Råjernsproduktion i Rusland, udviklingshistorie

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-02 13:52

I flere hundrede år har Den Russiske Føderation været blandt verdens førende inden for produktion af råjern. Denne legering bruges i en række forskellige industrier, bruges til at skabe kunstneriske og dekorative produkter. Eksperter siger: støbejern er en integreret del af menneskelivet, det betragtes fortjent som et af de mest eftertragtede materialer. I dag foreslår vi at tale om jernmetallurgi, produktion af jern og stål, deres indvirkning på mennesker. Lad os vende tilbage til kronikken om udviklingen af støberivirksomheden generelt: historiske fakta og interessante oplysninger venter på dig!

Historie: kobberalderen

Støbejern er et metal med tusinder af års historie, dets rødder går tilbage til f. Kr. Generelt daterer historikere det første bevis på fremkomsten af metallurgi til det 6.-5. årtusinde f. Kr. Så brugte en person stadig sten til at skabe værktøjer, men han stødte allerede på kobberklumper. At tage guldklumper til almindelige sten og behandle dem på samme måde, som blev anvendt på alle sten - bare at ramme hinanden - forstod en person: disse sten brækker ikke af, men deformeres kun, og derforkan formes til næsten enhver form. Historikere ville senere kalde denne metode for koldsmedning. Så kobber blev en erstatning for sten, hvilket gør fiskekroge, spydspidser og dolke meget lettere, desuden oversteg kvaliteten af sådanne produkter betydeligt kvaliteten af analoger lavet af sten og knogler. Samtidig blev træforarbejdningen forbedret, det blev muligt at producere små dele. Forresten har forskere bevist, at i de områder, hvor kobber blev brugt aktivt, skete hjulets udseende meget tidligere. Dette beviser det faktum, at menneskehedens udvikling er uløseligt og tæt forbundet med udviklingen af metallurgi.

bronzealder

Da folk lærte at skabe bronze - en legering bestående af kobber og tin, gik menneskeheden ind i bronzealderen. I dag kan historikere ikke besvare spørgsmålet om, hvordan præcis en person opfandt en sådan legering. De fleste forskere mener, at det skete ved et rent tilfælde, da tin kom ned i en beholder med smeltet kobber. Faktum er, at i tusind år kæmpede folk med bronzesværd og lavede mad i bronzegryder.

jernalder

Historikere siger: det var meget nemmere at få jern end kobber eller tin. Sagen er, at den findes i form af oxid og oxid over alt. Så hvorfor begyndte folk ikke at bruge jern før? Svaret er enkelt: Fremstillingen af dette metal er en utrolig kompleks og tidskrævende proces, der foregår i flere faser. Det tog mere end et århundredes udvikling at studere denne proces. Derfordet er ikke overraskende, at metallurgerne på den tid af folket blev anset for at være rigtige troldmænd, der brændte magiske ting.

Første omtale af støbejern

Landet, hvor jernproduktionen begyndte, betragtes i dag som Kina. Historikere siger, at dette skete omkring det femte århundrede f. Kr. I det himmelske imperium var mønter, husholdningsredskaber og forskellige våben lavet af støbejern ekstremt populære. Mange støbejernsstøbegods har overlevet til vor tid, for eksempel en storslået støbejernsløve, som er 6 meter høj og 5 meter lang. Forskere har bevist, at denne statue blev støbt på én gang, hvilket utvivlsomt vidner om den store dygtighed af de første kinesiske metallurger.

Interessant kendsgerning: Rundt om i verden anses begyndelsen på produktionen af duktilt jern for at være det 19. århundrede e. Kr., selvom det er pålideligt kendt, at der i Kina blev lavet sværd af det allerede før Kristi fødsel!

Oprindelsen af produktionen i Rusland

Hvornår startede jernproduktionen i Rusland? Arkæologiske udgravninger udført på territoriet af store byer i Golden Horde beviser, at fremkomsten og udviklingen af denne produktion i Rusland begyndte tilbage i dagene af det tatar-mongolske åg! Det mongolske riges nærhed til Kina spillede en vis rolle i dette.

Rusichi boede praktisk t alt i alle de tatar-mongolske byer, som havde deres egne værksteder og handelsboder her. De overtog ikke kun lokale mestres viden, men delte også deres egen. Efter at Horde faldt, fortsatte teknologien med at udvikle og forbedre sig. Allerede iI det 16. århundrede, under Vasily den Tredje og Ivan den Forfærdelige, begyndte produktionen af støbejern at blive aktivt brugt i artilleri, hovedsageligt kanonkugler og små kanoner blev lavet af det. Samtidig, siger historikere, blev støbejern også brugt til støbning af klokker. Hovedproduktionen fandt sted i byer som Moskva og Tula. Det er værd at bemærke, at Europa indtil det 17. århundrede ikke kendte sådanne teknologier, og derfor kunne russiske fabrikker aktivt eksportere forskellige værktøjer og kerner lavet af støbejern til europæiske lande.

Aktiv udvikling

I Petrine-æraens tid begyndte den aktive udvikling af produktionen af jern og stål. Zaren forstod, at en stigning i metallurgisk kapacitet ville føre Rusland til udvikling. For at implementere utrolige planer havde Peter I alt det nødvendige: både materialer og produktionsteknologier. Det var under denne konge, at aktiv konstruktion af fabrikker begyndte i Sibirien, i Ural. Under hele Peter den Stores regeringstid blev produktionen af jern og stål øget med 770 gange, 16 store metallurgiske anlæg dukkede op i Rusland. Udviklingen fortsatte efter kejserens død, i slutningen af det 18. århundrede var der mere end hundrede fabrikker på det russiske imperiums område, landet blev verdensledende på dette område. Sammen med udviklingen af industrien udviklede metalapplikationsindustrien sig også. Nu blev der ikke kun lavet våben af støbejern, men også fade, monumenter, porte og hegn.

Det er værd at bemærke, at husholdnings højovne, der blev brugt til jernproduktion, blev anerkendt som de bedste i verden. De var kendetegnet ved den højeste produktivitet selv ved minimale omkostninger. I XIXårhundrede blev støberier adskilt fra højovne, hvilket gjorde det muligt ikke kun at specialisere processen, men også at mekanisere den. Det var i denne periode, at rørstøberier og værksteder, der producerede støbejern af støbejern, dukkede op.

Rusland er verdensleder

I det 20. århundrede bremsede Rusland ikke tempoet og forblev førende inden for jernstøbning. I USSR tegnede mængden af støbejern sig for omkring 75% af den samlede mængde metalstøbning. Det var det vigtigste råmateriale, dets vigtigste forbrugere var forsvarsindustrien og landbruget. Det var fra støbejern, at specialister lavede dele og forskellige enheder til udstyr. Det skal bemærkes, at Rusland selv i dag bevarer en førende position med hensyn til produktion og brug af støbejern. Det bruges til at lave ikke kun store produkter, men også til så delikat arbejde som portelementer, smykker, ovnstøbning og souvenirs!

Jernproduktion: nødvendigt udstyr

Lad os starte med en definition. Støbejern kaldes norm alt en legering af jern med kulstof, og kulstof her bør være mindst 2%. Så hvad er processen med jernproduktion? Først og fremmest kræver dette en enorm højovn. Dens dimensioner er fantastiske: Højden af en sådan ovn er 30 m, og den indre diameter er 12 m. Den bredeste del af ovnen kaldes dampende, den nederste, hvorigennem varm luft kommer ind i ovnen, er en ildsted, den øverste er et skaft. Forresten, på den øverste del er der et specielt hul - en top, som er lukket med en speciel lukker. Princippet for drift af en højovn er modstrøm: nedefra ind i detluft tilføres, og materialer tilføres ovenfra. Materialer, der er nødvendige for at fremstille jern, omfatter flusmiddel (der kan ikke dannes slagger uden), koks (nødvendigt til at opvarme vand, smelte det og reducere det) og malm (som er det vigtigste råmateriale).

Til produktion skal du også bruge:

• vogne;
• transporters;
• bunkers;
• special vandhane osv.

Råvarer

Introduktion til legeringer, produktion af jern og stål begynder i skolen - dette emne er fastsat i arbejdsprogrammet i kemi. Lærebøgerne diskuterer sammensætningen af jernmalm: Det er selve malmstoffet, det vil sige jernkarbonater, silikater og oxider, og gråbjerg, bestående af dolomit, sandsten, kalksten og kvartsit. Det skal bemærkes, at forskellige mængder af malmstof kan være til stede i forskellige malme. Det er ved dette kriterium, at malm opdeles i fattig og rig. Den første sendes til berigelse, og den anden kan straks bruges i produktionen.

For at producere et ton råjern skal du bruge: tre tons malm, et ton koks, tyve tons vand. Mængden af flux afhænger af malmtypen.

Typer af jernmalm

Før vi går videre til processen med jernproduktion, tilbyder vi information om typerne af jernmalm. Det kunne være:

1. Brun jernmalm. Det er kendetegnet ved indholdet af 25-50% jern i form af såkaldte vandige oxider. Affaldssten er lerholdig.
2. Hæmatit(det kaldes også rød jernmalm). Dette er et vandfrit oxid, indholdet af skadelige urenheder er minim alt her. Jern her er omkring 45-55%.
3. Magnetisk jernmalm. Jernindholdet her er omkring 30-37%. Gråstenen er en silicamasse.
4. Siderit (dets andet navn er jernmalm) oxideres ekstremt let og bliver til brun kalksten.

Produktionsteknologi

Teknologien til jernproduktion består af flere faser. Det hele starter med fremstillingen af malmen: den er sorteret efter kemisk sammensætning og selvfølgelig efter størrelse. Store råmaterialer knuses, og små partikler eller malmstøv agglomereres. På samme trin finder også nyttiggørelsen af fattige malme sted. Derudover fjernes en væsentlig del af gråbjerget under forberedelsesprocessen, henholdsvis stiger jernindholdet. Den næste fase af jernproduktionsteknologi er brændstofforberedelse. Det hele starter med cola. I denne fase bliver koksen sigtet - alle unødvendige bøder fjernes fra den, hvilket kan føre til brændstoftab. Den næste fase af højovnsjernproduktion er fremstillingen af flusmidler. Plusser knuses, en bagatel sigtes ud af det. Efter denne procedure fyldes alle materialer i ovnen. Så begynder højovnsproduktionen af råjern direkte: ovnen fyldes med koks, en agglomerator tilsættes (dette er navnet på malm sintret med flusmiddel), og koks tilsættes igen.

Den nødvendige temperatur til smeltning opretholdes ved at blæse opvarmet luft ind. I forbrændingsprocessenkoks i ildstedet producerer kuldioxid. CO_{2 passerer gennem koks for at blive CO. Yderligere genopretter kulilte hovedparten af malmen. I denne proces bliver jernet fast og passerer ind i den del af ovnen, hvor luften er meget varm. Her opløser jernet kulstoffet i sig selv. Det er faktisk sådan jernproduktionen i en højovn ser ud. Flydende jern fra ovnen falder i specielle øser, hvorfra det hældes i præ-forberedte forme. Det er muligt at hælde i specielle samlinger-blandere, hvor legeringen forbliver i flydende form i nogen tid. Samtidig med råjernsproduktionen i højovne reduceres silicium, mangan og en række andre urenheder.}

Typer af støbejern

Der er kun to typer støbejern: hvid og grå. Forskellen mellem dem ligger i den kemiske sammensætning og varmebehandlingsprocessen. Hvide støbejern er således resultatet af meget hurtig afkøling, mens grå støbejern opnås som følge af langsom afkøling. Hvide er karakteriseret ved sådanne kvaliteter som skrøbelighed og hårdhed. De er ekstremt svære at skære; i processen knækker stykker af dem. Derfor bruges hvide støbejern kun som emner til fremstilling af andre kvaliteter af støbejern. For eksempel, som et resultat af brænding af denne type, opnås formbare støbejern. Bemærk venligst: navnet formbar har intet at gøre med smedningsprocessen. Ifølge historikere viste det sig på grund af det faktum, at hestesko tidligere blev lavet af støbejern med sådanne egenskaber. Denne type er meget udbredt ilandbrugsteknik og bilindustrien. Den største forskel mellem grå støbejern er duktilitet kombineret med høj styrke. Dette giver dem mulighed for at blive brugt i områder som værktøjsmaskiner, landbrug og bilindustrien og indenlandsk brug.

Der er i øvrigt såkaldte halvstøbejern. De har mellemliggende egenskaber af hvide og grå arter. Ved at justere intensiteten af afkøling af denne legering er det desuden muligt at opnå en række forskellige støbegods, der vil afvige i styrke, duktilitet og andre egenskaber. Støbejern med særlige egenskaber omfatter:

• antifriktion, brugt til fremstilling af bøsninger, aksler, lejer;
• slidbestandigt, nødvendigt til fremstilling af pumpeudstyr, forskellige dele til nitrogenindustrien, ovnstøbning;
• varmebestandige, som bruges til fremstilling af ovnstøbegods, rørsystemer og gasturbinemotorer;
• varmebestandig, velegnet til ovnarmaturer og kedeldele;
• korrosionsbestandig, uundværlig til fremstilling af forskellige dele i den kemiske industri og luftfartsindustrien, som bruges i aggressive miljøer.

Karakteristika for støbejern

Kvalitetsstøbejernet er kendetegnet ved følgende kvaliteter:

• fremragende varmekapacitet;
• god korrosionsbestandighed;
• øget varmemodstand.

Disse og andre egenskaber tillader brugen af støbejern ihverdagen og i sværindustrien. Russisk fremstillet støbejern køkkengrej er særligt populært. Ikke kun stegepander og gryder er lavet af dette materiale, der er fondue, bradepander, bageforme, gryder og grill.

Det er værd at bemærke, at retter lavet af dette materiale er lige så velegnede til stegning af pandekager, tilberedning af gryderetter, kornprodukter og til at stege pilaf. Faktum er, at støbejern opvarmes ret langsomt, men det akkumulerer perfekt varme og fordeler det jævnt. Eksperter siger: forskellige virksomheder beskæftiger sig med produktion af støbejerns køkkengrej. Alle producerer produkter af nogenlunde samme kvalitet. Af al denne mangfoldighed skiller produkterne fra Sankt Petersborg-planten "Neva" sig ud. Det er denne plante, der er en af de største producenter af støbejerns køkkengrej i Den Russiske Føderation.