Keliaus gamyba Rusijoje, plėtros istorija

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 13:59

Keli šimtus metų Rusijos Federacija buvo viena iš lyderių pasaulyje ketaus gamybos srityje. Šis lydinys naudojamas įvairiose pramonės šakose, naudojamas kuriant meninius ir dekoratyvinius gaminius. Specialistai teigia: ketus yra neatsiejama žmogaus gyvenimo dalis, pelnytai laikoma viena geidžiamiausių medžiagų. Šiandien siūlome pakalbėti apie juodąją metalurgiją, geležies ir plieno gamybą, jų poveikį žmogui. Pažvelkime į liejyklų verslo raidos kroniką apskritai: jūsų laukia istoriniai faktai ir įdomi informacija!

Istorija: vario amžius

Ketus yra tūkstantmečių istorijos metalas, jo šaknys siekia prieš Kristų. Apskritai istorikai pirmuosius metalurgijos atsiradimo įrodymus datuoja VI-V tūkstantmečiu prieš Kristų. Tada žmogus dar naudojo akmenį kurdamas įrankius, bet jau susidūrė su vario grynuoliais. Paėmęs grynuolius paprastiems akmenims ir apdirbdamas juos taip pat, kaip buvo užteptas bet kokius akmenis – tiesiog daužydamas vienas į kitą – žmogus suprato: šie akmenys nelūžta, o tik deformuojasi, todėl jiegali būti suformuotas beveik bet kokia forma. Istorikai vėliau šį metodą vadins š altuoju kalimu. Taigi varis tapo akmens pakaitalu, tapo daug lengviau gaminti kabliukus, ietigalius ir durklus, be to, tokių gaminių kokybė gerokai pranoko analogų iš akmens ir kaulo kokybę. Kartu pagerėjo medienos apdirbimas, atsirado galimybė gaminti smulkias detales. Beje, mokslininkai įrodė, kad tose teritorijose, kuriose buvo aktyviai naudojamas varis, ratas atsirado daug anksčiau. Tai įrodo faktą, kad žmonijos raida yra neatsiejamai ir glaudžiai susijusi su metalurgijos raida.

Bronzos amžius

Kai žmonės išmoko sukurti bronzą – lydinį, sudarytą iš vario ir alavo, žmonija įžengė į bronzos amžių. Šiandien istorikai negali atsakyti į klausimą, kaip tiksliai žmogus išrado tokį lydinį. Dauguma tyrinėtojų mano, kad tai įvyko atsitiktinai, kai alavas pateko į indą su išlydytu variu. Lieka faktas, kad tūkstantį metų žmonės kovojo su bronziniais kardais ir virė bronziniuose puoduose.

geležies amžius

Istorikai sako: gauti geležies buvo daug lengviau nei vario ar alavo. Reikalas tas, kad jis visur randamas oksido ir oksido pavidalu. Taigi kodėl žmonės nepradėjo vartoti geležies anksčiau? Atsakymas paprastas: šio metalo gamyba yra neįtikėtinai sudėtingas ir daug laiko reikalaujantis procesas, vykstantis keliais etapais. Šiam procesui ištirti prireikė daugiau nei vieno šimtmečio vystymosi. Štai kodėlnenuostabu, kad anų laikų metalurgus liaudis laikė tikrais burtininkais, deginančiais magiškus daiktus.

Pirmasis ketaus paminėjimas

Šalis, kurioje prasidėjo geležies gamyba, šiandien laikoma Kinija. Istorikai teigia, kad tai įvyko maždaug V amžiuje prieš Kristų. Dangaus imperijoje iš ketaus buvo itin populiarios monetos, buities reikmenys, įvairūs ginklai. Iki mūsų laikų išliko daug ketaus liejinių, pavyzdžiui, didingas ketaus liūtas, kurio aukštis 6 metrai ir ilgis 5 metrai. Mokslininkai įrodė, kad ši statula buvo nulieta vienu metu, o tai neabejotinai liudija puikų meistriškumą. pirmųjų Kinijos metalurgų.

Įdomus faktas: visame pasaulyje kaliojo ketaus gamybos pradžia laikomas XIX mūsų eros amžius, nors patikimai žinoma, kad Kinijoje iš jo kardai buvo gaminami dar prieš Kristaus gimimą!

Gamybos kilmė Rusijoje

Kada Rusijoje prasidėjo geležies gamyba? Didžiųjų Aukso ordos miestų teritorijoje atlikti archeologiniai kasinėjimai įrodo, kad šios produkcijos atsiradimas ir plėtra Rusijoje prasidėjo dar totorių-mongolų jungo laikais! Tam tikrą vaidmenį suvaidino Mongolų karalystės artumas Kinijai.

Praktiškai visuose totorių ir mongolų miestuose gyveno Rusiči, kurie čia turėjo savo dirbtuves ir prekybos kioskus. Jie ne tik perėmė vietinių meistrų žinias, bet ir pasidalino savomis. Ordai žlugus, technologijos toliau vystėsi ir tobulėjo. Jau įtrauktaXVI amžiuje, vadovaujant Vasilijui Trečiajam ir Ivanui Rūsčiajam, liejimo geležies gamyba buvo pradėta aktyviai naudoti artilerijoje, iš jos daugiausia buvo gaminami patrankų sviediniai ir mažos patrankos. Tuo pačiu metu, pasak istorikų, varpams lieti buvo naudojamas ir ketus. Pagrindinė gamyba vyko tokiuose miestuose kaip Maskva ir Tula. Verta paminėti, kad iki XVII amžiaus Europa tokių technologijų nežinojo, todėl Rusijos gamyklos galėjo aktyviai eksportuoti įvairius įrankius ir šerdis iš ketaus į Europos šalis.

Aktyvi plėtra

Petro eros laikais prasidėjo aktyvi geležies ir plieno gamybos plėtra. Caras suprato, kad metalurgijos pajėgumų padidėjimas paskatins Rusiją vystytis. Kad įgyvendintų neįtikėtinus planus, Petras I turėjo viską, ko reikia: ir medžiagas, ir gamybos technologijas. Būtent šiam karaliui Sibire, Urale, prasidėjo aktyvios gamyklų statybos. Per visą Petro Didžiojo valdymo laikotarpį geležies ir plieno gamyba padidinta 770 kartų, Rusijoje atsirado 16 didelių metalurgijos gamyklų. Vystymasis tęsėsi ir po imperatoriaus mirties, XVIII amžiaus pabaigoje Rusijos imperijos teritorijoje veikė daugiau nei šimtas gamyklų, šalis tapo pasauline šios srities lydere. Kartu su pramonės plėtra vystėsi ir metalo taikymo pramonė. Dabar iš ketaus buvo gaminami ne tik ginklai, bet ir indai, paminklai, vartai ir tvoros.

Verta pažymėti, kad buitinės aukštakrosnės, naudojamos geležies gamybai, buvo pripažintos geriausiomis pasaulyje. Jie pasižymėjo didžiausiu našumu net ir minimaliomis sąnaudomis. XIX amžiujeamžiuje liejyklos buvo atskirtos nuo aukštakrosnių, todėl buvo galima ne tik specializuoti procesą, bet ir jį mechanizuoti. Būtent šiuo laikotarpiu atsirado vamzdžių liejyklos ir dirbtuvės, gaminančios kaliojo ketaus liejinius.

Rusija yra pasaulio lyderė

XX amžiuje Rusija nesumažino tempo ir išliko geležies liejimo lyderė. SSRS ketaus apimtys sudarė apie 75% viso metalo liejinio kiekio. Tai buvo žaliava numeris vienas, pagrindiniai jo vartotojai buvo gynybos pramonė ir žemės ūkis. Būtent iš ketaus specialistai gamino detales ir įvairius įrangos mazgus. Reikėtų pažymėti, kad net ir šiandien Rusija išlaiko lyderio poziciją ketaus gamybos ir naudojimo srityje. Iš jo gaminami ne tik didelių gabaritų gaminiai, bet ir tokie subtilūs darbai kaip vartų elementai, papuošalai, krosnių liejimas ir suvenyrai!

Geležies gamyba: reikalinga įranga

Pradėkime nuo apibrėžimo. Ketaus paprastai vadinamas geležies lydiniu su anglimi, o anglies čia turėtų būti ne mažiau kaip 2%. Taigi, koks yra geležies gamybos procesas? Visų pirma, tam reikia didžiulės aukštakrosnės. Jos matmenys nuostabūs: tokios krosnies aukštis – 30 m, o vidinis skersmuo – 12 m. Plačiausia krosnies vieta vadinama garine, apatinė, per kurią į krosnį patenka karštas oras, yra židinys, viršutinis yra velenas. Beje, viršutinėje dalyje yra speciali skylutė - viršus, kuris uždaromas specialia sklende. Aukštakrosnės veikimo principas yra priešpriešinis: iš apačios į jątiekiamas oras, o medžiagos tiekiamos iš viršaus. Geležies gamybai reikalingos medžiagos yra srautas (be jo negali susidaryti šlakas), koksas (reikalingas vandeniui šildyti, lydyti ir redukuoti) ir rūda (kuri yra pagrindinė žaliava).

Gamybai taip pat reikės:

• krepšeliai;
• vežėjai;
• bunkeriai;
• specialus maišytuvas ir kt.

Žaliavos

Supažindinimas su lydiniais, geležies ir plieno gamyba prasideda mokykloje – ši tema numatyta chemijos darbo programoje. Vadovėliuose aptariama geležies rūdos sudėtis: tai pati rūdos medžiaga, tai yra geležies karbonatai, silikatai ir oksidai bei atliekos, susidedančios iš dolomito, smiltainio, kalkakmenio ir kvarcito. Reikėtų pažymėti, kad skirtingoje rūdoje gali būti skirtingi rūdos medžiagos kiekiai. Būtent pagal šį kriterijų rūda skirstoma į vargšą ir turtingą. Pirmasis siunčiamas sodrinti, o antrasis gali būti nedelsiant naudojamas gamyboje.

Norint pagaminti toną ketaus, jums reikės: trijų tonų rūdos, tonos kokso, dvidešimties tonų vandens. Srauto kiekis priklauso nuo rūdos rūšies.

Geležies rūdos rūšys

Prieš pereidami prie geležies gamybos proceso, siūlome informaciją apie geležies rūdos rūšis. Tai gali būti:

1. Ruda geležies rūda. Jam būdingas 25–50% geležies kiekis vadinamųjų vandeninių oksidų pavidalu. Atliekos yra molingos.
2. Hematitas(ji dar vadinama raudonąja geležies rūda). Tai bevandenis oksidas, kenksmingų priemaišų kiekis čia yra minimalus. Čia geležies yra apie 45–55%.
3. Magnetinė geležies rūda. Geležies kiekis čia yra apie 30-37%. Atliekos yra silicio dioksido masė.
4. Sideritas (antrasis jo pavadinimas yra geležies rūda) itin lengvai oksiduojasi ir virsta rudu kalkakmeniu.

Gamybos technologija

Geležies gamybos technologija susideda iš kelių etapų. Viskas prasideda nuo rūdos paruošimo: ji rūšiuojama pagal cheminę sudėtį ir, žinoma, pagal dydį. Stambios žaliavos susmulkinamos, o smulkios dalelės ar rūdos dulkės aglomeruojamos. Tuo pačiu etapu taip pat vyksta prastų rūdų sodrinimas. Be to, paruošimo metu pašalinama nemaža dalis atliekų, atitinkamai padidėja geležies kiekis. Kitas geležies gamybos technologijos etapas – kuro paruošimas. Viskas prasideda nuo kokakolos. Šio etapo metu koksas yra sijotas – iš jo pašalinamos visos nereikalingos baudos, dėl kurių gali tekti kuro. Kitas aukštakrosnių geležies gamybos etapas yra srautų paruošimas. Pliusai susmulkinami, iš jo išsijojama smulkmena. Po šios procedūros visos medžiagos kraunamos į krosnį. Tada tiesiogiai pradedama ketaus gamyba aukštakrosnėje: krosnis užpildoma koksu, pridedamas aglomeratorius (taip vadinamas fliusu sukepinta rūda) ir vėl įpilama kokso.

Lydymui reikalinga temperatūra palaikoma pučiant įkaitintą orą. Degimo procesekoksas židinyje gamina anglies dioksidą. CO_{2 praeina per koksą ir tampa CO. Be to, anglies monoksidas atkuria pagrindinę rūdos dalį. Šiame procese geležis tampa kieta, patenka į tą krosnies dalį, kurioje oras yra labai karštas. Čia geležis ištirpina savyje esančią anglį. Tiesą sakant, taip atrodo geležies gamyba aukštakrosnėje. Skysta geležis iš krosnies patenka į specialius kaušelius, iš kurių pilama į iš anksto paruoštas formas. Galima pilti į specialias kolekcijas-maišytuvus, kuriuose lydinys kurį laiką išliks skysto pavidalo. Kartu su aukštakrosnių ketaus gamyba mažėja silicio, mangano ir daugybė kitų priemaišų.}

Ketaus tipai

Yra tik dviejų tipų ketaus: b altas ir pilkas. Skirtumas tarp jų yra cheminė sudėtis ir terminio apdorojimo procesas. Taigi b altas ketus yra labai greito aušinimo rezultatas, o pilkasis – dėl lėto aušinimo. B altai pasižymi tokiomis savybėmis kaip trapumas ir kietumas. Juos labai sunku pjaustyti, o proceso metu nuo jų nutrūksta gabalėliai. Todėl b altasis ketus naudojamas tik kaip ruošiniai kitų rūšių ketaus gamybai. Pavyzdžiui, dėl šio tipo apdegimo gaunami kaliojo ketaus. Atkreipkite dėmesį: pavadinimas kaliojo neturi nieko bendra su kalimo procesu. Pasak istorikų, tai atsirado dėl to, kad pasagos anksčiau buvo gaminamos iš tokiomis savybėmis pasižyminčio ketaus. Šis tipas plačiai naudojamasžemės ūkio inžinerija ir automobilių pramonė. Pagrindinis skirtumas tarp pilkojo ketaus yra plastiškumas kartu su dideliu stiprumu. Tai leidžia juos naudoti tokiose srityse kaip staklės, žemės ūkis ir automobilių pramonė bei buitinis naudojimas.

Beje, yra vadinamųjų pusiau ketaus. Jie turi tarpinių b altų ir pilkų rūšių savybių. Be to, reguliuojant šio lydinio aušinimo intensyvumą, galima gauti įvairius liejinius, kurie skirsis stiprumu, plastiškumu ir kitomis savybėmis. Ypatingų savybių ketaus yra:

• antifrikcija, naudojama įvorėms, velenams, guoliams gaminti;
• atsparus nusidėvėjimui, reikalingas siurblinės įrangos, įvairių dalių azoto pramonei kūrimui, krosnių liejimui;
• atsparūs karščiui, naudojami krosnių liejiniams, vamzdžių sistemoms ir dujų turbininiams varikliams gaminti;
• atsparus karščiui, tinka krosnių furnitūrai ir katilo dalims;
• atsparus korozijai, būtinas gaminant įvairias dalis chemijos ir aviacijos pramonėje, kurios naudojamos agresyvioje aplinkoje.

Ketaus savybės

Kokybiškas ketus pasižymi šiomis savybėmis:

• puiki šilumos talpa;
• geras atsparumas korozijai;
• padidėjęs atsparumas karščiui.

Šios ir kitos savybės leidžia naudoti ketųkasdieniame gyvenime ir sunkiojoje pramonėje. Ypač populiarūs Rusijoje pagaminti ketaus indai. Iš šios medžiagos gaminamos ne tik keptuvės ir puodai, bet ir fondiu, keptuvės, kepimo indai, troškiniai ir kepsninės.

Verta pastebėti, kad iš šios medžiagos pagaminti patiekalai vienodai tinka blynams kepti, troškiniams, dribsniams virti, plovui troškinti. Faktas yra tas, kad ketus įkaista gana lėtai, tačiau puikiai sukaupia šilumą ir paskirsto ją tolygiai. Specialistai teigia: ketaus indų gamyba užsiima įvairios įmonės. Visi jie gamina maždaug vienodos kokybės produktus. Iš visos šios įvairovės išsiskiria Sankt Peterburgo gamyklos „Neva“produkcija. Būtent ši gamykla yra viena didžiausių ketaus indų gamintojų Rusijos Federacijoje.