Producció de ferro brut a Rússia, història del desenvolupament

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 13:51

Des de fa diversos centenars d'anys, la Federació de Rússia ha estat un dels líders mundials en la producció de ferro brut. Aquest aliatge s'utilitza en una varietat d'indústries, s'utilitza per crear productes artístics i decoratius. Els experts diuen: el ferro colat és una part integral de la vida humana, es considera merescudament un dels materials més buscats. Avui ens proposem parlar de la metal·lúrgia ferrosa, la producció de ferro i acer, el seu impacte en els humans. Passem a la crònica del desenvolupament del negoci de la foneria en general: fets històrics i informació interessant us esperen!

Història: Edat del Coure

El ferro colat és un metall amb milers d'anys d'història, les seves arrels es remunten a BC. En general, els historiadors daten les primeres evidències de l'aparició de la metal·lúrgia al VI-V mil·lenni aC. Aleshores, una persona encara utilitzava la pedra per crear eines, però ja es va trobar amb pepitas de coure. Prendre pedres per a pedres normals i processar-les de la mateixa manera que s'aplicava a qualsevol pedres, només colpejant-se entre elles, una persona va entendre: aquestes pedres no es trenquen, sinó que només es deformen i, per tant,es pot modelar en gairebé qualsevol forma. Els historiadors més tard anomenarien aquest mètode forja en fred. Així, el coure es va convertir en un substitut de la pedra, fer hams, puntes de llança i punyals es va fer molt més fàcil, a més, la qualitat d'aquests productes superava significativament la qualitat dels anàlegs fets de pedra i os. Al mateix temps, es va millorar el processament de la fusta, es va fer possible produir peces petites. Per cert, els científics han demostrat que en aquells territoris on s'utilitzava activament el coure, l'aparició de la roda es va produir molt abans. Això demostra el fet que el desenvolupament de la humanitat està inextricablement i estretament relacionat amb el desenvolupament de la metal·lúrgia.

Edat del Bronze

Quan la gent va aprendre a crear bronze, un aliatge format per coure i estany, la humanitat va entrar a l'edat del bronze. Avui dia, els historiadors no poden respondre a la pregunta de com va inventar exactament una persona aquest aliatge. La majoria dels investigadors creuen que això va passar per pura casualitat, quan l'estany va entrar en un recipient amb coure fos. El fet és que durant mil anys la gent va lluitar amb espases de bronze i es va cuinar en olles de bronze.

Edat del ferro

Diuen els historiadors: era molt més fàcil aconseguir ferro que coure o estany. El cas és que es troba en forma d'òxid i òxid per tot arreu. Llavors, per què la gent no va començar a fer servir ferro abans? La resposta és senzilla: la producció d'aquest metall és un procés increïblement complex i que requereix molt de temps, que té lloc en diverses etapes. Es va necessitar més d'un segle de desenvolupament per estudiar aquest procés. Aixo es perquéno és d'estranyar que els metal·lúrgics d'aquells temps fossin considerats per la gent com autèntics bruixots, cremant coses màgiques.

Primera menció de ferro colat

El país on va començar la producció de ferro es considera avui la Xina. Els historiadors diuen que això va passar al voltant del segle V aC. A l'Imperi Celestial, les monedes, els estris per a la llar i diverses armes fetes amb ferro colat eren molt populars. Moltes peces de fosa de ferro colat han sobreviscut fins als nostres dies, per exemple, un magnífic lleó de ferro colat, que fa 6 metres d'alçada i 5 metres de llarg. Els científics han demostrat que aquesta estàtua va ser fosa en un temps, cosa que, sens dubte, testimonia la gran habilitat. dels primers metal·lúrgics xinesos.

Dada interessant: arreu del món, es considera que l'inici de la producció de ferro dúctil és el segle XIX dC, tot i que se sap amb certesa que a la Xina s'hi feien espases fins i tot abans del naixement de Crist!

L'origen de la producció a Rússia

Quan va començar la producció de ferro a Rússia? Les excavacions arqueològiques realitzades al territori de les grans ciutats de l'Horda d'Or demostren que l'aparició i el desenvolupament d'aquesta producció a Rússia va començar a l'època del jou tàrtar-mongol! La proximitat del regne mongol a la Xina va tenir un cert paper en això.

Pràcticament a totes les ciutats tàrtar-mongols hi vivia Rusichi, que hi tenia els seus propis tallers i parades comercials. No només van adoptar els coneixements dels mestres locals, sinó que també van compartir els seus. Després de la caiguda de l'Horda, la tecnologia va continuar desenvolupant-se i millorant. Ja dinsAl segle XVI, sota Vasili Tercer i Ivan el Terrible, la producció de ferro de foneria va començar a utilitzar-se activament a l'artilleria, principalment bales de canó i petits canons. Al mateix temps, diuen els historiadors, també s'utilitzava ferro colat en la fosa de campanes. La producció principal va tenir lloc a ciutats com Moscou i Tula. Val la pena assenyalar que fins al segle XVII, Europa no coneixia aquestes tecnologies i, per tant, les fàbriques russes podien exportar activament diverses eines i nuclis de ferro colat als països europeus.

Desenvolupament actiu

Durant l'època petrina es va iniciar el desenvolupament actiu de la producció de ferro i acer. El tsar va entendre que un augment de les capacitats metal·lúrgiques portaria Rússia al desenvolupament. Per implementar plans increïbles, Peter I tenia tot el necessari: tant materials com tecnologies de producció. Va ser sota aquest rei que va començar la construcció activa de fàbriques a Sibèria, als Urals. Durant tot el regnat de Pere el Gran, la producció de ferro i acer va augmentar 770 vegades, van aparèixer 16 grans plantes metal·lúrgiques a Rússia. El desenvolupament va continuar després de la mort de l'emperador, a finals del segle XVIII hi havia més d'un centenar de fàbriques al territori de l'Imperi Rus, el país es va convertir en un líder mundial en aquest camp. Juntament amb el desenvolupament de la indústria, també es van desenvolupar les indústries d'aplicacions metàl·liques. Ara no només es feien armes de ferro colat, sinó també plats, monuments, portes i tanques.

Val la pena assenyalar que els alts forns domèstics utilitzats per a la producció de ferro van ser reconeguts com els millors del món. Es caracteritzaven per la màxima productivitat fins i tot amb un cost mínim. Al XIXsegle, les foneries es van separar dels alts forns, fet que va permetre no només especialitzar el procés, sinó també mecanitzar-lo. Va ser durant aquest període quan van aparèixer les foneries de canonades i els tallers que produeixen peces de fosa de ferro maleable.

Rússia és el líder mundial

Al segle XX, Rússia no va frenar i es va mantenir com a líder en fosa de ferro. A l'URSS, el volum de ferro colat representava al voltant del 75% de la quantitat total de fosa metàl·lica, era la primera matèria primera, els seus principals consumidors eren la indústria de defensa i l'agricultura. Va ser a partir de ferro colat que els especialistes van fabricar peces i diverses unitats per a equipaments. Cal assenyalar que encara avui Rússia manté una posició de lideratge pel que fa a la producció i l'ús de ferro colat. S'utilitza no només per fer productes de gran mida, sinó també per a treballs tan delicats com ara elements de la porta, joies, fosa de forn i records!

Producció de ferro: equipament necessari

Comencem amb una definició. El ferro colat s'anomena generalment un aliatge de ferro amb carboni, i el carboni aquí hauria de ser com a mínim del 2%. Quin és, doncs, el procés de producció de ferro? En primer lloc, això requereix un alt forn enorme. Les seves dimensions són sorprenents: l'alçada d'aquest forn és de 30 m i el diàmetre interior és de 12 m. La part més ampla del forn s'anomena vapor, la inferior, per on entra l'aire calent al forn, és una llar, el la superior és un eix. Per cert, a la part superior hi ha un forat especial: una part superior, que es tanca amb una persiana especial. El principi de funcionament d'un alt forn és a contracorrent: des de baix cap a elles subministra aire i els materials es subministren des de d alt. Els materials necessaris per fabricar ferro inclouen flux (no es pot formar escòries sense ell), coc (necessari per escalfar aigua, fondre-la i reduir-la) i mineral (que és la matèria primera principal).

Per a la producció també necessitareu:

• carrets;
• transporters;
• búnquers;
• aixeta especial, etc.

Matèries primeres

Introducció als aliatges, la producció de ferro i acer comença a l'escola - aquest tema està previst al programa de treball en química. Els llibres de text parlen de la composició del mineral de ferro: és la substància mineral en si mateixa, és a dir, carbonats, silicats i òxids de ferro, i les roques residuals, constituïdes per dolomita, gres, calcària i quarsita. Cal tenir en compte que diferents quantitats de substància mineral poden estar presents en diferents minerals. És per aquest criteri que el mineral es divideix en pobres i rics. El primer s'envia per enriquir-lo i el segon es pot utilitzar immediatament en producció.

Per produir una tona de ferro brut, necessitareu: tres tones de mineral, una tona de coca, vint tones d'aigua. La quantitat de flux depèn del tipus de mineral.

Tipus de minerals de ferro

Abans de passar al procés de producció de ferro, oferim informació sobre els tipus de minerals de ferro. Pot ser:

1. Mineral de ferro marró. Es caracteritza pel contingut d'un 25-50% de ferro en forma dels anomenats òxids aquosos. Les roques residuals són argiloses.
2. Hematita(també s'anomena mineral de ferro vermell). Aquest és un òxid anhidre, el contingut d'impureses nocives aquí és mínim. El ferro aquí té un 45-55%.
3. Mineral de ferro magnètic. El contingut de ferro aquí és d'un 30-37%. La roca residual és una massa de sílice.
4. La siderita (el seu segon nom és mineral de ferro d'espar) s'oxida molt fàcilment i es converteix en pedra calcària marró.

Tecnologia de producció

La tecnologia de producció de ferro consta de diverses etapes. Tot comença amb la preparació del mineral: es classifica per composició química i, per descomptat, per mida. Es trituren matèries primeres grans i s'aglomera partícules petites o pols de mineral. En la mateixa etapa també es produeix el benefici dels minerals pobres. A més, durant el procés de preparació, s'elimina una part important de la roca residual, respectivament, augmenta el contingut de ferro. La següent etapa de la tecnologia de producció de ferro és la preparació del combustible. Tot comença amb la coca. Durant aquesta etapa, el coc es filtra: se n'eliminen totes les multes innecessàries, que poden provocar una pèrdua de combustible. La següent etapa de la producció de ferro d' alt forn és la preparació de fluxos. Els avantatges s'aixafen, se'n treu una mica. Després d'aquest procediment, tots els materials es carreguen al forn. Llavors comença directament la producció de ferro brut als alts forns: s'omple el forn de coc, s'afegeix un aglomerador (aquest és el nom del mineral sinteritzat amb flux) i s'hi torna a afegir coc.

La temperatura necessària per a la fosa es manté bufant aire calent. En el procés de combustióEl coc a la llar produeix diòxid de carboni. El CO_{2 passa pel coca-cola per convertir-se en CO. A més, el monòxid de carboni restaura la part principal del mineral. En aquest procés, el ferro es torna sòlid, passant a aquella part del forn, l'aire en què està molt calent. Aquí el ferro dissol el carboni dins de si mateix. En realitat, així és com es veu la producció de ferro en un alt forn. El ferro líquid del forn cau en cullerots especials, dels quals s'aboca en motlles preparats prèviament. És possible abocar en col·leccions-mescladors especials, en els quals l'aliatge romandrà en forma líquida durant un temps. Simultàniament amb la producció de ferro d' alt forn, s'estan reduint silici, manganès i altres impureses.}

Tipus de ferro colat

Només hi ha dos tipus de ferro colat: blanc i gris. La diferència entre ells rau en la composició química i el procés de tractament tèrmic. Així, les ferros coles blanques són el resultat d'un refredament molt ràpid, mentre que les ferros colades grises s'obtenen com a resultat d'un refredament lent. Els blancs es caracteritzen per qualitats com la fragilitat i la duresa. Són extremadament difícils de tallar; en el procés, es trenquen peces. Per tant, les ferros colades blanques s'utilitzen només com a espais en blanc per a la producció d' altres graus de ferro colat. Per exemple, com a resultat de la cocció d'aquest tipus, s'obtenen fundes mal·leables. Tingueu en compte: el nom mal·leable no té res a veure amb el procés de forja. Segons els historiadors, va aparèixer pel fet que les ferradures es feien anteriorment amb ferro colat amb aquestes característiques. Aquest tipus s'utilitza àmpliament al'enginyeria agrícola i la indústria de l'automoció. La principal diferència entre les ferros colades grises és la ductilitat combinada amb una alta resistència. Això els permet utilitzar-los en àmbits com ara màquines-eina, agricultura i la indústria de l'automoció i ús domèstic.

Per cert, hi ha les anomenades mitjanes ferros colades. Tenen propietats intermèdies de les espècies blanques i grises. A més, ajustant la intensitat de refrigeració d'aquest aliatge, és possible obtenir una varietat de peces de fosa que diferiran en resistència, ductilitat i altres propietats. Els ferros colats amb propietats especials inclouen:

• antifricció, utilitzat per a la fabricació de casquilles, eixos, coixinets;
• resistent al desgast, necessari per a la creació d'equips de bombeig, diverses peces per a la indústria del nitrogen, fosa al forn;
• resistent a la calor, que s'utilitzen en la fabricació de peces de fosa de forn, sistemes de canonades i motors de turbina de gas;
• resistent a la calor, adequat per a accessoris de forn i peces de calderes;
• resistent a la corrosió, indispensable per a la fabricació de diverses peces en la indústria química i aeronàutica, que s'utilitzen en ambients agressius.

Característiques del ferro colat

El ferro colat de qualitat es caracteritza per les qualitats següents:

• excel·lent capacitat de calor;
• bona resistència a la corrosió;
• augment de la resistència a la calor.

Aquestes i altres característiques permeten l'ús de ferro colatla vida quotidiana, i en la indústria pesant. Els estris de cuina de ferro colat de fabricació russa són especialment populars. No només es fabriquen paelles i olles amb aquest material, sinó que hi ha fondues, brasers, plats de forn, paelles i graelles.

Val la pena assenyalar que els plats fets amb aquest material són igualment adequats per fregir creps, cuinar guisats, cereals i per guisar pilaf. El fet és que el ferro colat s'escalfa força lentament, però acumula perfectament la calor i la distribueix uniformement. Els experts diuen: diferents empreses es dediquen a la producció d'estris de cuina de ferro colat. Tots ells produeixen productes d'aproximadament la mateixa qualitat. De tota aquesta diversitat, destaquen els productes de la planta de Sant Petersburg "Neva". Aquesta planta és un dels fabricants més grans d'estris de cuina de ferro colat de la Federació Russa.