bir süreçtir. Bu süreci incelemek için bir asırdan fazla gelişme gerekti. Bu yüzdenO zamanların metalürji uzmanlarının insanlar tarafından sihirli şeyler yakan gerçek büyücüler olarak görülmesi şaşırtıcı değil.

Dökme demirden ilk söz

Demir üretiminin başladığı ülke bugün Çin olarak kabul ediliyor. Tarihçiler bunun MÖ 5. yüzyılda gerçekleştiğini söylüyorlar. Gök İmparatorluğu'nda dökme demirden yapılmış madeni paralar, ev eşyaları ve çeşitli silahlar son derece popülerdi. Günümüze birçok dökme demir döküm, örneğin 6 metre yüksekliğinde ve 5 metre uzunluğunda muhteşem bir dökme demir aslan hayatta kaldı. Bilim adamları, bu heykelin bir kerede döküldüğünü kanıtladılar, bu da şüphesiz büyük beceriye tanıklık ediyor. ilk Çinli metalürjistlerden.

İlginç gerçek: Çin'de kılıçların İsa'nın doğumundan önce bile ondan yapıldığı güvenilir bir şekilde bilinmesine rağmen, tüm dünyada sfero demir üretiminin başlangıcı MS 19. yüzyıl olarak kabul edilir!

Rusya'daki üretimin kökeni

Rusya'da demir üretimi ne zaman başladı? Altın Orda'nın büyük şehirlerinin topraklarında yürütülen arkeolojik kazılar, bu üretimin Rusya'da ortaya çıkmasının ve gelişmesinin Tatar-Moğol boyunduruğu günlerinde başladığını kanıtlıyor! Moğol krallığının Çin'e yakınlığı bunda belli bir rol oynadı.

Pratik olarak tüm Tatar-Moğol şehirlerinde, burada kendi atölyeleri ve ticaret tezgahları olan Rusichi yaşıyordu. Sadece yerel ustaların bilgilerini benimsemekle kalmadılar, kendi bilgilerini de paylaştılar. Horde düştükten sonra teknoloji gelişmeye ve gelişmeye devam etti. zaten16. yüzyılda, Üçüncü Vasily ve Korkunç İvan'ın altında, dökümhane demiri üretimi topçularda aktif olarak kullanılmaya başlandı, esas olarak top mermileri ve ondan küçük toplar yapıldı. Aynı zamanda tarihçiler, çanların dökümünde dökme demirin de kullanıldığını söylüyorlar. Ana üretim Moskova ve Tula gibi şehirlerde gerçekleşti. 17. yüzyıla kadar Avrupa'nın bu tür teknolojileri bilmediğini ve bu nedenle Rus fabrikalarının Avrupa ülkelerine dökme demirden yapılmış çeşitli alet ve çekirdekleri aktif olarak ihraç edebileceğini belirtmekte fayda var.

Aktif geliştirme

Petrin döneminde, demir ve çelik üretiminin aktif gelişimi başladı. Çar, metalürjik kapasitelerdeki artışın Rusya'yı kalkınmaya götüreceğini anlamıştı. İnanılmaz planları uygulamak için Peter gerekli her şeye sahiptim: hem malzeme hem de üretim teknolojileri. Bu kralın altında, Urallarda Sibirya'da aktif fabrika inşaatı başladı. Büyük Peter s altanatı boyunca, demir ve çelik üretimi 770 kat arttı, Rusya'da 16 büyük metalurji tesisi ortaya çıktı. İmparatorun ölümünden sonra gelişme devam etti, 18. yüzyılın sonunda Rus İmparatorluğu topraklarında yüzden fazla fabrika vardı, ülke bu alanda dünya lideri oldu. Sanayinin gelişmesiyle birlikte metal uygulama sanayileri de gelişmiştir. Artık sadece silahlar dökme demirden değil, aynı zamanda tabaklar, anıtlar, kapılar ve çitler de yapılıyordu.

Demir üretimi için kullanılan yerli yüksek fırınların dünyanın en iyisi olarak kabul edildiğini belirtmekte fayda var. Minimum maliyetle bile en yüksek üretkenlik ile karakterize edildiler. XIX yılındayüzyılda dökümhanelerin yüksek fırınlardan ayrılması, sadece süreci uzmanlaştırmayı değil, aynı zamanda mekanikleştirmeyi de mümkün kıldı. Bu dönemde, dövülebilir demir döküm üreten boru dökümhaneleri ve atölyeler ortaya çıktı.

Rusya dünya lideridir

20. yüzyılda Rusya hız kesmedi ve demir dökümde liderliğini sürdürdü. SSCB'de dökme demir hacmi, toplam metal döküm miktarının yaklaşık% 75'ini oluşturuyordu, bir numaralı hammaddeydi, ana tüketicileri savunma sanayi ve tarımdı. Dökme demirden uzmanlar, ekipman için parçalar ve çeşitli birimler yaptı. Bugün bile Rusya'nın dökme demir üretimi ve kullanımı açısından lider konumunu koruduğu belirtilmelidir. Sadece büyük ebatlı ürünlerin yapımında değil, kapı elemanları, mücevherat, fırın dökümü ve hediyelik eşya gibi hassas işlerde de kullanılmaktadır!

Demir üretimi: gerekli ekipman

Bir tanımla başlayalım. Dökme demire genellikle karbonlu bir demir alaşımı denir ve buradaki karbon en az %2 olmalıdır. Peki demir üretim süreci nedir? Her şeyden önce, bu büyük bir yüksek fırın gerektirir. Boyutları şaşırtıcı: böyle bir fırının yüksekliği 30 m ve iç çapı 12 m'dir Fırının en geniş kısmına buharlama denir, içinden sıcak havanın fırına girdiği alt kısım bir ocaktır, üstteki bir şafttır. Bu arada, üst kısımda özel bir delik var - özel bir panjurla kapatılmış bir üst. Bir yüksek fırının çalışma prensibi ters akımdır: aşağıdan onahava verilir ve malzemeler yukarıdan sağlanır. Demir yapmak için gerekli malzemeler arasında flux (onsuz cüruf oluşamaz), kok (suyu ısıtmak, eritmek ve az altmak için gerekli) ve cevher (ana hammaddedir) bulunur.

Üretim için şunlara da ihtiyacınız olacak:

• arabalar;
• taşıyıcılar;
• sığınaklar;
• özel musluk vb.

Hammaddeler

Alaşımlara giriş, demir ve çelik üretimi okulda başlar - bu konu kimyadaki çalışma programında sağlanır. Ders kitapları demir cevherinin bileşimini tartışır: cevher maddesinin kendisi, yani demir karbonatlar, silikatlar ve oksitler ve dolomit, kumtaşı, kireçtaşı ve kuvarsitten oluşan atık kayadır. Farklı cevherlerde farklı miktarlarda cevher maddesinin bulunabileceğine dikkat edilmelidir. Bu kritere göre cevher fakir ve zengin olarak ayrılır. Birincisi zenginleştirmeye gönderilir, ikincisi ise üretimde hemen kullanılabilir.

Bir ton pik demir üretmek için ihtiyacınız olacak: üç ton cevher, bir ton kok, yirmi ton su. Akı miktarı cevherin türüne bağlıdır.

Demir cevheri türleri

Demir üretim sürecine geçmeden önce demir cevheri çeşitleri hakkında bilgi veriyoruz. Şu olabilir:

1. Kahverengi demir cevheri. Sulu oksitler olarak adlandırılan formda %25-50 demir içeriği ile karakterize edilir. Atık kaya killi.
2. Hematit(kırmızı demir cevheri olarak da adlandırılır). Bu susuz bir oksittir, burada zararlı safsızlıkların içeriği minimumdur. Buradaki demir yaklaşık %45-55.
3. Manyetik demir cevheri. Buradaki demir içeriği yaklaşık %30-37'dir. Atık kaya bir silika kütlesidir.
4. Siderite (ikinci adı spar demir cevheri) son derece kolay oksitlenir ve kahverengi kireçtaşına dönüşür.

Üretim teknolojisi

Demir üretim teknolojisi birkaç aşamadan oluşur. Her şey cevherin hazırlanmasıyla başlar: kimyasal bileşime ve tabii ki boyuta göre sıralanır. Büyük hammaddeler ezilir ve küçük parçacıklar veya cevher tozu aglomere edilir. Aynı aşamada fakir cevherlerin zenginleştirilmesi de gerçekleşir. Ayrıca hazırlama işlemi sırasında sırasıyla atık kayanın önemli bir kısmı uzaklaştırılır, demir içeriği artar. Demir üretim teknolojisinin bir sonraki aşaması yakıt hazırlamadır. Her şey kola ile başlar. Bu aşamada, kok elenir - tüm gereksiz para cezaları ondan çıkarılır ve bu da yakıt kaybına neden olabilir. Yüksek fırın demir üretiminin bir sonraki aşaması, eritkenlerin hazırlanmasıdır. Artılar ezilir, bir önemsememek elenir. Bu işlemden sonra tüm malzemeler fırına yüklenir. Ardından pik demirin yüksek fırın üretimi doğrudan başlar: fırın kok ile doldurulur, bir aglomeratör eklenir (bu, akı ile sinterlenmiş cevherin adıdır) ve tekrar kok eklenir.

Ergitme için gerekli sıcaklık, ısıtılmış havaya üflenerek korunur. Yanma sürecindeocaktaki kok karbon dioksit üretir. CO_{2 koktan geçerek CO olur. Ayrıca, karbon monoksit cevherin ana kısmını eski haline getirir. Bu işlemde demir, havanın çok sıcak olduğu fırının o kısmına geçerek katı hale gelir. Burada demir karbonu kendi içinde çözer. Aslında yüksek fırında demir üretimi böyle görünür. Fırından çıkan sıvı demir, önceden hazırlanmış kalıplara döküldüğü özel potalara düşer. Alaşımın bir süre sıvı halde kalacağı özel koleksiyon-karıştırıcılara dökmek mümkündür. Yüksek fırın pik demir üretimi ile eş zamanlı olarak silikon, manganez ve bir dizi başka kirlilik az altılıyor.}

Dökme demir çeşitleri

Yalnızca iki tür dökme demir vardır: beyaz ve gri. Aralarındaki fark, kimyasal bileşimde ve ısıl işlem sürecinde yatmaktadır. Böylece beyaz dökme demirler çok hızlı soğumanın bir sonucu olurken, gri dökme demirler yavaş soğutmanın bir sonucu olarak elde edilir. Beyazlar, kırılganlık ve sertlik gibi niteliklerle karakterize edilir. Kesmeleri son derece zordur, bu süreçte onlardan parçalar kopar. Bu nedenle, beyaz dökme demirler, yalnızca diğer dökme demir kalitelerinin üretimi için boşluk olarak kullanılır. Örneğin bu tip pişirim sonucunda dövülebilir dökme demirler elde edilir. Lütfen dikkat: dövülebilir adının dövme işlemiyle hiçbir ilgisi yoktur. Tarihçilere göre, at nallarının daha önce bu özelliklere sahip dökme demirden yapılmış olması nedeniyle ortaya çıktı. Bu tip yaygın olarak kullanılmaktadır.ziraat mühendisliği ve otomotiv endüstrisi. Gri dökme demirler arasındaki temel fark, yüksek mukavemet ile birlikte sünekliktir. Bu onların takım tezgahları, tarım ve otomotiv endüstrisi gibi alanlarda ve evsel kullanımda kullanılmasına olanak tanır.

Bu arada, sözde yarım dökme demirler var. Beyaz ve gri türlerin ara özelliklerine sahiptirler. Ek olarak, bu alaşımın soğuma yoğunluğunu ayarlayarak, mukavemet, süneklik ve diğer özelliklerde farklılık gösterecek çeşitli dökümler elde etmek mümkündür. Özel özelliklere sahip dökme demirler şunları içerir:

• sürtünme önleyici, burçların, millerin, yatakların imalatında kullanılır;
• aşınmaya dayanıklı, pompalama ekipmanının oluşturulması için gerekli, nitrojen endüstrisi için çeşitli parçalar, fırın dökümü;
• Fırın dökümleri, boru sistemleri ve gaz türbin motorlarının imalatında kullanılan ısıya dayanıklı;
• ısıya dayanıklı, fırın armatürleri ve kazan parçaları için uygundur;
• korozyona dayanıklı, agresif ortamlarda kullanılan kimya ve havacılık endüstrilerinde çeşitli parçaların imalatı için vazgeçilmezdir.

Dökme demirin özellikleri

Kaliteli dökme demir aşağıdaki niteliklerle karakterize edilir:

• mükemmel ısı kapasitesi;
• iyi korozyon direnci;
• artırılmış ısı direnci.

Bu ve diğer özellikler, dökme demiringünlük yaşamda ve ağır sanayide. Rus yapımı dökme demir tencere özellikle popülerdir. Bu malzemeden sadece tava ve tencereler yapılmaz, fondüler, mangallar, fırın kapları, güveçler ve ızgaralar da vardır.

Bu malzemeden yapılan yemeklerin krep kızartma, güveç, tahıl gevrekleri ve pilav pişirmek için eşit derecede uygun olduğunu belirtmekte fayda var. Gerçek şu ki, dökme demir oldukça yavaş ısınır, ancak ısıyı mükemmel şekilde biriktirir ve eşit olarak dağıtır. Uzmanlar şunları söylüyor: farklı şirketler dökme demir tencere üretimi yapıyor. Hepsi yaklaşık olarak aynı kalitede ürünler üretiyor. Tüm bu çeşitlilikten, St. Petersburg bitkisi "Neva" nın ürünleri öne çıkıyor. Rusya Federasyonu'ndaki en büyük dökme demir tencere üreticilerinden biri olan bu tesistir.