Nyersvasgyártás Oroszországban, fejlődéstörténet

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-02 13:56

Az Orosz Föderáció több száz éve a világelső a nyersvasgyártás terén. Ezt az ötvözetet számos iparágban használják, művészi és dekoratív termékek készítésére használják. A szakemberek azt mondják: az öntöttvas az emberi élet szerves része, méltán tartják az egyik legkeresettebb anyagnak. Ma azt javasoljuk, hogy beszéljünk a vaskohászatról, a vas- és acélgyártásról, azok emberre gyakorolt hatásáról. Térjünk rá általánosságban az öntödei üzletág fejlődésének krónikájára: történelmi tények és érdekes információk várnak rátok!

Történelem: rézkor

Az öntöttvas több ezer éves múltra visszatekintő fém, gyökerei Kr. e. Általában a történészek a kohászat megjelenésének első bizonyítékát a Kr. e. 6-5. évezredre teszik. Aztán az ember még követ használt szerszámok készítéséhez, de már találkozott rézrögökkel. A közönséges kövekhez rögöket szedve és ugyanúgy feldolgozva, ahogyan bármilyen kövre alkalmazták - csak egymásnak ütve -, az ember megértette: ezek a kövek nem törnek le, hanem csak deformálódnak, és ezértszinte bármilyen formára formázható. A történészek később hidegkovácsolásnak nevezték ezt a módszert. Így a réz a kő helyettesítője lett, sokkal könnyebbé vált a horgok, lándzsahegyek és tőrök készítése, ráadásul az ilyen termékek minősége jelentősen meghaladta a kőből és csontból készült analógok minőségét. Ezzel párhuzamosan javult a fafeldolgozás, lehetővé vált az apró alkatrészek előállítása. A tudósok egyébként bebizonyították, hogy azokon a területeken, ahol a rezet aktívan használták, a kerék megjelenése sokkal korábban történt. Ez azt a tényt bizonyítja, hogy az emberiség fejlődése elválaszthatatlanul és szorosan összefügg a kohászat fejlődésével.

Bronzkor

Amikor az emberek megtanulták a bronz – egy rézből és ónból álló ötvözet – készítését, az emberiség belépett a bronzkorba. Ma a történészek nem tudnak válaszolni arra a kérdésre, hogy pontosan hogyan találta fel az ember egy ilyen ötvözetet. A legtöbb kutató úgy véli, hogy ez véletlenül történt, amikor az ón egy olvadt rézzel ellátott tartályba került. Az a tény, hogy az emberek ezer éven át bronz kardokkal harcoltak és bronz edényekben főztek.

vaskorszak

A történészek azt mondják: sokkal könnyebb volt vasat szerezni, mint rezet vagy ónt. A helyzet az, hogy oxid és oxid formájában mindenhol megtalálható. Akkor miért nem kezdték el hamarabb az emberek a vasat? A válasz egyszerű: ennek a fémnek az előállítása egy hihetetlenül összetett és időigényes folyamat, amely több lépésben zajlik. Ennek a folyamatnak a tanulmányozása több mint egy évszázados fejlődést igényel. Ezértnem meglepő, hogy az akkori kohászokat az emberek igazi varázslónak, varázslatos dolgokat égetőnek tartották.

Az öntöttvas első említése

Az ország, ahol a vastermelés megkezdődött, ma Kínának számít. A történészek szerint ez a Kr.e. V. század környékén történt. Az Égi Birodalomban rendkívül népszerűek voltak az öntöttvasból készült érmék, háztartási eszközök és különféle fegyverek. Sok öntöttvas öntvény maradt fenn napjainkig, például egy csodálatos öntöttvas oroszlán, amely 6 méter magas és 5 méter hosszú, a tudósok bebizonyították, hogy ezt a szobrot egy időben öntötték, ami kétségtelenül a nagy ügyességről tanúskodik. az első kínai kohászok.

Érdekes tény: világszerte a gömbgrafitos öntöttvas gyártásának kezdetét a Kr. u. 19. századnak tekintik, bár megbízhatóan köztudott, hogy Kínában már Krisztus születése előtt is készítettek belőle kardot!

A gyártás eredete Oroszországban

Mikor kezdődött el a vasgyártás Oroszországban? Az Arany Horda nagyvárosainak területén végzett régészeti ásatások bizonyítják, hogy ennek a termelésnek az oroszországi megjelenése és fejlődése a tatár-mongol iga idején kezdődött! Ebben bizonyos szerepet játszott a mongol királyság közelsége Kínához.

Gyakorlatilag az összes tatár-mongol városban élt Rusicsi, akinek itt volt saját műhelye és kereskedelmi standja. Nemcsak átvették a helyi mesterek tudását, hanem megosztották a sajátjukat is. A Horda bukása után a technológia tovább fejlődött és javult. Már bentA 16. században Harmadik Vaszilij és Rettegett Iván alatt az öntödei vas gyártását kezdték aktívan alkalmazni a tüzérségben, főként ágyúgolyókat és kiságyúkat készítettek belőle. Ugyanakkor a történészek szerint az öntöttvasat a harangöntéshez is felhasználták. A fő gyártás olyan városokban zajlott, mint Moszkva és Tula. Érdemes megjegyezni, hogy Európa a 17. századig nem ismert ilyen technológiákat, ezért az orosz gyárak aktívan exportálhattak különféle öntöttvas szerszámokat és magokat az európai országokba.

Aktív fejlesztés

A Petrine-korszakban megkezdődött a vas- és acélgyártás aktív fejlesztése. A cár megértette, hogy a kohászati kapacitások növekedése fejlődéshez vezeti Oroszországot. A hihetetlen tervek megvalósításához I. Péternek minden szükséges volt: mind az anyagok, mind a gyártási technológiák. E király alatt kezdődött el az aktív gyárépítés Szibériában, az Urálban. Nagy Péter teljes uralkodása alatt a vas- és acélgyártás 770-szeresére nőtt, 16 nagy kohászati üzem jelent meg Oroszországban. A fejlődés a császár halála után is folytatódott, a 18. század végén több mint száz gyár működött az Orosz Birodalom területén, az ország e téren világelsővé vált. Az ipar fejlődésével párhuzamosan a fémfeldolgozó iparágak is fejlődtek. Most már nemcsak fegyverek készültek öntöttvasból, hanem edények, emlékművek, kapuk és kerítések is.

Érdemes megjegyezni, hogy a vasgyártáshoz használt hazai nagyolvasztókat a világ legjobbjaként ismerték el. Minimális költség mellett is a legmagasabb termelékenység jellemezte őket. A XIXszázadban az öntödék leváltak a nagyolvasztó kemencékről, ami nemcsak a folyamat specializálását, hanem gépesítését is lehetővé tette. Ebben az időszakban jelentek meg csőöntödék és temperöntvényeket gyártó műhelyek.

Oroszország a világelső

A 20. században Oroszország nem lassult le, és továbbra is vezető szerepet töltött be a vasöntés terén. A Szovjetunióban az öntöttvas mennyisége az összes fémöntvény mennyiségének mintegy 75%-át tette ki, ez volt az első számú nyersanyag, fő fogyasztói a védelmi ipar és a mezőgazdaság voltak. A szakemberek öntöttvasból készítettek alkatrészeket és különféle egységeket a berendezésekhez. Meg kell jegyezni, hogy Oroszország még ma is vezető szerepet tölt be az öntöttvas gyártása és felhasználása tekintetében. Nemcsak nagy méretű termékek, hanem olyan kényes munkák is készülnek belőle, mint a kapuelemek, ékszerek, kemenceöntvények és ajándéktárgyak!

Vasgyártás: szükséges felszerelések

Kezdjük egy meghatározással. Az öntöttvasat általában vas és szén ötvözetének nevezik, és a szénnek itt legalább 2%-nak kell lennie. Tehát mi a vastermelés folyamata? Ehhez először is hatalmas nagyolvasztóra van szükség. Méretei elképesztőek: egy ilyen kemence magassága 30 m, belső átmérője 12 m. A kemence legszélesebb részét gőzölőnek nevezik, az alsót, amelyen keresztül forró levegő jut a kemencébe, egy kandalló, a a felső egy tengely. Egyébként a felső részen van egy speciális lyuk - egy felső, amely speciális redőnnyel van lezárva. A nagyolvasztó működési elve ellenáramú: alulról belelevegőt, az anyagokat felülről szállítják. A vas előállításához szükséges anyagok közé tartozik a folyasztószer (enélkül nem képződhet salak), a koksz (a víz melegítéséhez, olvasztásához és redukálásához szükséges) és az érc (ez a fő nyersanyag).

A gyártáshoz még szüksége lesz:

• kocsik;
• szállítók;
• bunkers;
• különleges csaptelep stb.

Alapanyagok

Bevezetés az ötvözetekbe, a vas- és acélgyártás az iskolában kezdődik – ezt a témát a kémia munkaprogramja tartalmazza. A tankönyvek a vasérc összetételét tárgyalják: ez maga az ércanyag, azaz vas-karbonátok, szilikátok és oxidok, valamint dolomitból, homokkőből, mészkőből és kvarcitból álló meddőkőzet. Megjegyzendő, hogy a különböző ércekben eltérő mennyiségű ércanyag lehet jelen. Ez a kritérium alapján osztják fel az ércet szegényekre és gazdagokra. Az elsőt dúsításra küldik, a második pedig azonnal felhasználható a gyártásban.

Egy tonna nyersvas előállításához szüksége lesz: három tonna ércre, egy tonna kokszra, húsz tonna vízre. A fluxus mennyisége az érc típusától függ.

A vasércek fajtái

Mielőtt rátérnénk a vasgyártás folyamatára, tájékoztatást nyújtunk a vasércek típusairól. Ez lehet:

1. Barna vasérc. Jellemzője a 25-50%-os vastartalom, úgynevezett vizes oxidok formájában. A hulladékkő agyagos.
2. Hematit(vörös vasércnek is nevezik). Ez egy vízmentes oxid, itt minimális a káros szennyeződések tartalma. A vas itt körülbelül 45-55%.
3. Mágneses vasérc. A vastartalom itt körülbelül 30-37%. A kopott kőzet szilícium-dioxid tömeg.
4. A sziderit (második neve vasérc) rendkívül könnyen oxidálódik, és barna mészkővé alakul.

Gyártástechnológia

A vasgyártás technológiája több szakaszból áll. Minden az érc elkészítésével kezdődik: vegyi összetétel és természetesen méret szerint válogatják. A nagy nyersanyagokat összetörik, a kis részecskéket vagy az ércport agglomerálják. Ugyanebben a szakaszban a szegény ércek dúsítása is megtörténik. Ezen túlmenően az előkészítés során a meddőkő jelentős része eltávolítódik, illetve a vastartalom megnő. A vasgyártás technológia következő szakasza az üzemanyag-előkészítés. Minden a kólával kezdődik. Ebben a szakaszban a kokszot átszűrik - minden felesleges finomságot eltávolítanak róla, ami üzemanyagveszteséghez vezethet. A kohóvasgyártás következő szakasza a folyasztószer készítése. Pluszokat összetörnek, apróságot szitálnak ki belőle. Az eljárás után az összes anyagot a kemencébe töltik. Ezután közvetlenül megkezdődik a nyersvas nagyolvasztó gyártása: a kemencét megtöltik koksszal, hozzáadnak egy agglomerátort (ez a folyasztószerrel szinterezett érc neve), és ismét hozzáadják a kokszot.

Az olvasztáshoz szükséges hőmérsékletet felmelegített levegő befújásával tartják fenn. Az égési folyamatbana kandallóban lévő koksz szén-dioxidot termel. A CO_{2 kokszon halad át CO-vá. Ezenkívül a szén-monoxid helyreállítja az érc nagy részét. Ebben a folyamatban a vas megszilárdul, és átjut a kemence azon részébe, ahol a levegő nagyon forró. Itt a vas feloldja magában a szenet. Valójában így néz ki a vasgyártás a nagyolvasztóban. A kemencéből származó folyékony vas speciális üstökbe esik, amelyekből előre elkészített formákba öntik. Lehetőség van speciális gyűjteményekbe-keverőkbe önteni, amelyekben az ötvözet egy ideig folyékony formában marad. A kohós nyersvasgyártással egyidejűleg a szilícium, a mangán és számos egyéb szennyeződés csökken.}

Öntöttvas típusok

Csak kétféle öntöttvas létezik: fehér és szürke. A különbség a kémiai összetételben és a hőkezelési folyamatban rejlik. Így a fehér öntöttvasak nagyon gyors, míg a szürkeöntvények a lassú hűtés eredményeként jönnek létre. A fehéreket olyan tulajdonságok jellemzik, mint a törékenység és a keménység. Rendkívül nehéz vágni, közben darabok törnek le róluk. Ezért a fehér öntöttvasokat csak nyersdarabokként használják más öntöttvas osztályok gyártásához. Például az ilyen típusú kiégetés eredményeként temperöntvényeket kapnak. Kérjük, vegye figyelembe: a képlékeny névnek semmi köze a kovácsolási folyamathoz. A történészek szerint ez annak köszönhető, hogy korábban ilyen tulajdonságokkal rendelkező öntöttvasból készítettek patkókat. Ezt a típust széles körben használjákmezőgazdasági gépészet és autóipar. A szürkeöntvények közötti fő különbség a rugalmasság és a nagy szilárdság. Ez lehetővé teszi olyan területeken történő felhasználásukat, mint a szerszámgépek, a mezőgazdaság és az autóipar, valamint a háztartási felhasználás.

Egyébként vannak úgynevezett félöntöttvasak. A fehér és szürke fajok köztes tulajdonságaik vannak. Ezen túlmenően az ötvözet hűtési intenzitásának beállításával különféle öntvények készíthetők, amelyek szilárdságában, hajlékonyságában és egyéb tulajdonságaiban különböznek. A különleges tulajdonságokkal rendelkező öntöttvasak a következők:

• súrlódásgátló, perselyek, tengelyek, csapágyak gyártásához használt;
• kopásálló, szükséges szivattyúberendezések, nitrogénipar különféle alkatrészei, kemenceöntvények létrehozásához;
• hőálló, amelyeket kemenceöntvények, csőrendszerek és gázturbinás motorok gyártásához használnak;
• hőálló, alkalmas kemenceszerelvényekhez és kazán alkatrészekhez;
• korrózióálló, nélkülözhetetlen a vegyiparban és a repülési iparban különféle alkatrészek gyártásához, amelyeket agresszív környezetben használnak.

Az öntöttvas jellemzői

A minőségi öntöttvasat a következő tulajdonságok jellemzik:

• kiváló hőkapacitás;
• jó korrózióállóság;
• megnövelt hőállóság.

Ezek és más jellemzők lehetővé teszik az öntöttvas használatáta mindennapi életben és a nehéziparban. Különösen népszerűek az orosz gyártmányú öntöttvas edények. Ebből az anyagból nem csak serpenyők és edények készülnek, hanem fondü, brazierek, sütőedények, serpenyők és grillek is.

Érdemes megjegyezni, hogy az ebből az anyagból készült ételek egyaránt alkalmasak palacsinta sütésére, pörköltek, gabonafélék főzésére és pilaf párolására. Az a tény, hogy az öntöttvas meglehetősen lassan melegszik fel, de tökéletesen felhalmozza a hőt és egyenletesen osztja el. A szakértők azt mondják: különböző cégek foglalkoznak öntöttvas edények gyártásával. Mindegyik megközelítőleg azonos minőségű termékeket állít elő. E sokféleség közül kiemelkedik a szentpétervári "Neva" üzem termékei. Ez az üzem az egyik legnagyobb öntöttvas edénygyártó az Orosz Föderációban.