Tormi tootmine Venemaal, arengulugu

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-02 13:53

Vene Föderatsioon on juba mitusada aastat olnud malmi tootmisel maailma juhtivate riikide seas. Seda sulamit kasutatakse erinevates tööstusharudes, seda kasutatakse kunsti- ja dekoratiivtoodete loomiseks. Eksperdid ütlevad: malm on inimelu lahutamatu osa, seda peetakse teenitult üheks ihaldatuimaks materjaliks. Täna teeme ettepaneku rääkida mustmetallurgiast, raua ja terase tootmisest ning nende mõjust inimesele. Pöördume valukoja arengu kroonika juurde üldiselt: ajaloolised faktid ja huvitav teave ootavad teid!

Ajalugu: vaseaeg

Malm on tuhandeaastase ajalooga metall, selle juured ulatuvad tagasi eKr. Üldiselt dateerivad ajaloolased esimesed tõendid metallurgia tekke kohta 6.–5. aastatuhandesse eKr. Siis kasutas inimene tööriistade loomisel veel kivi, kuid juba tuli ette vasknööbid. Tavaliste kivide jaoks tükikeste võtmine ja nende töötlemine samamoodi nagu mis tahes kivide puhul - lihts alt üksteisele löömine - sai inimene aru: need kivid ei purune, vaid ainult deformeeruvad ja seetõttusaab vormida peaaegu igaks kujuks. Ajaloolased nimetasid seda meetodit hiljem külmsepistamiseks. Nii sai vasest kivi aseaine, kalakonksude, odaotste ja pistodade valmistamine muutus palju lihtsamaks, pealegi ületas selliste toodete kvaliteet oluliselt kivist ja luust valmistatud analoogide kvaliteeti. Samal ajal paranes puidutöötlemine, sai võimalikuks väikeste detailide tootmine. Muide, teadlased on tõestanud, et territooriumidel, kus vaske aktiivselt kasutati, tekkis ratta välimus palju varem. See tõestab tõsiasja, et inimkonna areng on lahutamatult ja tihed alt seotud metallurgia arenguga.

Pronksiaeg

Kui inimesed õppisid looma pronksi – vasest ja tinast koosnevat sulamit, astus inimkond pronksiaega. Tänapäeval ei suuda ajaloolased vastata küsimusele, kuidas täpselt inimene sellise sulami leiutas. Enamik teadlasi usub, et see juhtus puhtjuhuslikult, kui tina sattus sulavasega anumasse. Fakt jääb faktiks, et tuhat aastat võitlesid inimesed pronksmõõkadega ja küpsetasid pronkspottides.

Rauaaeg

Ajaloolased ütlevad: rauda oli palju lihtsam saada kui vaske või tina. Asi on selles, et seda leidub oksiidi ja oksiidi kujul kõikjal. Miks siis inimesed ei hakanud rauda varem kasutama? Vastus on lihtne: selle metalli tootmine on uskumatult keeruline ja aeganõudev protsess, mis toimub mitmes etapis. Selle protsessi uurimiseks kulus rohkem kui üks sajand arengut. Sellepärastpole üllatav, et rahvas pidas tolleaegseid metallurge tõelisteks nõidadeks, kes põletasid maagilisi asju.

Esimene mainimine malmist

Riik, kus raua tootmine algas, loetakse tänapäeval Hiinaks. Ajaloolased ütlevad, et see juhtus umbes viiendal sajandil eKr. Taevaimpeeriumis olid ülipopulaarsed mündid, majapidamistarbed ja mitmesugused malmist valmistatud relvad. Meie ajani on säilinud palju malmist valandeid, näiteks uhke malmlõvi, mille kõrgus on 6 meetrit ja pikkus 5 meetrit Teadlased on tõestanud, et see kuju on valatud ühe korraga, mis kahtlemata annab tunnistust suurest oskusest. esimestest Hiina metallurgidest.

Huvitav fakt: üle maailma peetakse kõrgtugeva malmi tootmise alguseks 19. sajandit pKr, kuigi on usaldusväärselt teada, et Hiinas valmistati sellest mõõku juba enne Kristuse sündi!

Tootmise päritolu Venemaal

Millal alustati Venemaal raua tootmist? Kuldhordi suurte linnade territooriumil tehtud arheoloogilised väljakaevamised tõestavad, et selle toodangu tekkimine ja areng Venemaal algas juba tatari-mongoli ikke päevil! Selles mängis teatud rolli Mongoli kuningriigi lähedus Hiinale.

Praktiliselt kõigis tatari-mongoolia linnades elas Rusichi, kellel olid siin oma töökojad ja müügiletid. Nad mitte ainult ei omaks võtnud kohalike meistrite teadmisi, vaid jagasid ka enda omi. Pärast hordi langemist jätkas tehnoloogia arenemist ja täiustamist. Juba sees16. sajandil hakati Vassili Kolmanda ja Ivan Julma ajal valuraua tootmist aktiivselt kasutama suurtükiväes, millest valmistati peamiselt kahurikuule ja väikekahureid. Samas kasutati ajaloolaste sõnul malmi ka kellade valamisel. Põhitootmine toimus sellistes linnades nagu Moskva ja Tula. Väärib märkimist, et kuni 17. sajandini Euroopas selliseid tehnoloogiaid ei tuntud ja seetõttu said Venemaa tehased aktiivselt eksportida erinevaid malmist valmistatud tööriistu ja südamikke Euroopa riikidesse.

Aktiivne arendus

Petriini ajastul algas raua ja terase tootmise aktiivne areng. Tsaar mõistis, et metallurgiavõimsuste suurendamine viib Venemaa arengule. Uskumatute plaanide elluviimiseks oli Peeter I-l kõik vajalik: nii materjalid kui ka tootmistehnoloogiad. Just selle kuninga ajal algas aktiivne tehaste ehitamine Siberis, Uuralites. Kogu Peeter Suure valitsemisaja jooksul suurendati raua ja terase tootmist 770 korda, Venemaale ilmus 16 suurt metallurgiaettevõtet. Areng jätkus ka pärast keisri surma, 18. sajandi lõpul oli Vene impeeriumi territooriumil üle saja tehase, riik tõusis selles vallas maailma liidriks. Koos tööstuse arenguga arenesid ka metallirakenduste tööstused. Nüüd ei valmistatud malmist mitte ainult relvi, vaid ka nõusid, mälestusmärke, väravaid ja piirdeid.

Väärib märkimist, et kodumaised raua tootmiseks kasutatavad kõrgahjud tunnistati maailma parimateks. Neid iseloomustas kõrgeim tootlikkus isegi minimaalsete kuludega. Aastal XIXsajandil eraldati valukojad kõrgahjudest, mis võimaldas protsessi mitte ainult spetsialiseerida, vaid ka mehhaniseerida. Just sel perioodil tekkisid tempermalmi valandeid tootvad toruvalukojad ja töökojad.

Venemaa on maailma liider

20. sajandil Venemaa tempot ei pidurdanud ja jäi rauavalu liidriks. NSV Liidus moodustas malmi maht umbes 75% metallivalu koguhulgast, see oli tooraine number üks, selle peamised tarbijad olid kaitsetööstus ja põllumajandus. Just malmist valmistasid spetsialistid seadmete osi ja erinevaid osi. Tuleb märkida, et isegi täna on Venemaa säilitanud liidripositsiooni malmi tootmise ja kasutamise osas. Sellest valmistatakse mitte ainult suuremõõtmelisi tooteid, vaid ka selliseid peeneid töid nagu väravaelemendid, ehted, ahjuvalu ja suveniirid!

Raua tootmine: vajalikud seadmed

Alustame määratlusega. Malmi nimetatakse tavaliselt raua sulamiks süsinikuga ja süsinikku peaks siin olema vähem alt 2%. Mis on siis raua tootmise protsess? Esiteks on selleks vaja tohutut kõrgahju. Selle mõõtmed on hämmastavad: sellise ahju kõrgus on 30 m ja siseläbimõõt 12 m. Ahju kõige laiemat kohta nimetatakse aurutamiseks, alumist, mille kaudu kuum õhk ahju siseneb, on kolle, ülemine on võll. Muide, ülemises osas on spetsiaalne auk - ülaosa, mis on suletud spetsiaalse katikuga. Kõrgahju tööpõhimõte on vastuvool: altpoolt sellesseõhku toidetakse ja materjalid tarnitakse ül alt. Raua valmistamiseks vajalikud materjalid on räbusti (ilma selleta ei saa tekkida räbu), koks (vajalik vee soojendamiseks, sulatamiseks ja redutseerimiseks) ja maak (mis on peamine tooraine).

Tootmiseks vajate ka:

• kärud;
• transportöörid;
• punkrid;
• spetsiaalne segisti jne

Tooraine

Sulamite tutvustus, raua ja terase tootmine algab koolis - see teema on ette nähtud keemia tööprogrammis. Õpikutes käsitletakse rauamaagi koostist: see on maagi aine ise ehk raudkarbonaadid, silikaadid ja oksiidid ning aheraine, mis koosneb dolomiidist, liivakivist, lubjakivist ja kvartsiidist. Tuleb märkida, et erinevates maagides võib esineda erinev kogus maagi ainet. Selle kriteeriumi järgi jagatakse maak vaesteks ja rikasteks. Esimene saadetakse rikastamiseks ja teist saab kohe tootmises kasutada.

Tonni malmi tootmiseks vajate: kolm tonni maaki, tonn koksi, kakskümmend tonni vett. Voolu kogus sõltub maagi tüübist.

Rauamaagi tüübid

Enne kui läheme edasi raua tootmisprotsessi juurde, pakume teavet rauamaagi tüüpide kohta. See võib olla:

1. Pruun rauamaak. Seda iseloomustab 25-50% raua sisaldus nn vesilahuste oksiidide kujul. Jäätmekivi on savine.
2. Hematiit(seda nimetatakse ka punaseks rauamaagiks). See on veevaba oksiid, kahjulike lisandite sisaldus on siin minimaalne. Raud on siin umbes 45–55%.
3. Magnetiline rauamaak. Rauasisaldus on siin umbes 30-37%. Jääkkivi on ränidioksiidi mass.
4. Sideriit (selle teine nimi on rauamaak) oksüdeerub väga kergesti, muutudes pruuniks lubjakiviks.

Tootmistehnoloogia

Raua tootmise tehnoloogia koosneb mitmest etapist. Kõik algab maagi valmistamisest: see sorteeritakse keemilise koostise ja loomulikult suuruse järgi. Suured toorained purustatakse ja väikesed osakesed või maagitolm aglomeeritakse. Samal etapil toimub ka kehvade maakide rikastamine. Lisaks eemaldatakse ettevalmistusprotsessi käigus oluline osa aherainest, vastav alt suureneb rauasisaldus. Raua tootmistehnoloogia järgmine etapp on kütuse ettevalmistamine. Kõik algab koksist. Selles etapis koksi sõelutakse - sellest eemaldatakse kõik mittevajalikud trahvid, mis võivad põhjustada kütusekadu. Kõrgahjuraua tootmise järgmine etapp on räbustite valmistamine. Plussid purustatakse, sellest sõelutakse välja pisiasi. Pärast seda protseduuri laaditakse kõik materjalid ahju. Seejärel algab otse malmi kõrgahju tootmine: ahi täidetakse koksiga, lisatakse aglomeraator (see on räbustiga paagutatud maagi nimi) ja uuesti koks.

Sulatamiseks vajalikku temperatuuri hoitakse kuumutatud õhu sissepuhumisega. Põlemisprotsessiskoldes olev koks tekitab süsihappegaasi. CO_{2 läbib koksi ja muutub CO-ks. Lisaks taastab süsinikmonooksiid maagi põhiosa. Selles protsessis muutub raud tahkeks, sisenedes ahju sellesse ossa, kus õhk on väga kuum. Siin lahustab raud süsiniku enda sees. Tegelikult näeb selline välja raua tootmine kõrgahjus. Ahjust saadud vedel raud langeb spetsiaalsetesse kulbidesse, millest see valatakse eelnev alt ettevalmistatud vormidesse. Võimalik on valada spetsiaalsetesse kollektsioonidesse-segistitesse, milles sulam püsib mõnda aega vedelal kujul. Samaaegselt kõrgahju malmi tootmisega vähendatakse räni, mangaani ja mitmeid muid lisandeid.}

Malmi tüübid

On ainult kahte tüüpi malmi: valge ja hall. Nende erinevus seisneb keemilises koostises ja kuumtöötlusprotsessis. Seega on valge malm väga kiire jahtumise tulemus, hallmalm aga aeglase jahutamise tulemusena. Valgeid iseloomustavad sellised omadused nagu haprus ja kõvadus. Neid on äärmiselt raske lõigata, selle käigus purunevad nende küljest tükid. Seetõttu kasutatakse valget malmi ainult toorikutena muude malmiklasside tootmiseks. Näiteks seda tüüpi põletamise tulemusena saadakse tempermalmid. Pange tähele: nimetus tempermalmist ei ole sepistamisprotsessiga mingit pistmist. Ajaloolaste sõnul ilmnes see seetõttu, et hobuserauad valmistati varem selliste omadustega malmist. Seda tüüpi kasutatakse laialdaseltpõllumajandustehnika ja autotööstus. Peamine erinevus hallmalmi vahel on plastilisus koos suure tugevusega. See võimaldab neid kasutada sellistes valdkondades nagu tööpingid, põllumajandus ja autotööstus ning kodukasutus.

Muide, on olemas nn poolmalmid. Neil on valgete ja hallide liikide vahepealsed omadused. Lisaks on selle sulami jahutamise intensiivsuse reguleerimisel võimalik saada mitmesuguseid valandeid, mis erinevad tugevuse, plastilisuse ja muude omaduste poolest. Eriomadustega malmid on järgmised:

• hõõrdevastane, kasutatakse pukside, võllide, laagrite valmistamiseks;
• kulumiskindel, vajalik pumpamisseadmete, erinevate osade loomiseks lämmastikutööstusele, ahjuvalu;
• kuumuskindlad, mida kasutatakse ahjuvalandite, torusüsteemide ja gaasiturbiinmootorite valmistamisel;
• kuumuskindel, sobib ahjuliitmike ja katla osade jaoks;
• korrosioonikindel, asendamatu keemia- ja lennutööstuses erinevate osade valmistamiseks, mida kasutatakse agressiivses keskkonnas.

Malmi omadused

Kvaliteetset malmi iseloomustavad järgmised omadused:

• suurepärane soojusmahtuvus;
• hea korrosioonikindlus;
• suurenenud kuumakindlus.

Need ja muud omadused võimaldavad kasutada malmiigapäevaelus ja rasketööstuses. Eriti populaarsed on Venemaal valmistatud malmist köögitarbed. Sellest materjalist ei valmistata mitte ainult pannid ja potid, vaid ka fondüü, praepannid, küpsetusnõud, hautised ja grillid.

Tasub teada, et sellest materjalist toidud sobivad ühtviisi hästi nii pannkookide praadimiseks, hautiste, teraviljade keetmiseks kui ka pilafi hautamiseks. Fakt on see, et malm soojeneb üsna aeglaselt, kuid see akumuleerib suurepäraselt soojust ja jaotab selle ühtlaselt. Eksperdid ütlevad: malmist köögitarvete tootmisega tegelevad erinevad ettevõtted. Kõik nad toodavad ligikaudu sama kvaliteediga tooteid. Kogu sellest mitmekesisusest paistavad silma Peterburi tehase "Neva" tooted. Just see tehas on üks suurimaid malmist köögitarvete tootjaid Vene Föderatsioonis.