تولید آهن خوک در روسیه، تاریخچه توسعه

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-02 13:53

برای چند صد سال، فدراسیون روسیه در میان رهبران جهان در تولید چدن بوده است. از این آلیاژ در صنایع مختلف استفاده می شود، برای ایجاد محصولات هنری و تزئینی استفاده می شود. کارشناسان می گویند: چدن بخشی جدایی ناپذیر از زندگی انسان است، آن را به شایستگی یکی از پرطرفدارترین مواد می دانند. امروز پیشنهاد می کنیم در مورد متالورژی آهنی، تولید آهن و فولاد، تاثیر آنها بر انسان صحبت کنیم. بیایید به تاریخچه توسعه تجارت ریخته گری به طور کلی بپردازیم: حقایق تاریخی و اطلاعات جالب در انتظار شما هستند!

تاریخچه: عصر مس

چدن فلزی با هزاران سال قدمت است که ریشه آن به قبل از میلاد می رسد. به طور کلی، مورخان اولین شواهد پیدایش متالورژی را به هزاره 6-5 قبل از میلاد می دانند. سپس شخصی هنوز از سنگ برای ایجاد ابزار استفاده می کرد، اما قبلاً به قطعات مسی برخورد کرد. گرفتن قطعات برای سنگ های معمولی و پردازش آنها به همان روشی که برای هر سنگی اعمال می شود - فقط به یکدیگر ضربه می زنند - فرد فهمید: این سنگ ها شکسته نمی شوند، بلکه فقط تغییر شکل می دهند و بنابراین آنها را تغییر می دهند.تقریباً به هر شکلی قابل قالب گیری است. مورخان بعداً این روش را آهنگری سرد نامیدند. بنابراین مس جایگزین سنگ شد، ساخت قلاب ماهی، سر نیزه و خنجر بسیار آسان تر شد، علاوه بر این، کیفیت چنین محصولاتی به طور قابل توجهی از کیفیت آنالوگ های ساخته شده از سنگ و استخوان فراتر رفت. در همان زمان، پردازش چوب بهبود یافت، امکان تولید قطعات کوچک فراهم شد. به هر حال، دانشمندان ثابت کرده اند که در مناطقی که به طور فعال از مس استفاده می شد، ظاهر چرخ خیلی زودتر اتفاق افتاد. این واقعیت را ثابت می کند که توسعه بشر به طور جدایی ناپذیر و نزدیک با توسعه متالورژی مرتبط است.

عصر برنز

وقتی مردم یاد گرفتند که چگونه برنز ایجاد کنند - آلیاژی متشکل از مس و قلع، بشریت وارد عصر برنز شد. امروزه مورخان نمی توانند به این سوال پاسخ دهند که چگونه شخصی چنین آلیاژی را اختراع کرده است. اکثر محققان بر این باورند که این اتفاق به طور کاملاً تصادفی رخ داده است، زمانی که قلع وارد ظرفی با مس مذاب شد. واقعیت این است که هزار سال مردم با شمشیرهای برنزی جنگیدند و در دیگ‌های برنزی آشپزی کردند.

عصر آهن

مورخان می گویند: بدست آوردن آهن بسیار آسان تر از مس یا قلع بود. مسئله این است که در همه جا به شکل اکسید و اکسید یافت می شود. پس چرا مردم زودتر شروع به استفاده از آهن نکردند؟ پاسخ ساده است: تولید این فلز یک فرآیند فوق العاده پیچیده و زمان بر است که در چند مرحله انجام می شود. مطالعه این فرآیند بیش از یک قرن توسعه طول کشید. از همین روجای تعجب نیست که متالوژیست های آن زمان توسط مردم به عنوان جادوگران واقعی در نظر گرفته می شدند که چیزهای جادویی را می سوزانند.

اولین ذکر از چدن

کشوری که تولید آهن در آن آغاز شد، امروزه چین محسوب می شود. مورخان می گویند که این اتفاق در حدود قرن پنجم قبل از میلاد رخ داده است. در امپراتوری آسمانی، سکه ها، ظروف خانگی و سلاح های مختلف ساخته شده از چدن بسیار محبوب بودند. بسیاری از ریخته‌گری‌های چدنی تا زمان ما باقی مانده است، به عنوان مثال، یک شیر چدنی باشکوه که 6 متر ارتفاع و 5 متر طول دارد.دانشمندان ثابت کرده‌اند که این مجسمه در یک زمان ریخته‌گری شده است که بی‌تردید گواه این مهارت بزرگ است. از اولین متالورژیست های چینی.

واقعیت جالب: در سرتاسر جهان، آغاز تولید آهن نشکن را قرن نوزدهم پس از میلاد می دانند، اگرچه به طور قابل اعتماد شناخته شده است که در چین حتی قبل از میلاد مسیح از آن شمشیر ساخته شده است!

منشا تولید در روسیه

تولید آهن از چه زمانی در روسیه آغاز شد؟ کاوش های باستان شناسی انجام شده در قلمرو شهرهای بزرگ گروه ترکان طلایی ثابت می کند که ظهور و توسعه این تولید در روسیه از زمان یوغ تاتار-مغول آغاز شد! نزدیکی پادشاهی مغول به چین نقش خاصی در این امر داشت.

عملاً در تمام شهرهای تاتار-مغولستان روسیچی زندگی می کرد که کارگاه ها و غرفه های تجاری خود را در اینجا داشتند. آنها نه تنها دانش استادان محلی را پذیرفتند، بلکه دانش خود را نیز به اشتراک گذاشتند. پس از سقوط هورد، فناوری به توسعه و بهبود ادامه داد. در حال حاضر دردر قرن شانزدهم ، در زمان واسیلی سوم و ایوان وحشتناک ، تولید آهن ریخته گری به طور فعال در توپخانه مورد استفاده قرار گرفت ، عمدتاً گلوله های توپ و توپ های کوچک از آن ساخته می شد. در همان زمان، مورخان می گویند، در ریخته گری زنگ ها از چدن نیز استفاده می شد. تولید اصلی در شهرهایی مانند مسکو و تولا انجام شد. شایان ذکر است که تا قرن هفدهم اروپا چنین فناوری هایی را نمی شناخت و به همین دلیل کارخانه های روسی می توانستند به طور فعال ابزارها و هسته های مختلف ساخته شده از چدن را به کشورهای اروپایی صادر کنند.

توسعه فعال

در دوران پترین، توسعه فعال تولید آهن و فولاد آغاز شد. تزار فهمید که افزایش ظرفیت های متالورژی روسیه را به سمت توسعه سوق می دهد. برای اجرای برنامه های باورنکردنی، پیتر اول همه چیز لازم را داشت: هم مواد و هم فناوری های تولید. در زمان این پادشاه بود که ساخت و ساز فعال کارخانه ها در سیبری در اورال آغاز شد. در تمام دوران سلطنت پتر کبیر، تولید آهن و فولاد 770 برابر شد، 16 کارخانه بزرگ متالورژی در روسیه ظاهر شد. توسعه پس از مرگ امپراتور ادامه یافت، در پایان قرن 18 بیش از صد کارخانه در قلمرو امپراتوری روسیه وجود داشت، این کشور به یک رهبر جهانی در این زمینه تبدیل شد. همزمان با توسعه صنعت، صنایع کاربرد فلز نیز توسعه یافت. اکنون نه تنها سلاح‌ها از چدن ساخته می‌شوند، بلکه ظروف، بناهای تاریخی، دروازه‌ها و حصارها نیز ساخته می‌شوند.

شایان ذکر است که کوره بلندهای داخلی مورد استفاده برای تولید آهن به عنوان بهترین کوره در جهان شناخته شد. آنها با بالاترین بهره وری حتی با حداقل هزینه مشخص می شدند. در XIXدر قرن حاضر، ریخته‌گری‌ها از کوره‌های بلند جدا شدند، که این امر نه تنها امکان تخصصی کردن فرآیند، بلکه مکانیزه کردن آن را نیز فراهم کرد. در این دوره بود که ریخته گری لوله و کارگاه های تولید ریخته گری آهن چکش خوار ظاهر شدند.

روسیه رهبر جهان

در قرن بیستم، روسیه سرعت خود را کاهش نداد و در ریخته‌گری پیشرو باقی ماند. در اتحاد جماهیر شوروی، حجم چدن حدود 75٪ از کل مقدار ریخته گری فلز را تشکیل می داد، این ماده خام شماره یک بود، مصرف کنندگان اصلی آن صنایع دفاعی و کشاورزی بودند. از چدن بود که متخصصان قطعات و واحدهای مختلف تجهیزات را ساختند. لازم به ذکر است که حتی امروزه روسیه از نظر تولید و استفاده از چدن جایگاه پیشرو را حفظ کرده است. از آن نه تنها برای ساخت محصولات با اندازه بزرگ، بلکه کارهای ظریفی مانند عناصر دروازه، جواهرات، ریخته گری کوره و سوغاتی استفاده می شود!

تولید آهن: تجهیزات لازم

بیایید با یک تعریف شروع کنیم. چدن معمولاً آلیاژ آهن با کربن نامیده می شود و کربن در اینجا باید حداقل 2٪ باشد. بنابراین روند تولید آهن چگونه است؟ اول از همه، این به یک کوره بلند بزرگ نیاز دارد. ابعاد آن شگفت انگیز است: ارتفاع چنین کوره ای 30 متر و قطر داخلی آن 12 متر است. عریض ترین قسمت کوره بخار پز نامیده می شود، قسمت پایینی که هوای گرم از طریق آن وارد کوره می شود، یک اجاق است. بالا یک شفت است. به هر حال، در قسمت بالایی یک سوراخ مخصوص وجود دارد - یک بالا که با یک دریچه مخصوص بسته شده است. اصل کار یک کوره بلند جریان مخالف است: از پایین به آنهوا تامین می شود و مواد از بالا تامین می شود. مواد مورد نیاز برای ساخت آهن شامل شار (بدون آن سرباره تشکیل نمی شود)، کک (که برای گرم کردن آب، ذوب و کاهش آن ضروری است) و سنگ معدن (که ماده اولیه اصلی است).

برای تولید شما همچنین نیاز دارید:

• carts;
• حمل و نقل؛
• پناهگاه;
• شیر آب ویژه و غیره

مواد خام

معرفی آلیاژها، تولید آهن و فولاد از مدرسه شروع می شود - این مبحث در برنامه کاری در شیمی پیش بینی شده است. کتاب‌های درسی ترکیب سنگ آهن را مورد بحث قرار می‌دهند: این خود ماده معدنی است، یعنی کربنات‌های آهن، سیلیکات‌ها و اکسیدها، و سنگ‌های باطله، متشکل از دولومیت، ماسه‌سنگ، سنگ آهک و کوارتزیت. لازم به ذکر است که مقادیر مختلفی از ماده معدنی ممکن است در کانه های مختلف وجود داشته باشد. با این معیار است که سنگ معدن به فقیر و غنی تقسیم می شود. اولی برای غنی‌سازی ارسال می‌شود و دومی می‌تواند بلافاصله در تولید استفاده شود.

برای تولید یک تن چدن به: سه تن سنگ معدن، یک تن کک، بیست تن آب نیاز دارید. مقدار شار بستگی به نوع سنگ معدن دارد.

انواع سنگ آهن

قبل از اینکه به فرآیند تولید آهن بپردازیم، اطلاعاتی در مورد انواع سنگ آهن ارائه می دهیم. ممکن است:

1. سنگ آهن قهوه ای. با محتوای 25-50٪ آهن به شکل اکسیدهای آبی مشخص می شود. سنگ باطله رسی است.
2. هماتیت(به آن سنگ آهن قرمز نیز می گویند). این یک اکسید بی آب است، محتوای ناخالصی های مضر در اینجا حداقل است. آهن در اینجا حدود 45-55٪ است.
3. سنگ آهن مغناطیسی. میزان آهن در اینجا حدود 30-37٪ است. سنگ زباله یک توده سیلیس است.
4. سیدریت (نام دوم آن سنگ آهن اسپار است) به راحتی اکسید می شود و به سنگ آهک قهوه ای تبدیل می شود.

فناوری تولید

تکنولوژی تولید آهن از چند مرحله تشکیل شده است. همه چیز با تهیه سنگ معدن شروع می شود: بر اساس ترکیب شیمیایی و البته بر اساس اندازه طبقه بندی می شود. مواد خام بزرگ خرد می شوند و ذرات ریز یا گرد و غبار سنگ معدن آگلومره می شوند. در همین مرحله، بهره‌برداری از سنگ معدن‌های ضعیف نیز صورت می‌گیرد. علاوه بر این، در طول فرآیند آماده سازی، بخش قابل توجهی از سنگ ضایعات حذف می شود، به ترتیب میزان آهن افزایش می یابد. مرحله بعدی فناوری تولید آهن، آماده سازی سوخت است. همه چیز با کک شروع می شود. در طی این مرحله، کک غربال می شود - تمام جریمه های غیر ضروری از آن حذف می شود، که می تواند منجر به از دست دادن سوخت شود. مرحله بعدی تولید آهن در کوره بلند، تهیه فلاکس است. پلاس ها خرد می شوند، یک خرده از آن الک می شود. پس از این روش، تمام مواد در کوره بارگذاری می شوند. سپس تولید آهن خام در کوره بلند مستقیماً شروع می شود: کوره با کک پر می شود، یک آگلومراتور اضافه می شود (این نام سنگ معدن پخته شده با شار است) و دوباره کک اضافه می شود.

دمای مورد نیاز برای ذوب با دمیدن در هوای گرم حفظ می شود. در فرآیند احتراقکک در اجاق گاز دی اکسید کربن تولید می کند. CO_{2 از کک عبور می کند تا به CO تبدیل شود. علاوه بر این، مونوکسید کربن بخش اصلی سنگ معدن را احیا می کند. در این فرآیند آهن جامد می شود و وارد آن قسمت از کوره می شود که هوای آن بسیار گرم است. در اینجا آهن کربن را در خود حل می کند. در واقع تولید آهن در کوره بلند اینگونه به نظر می رسد. آهن مایع کوره در ملاقه های مخصوص ریخته می شود و از آن در قالب های از پیش آماده شده ریخته می شود. می توان آن را در مجموعه های مخصوص میکسر ریخت که در آن آلیاژ برای مدتی به شکل مایع باقی می ماند. همزمان با تولید آهن خام در کوره بلند، سیلیکون، منگنز و تعدادی ناخالصی دیگر کاهش می یابد.}

انواع چدن

تنها دو نوع چدن وجود دارد: سفید و خاکستری. تفاوت بین آنها در ترکیب شیمیایی و فرآیند عملیات حرارتی نهفته است. بنابراین، چدن های سفید حاصل خنک شدن بسیار سریع هستند، در حالی که چدن های خاکستری در نتیجه سرد شدن آهسته به دست می آیند. سفیدها با ویژگی هایی مانند شکنندگی و سختی مشخص می شوند. برش آنها بسیار دشوار است، در این فرآیند، قطعات از آنها جدا می شود. بنابراین از چدن های سفید فقط به عنوان بلنک برای تولید سایر گریدهای چدن استفاده می شود. مثلاً در اثر پخت این نوع چدن های چکش خوار به دست می آید. لطفا توجه داشته باشید: نام چکش خوار هیچ ارتباطی با فرآیند آهنگری ندارد. به گفته مورخان، به این دلیل ظاهر شد که نعل اسب قبلاً از چدن با چنین ویژگی هایی ساخته می شد. این نوع به طور گسترده درمهندسی کشاورزی و صنعت خودرو. تفاوت اصلی بین چدن های خاکستری شکل پذیری همراه با استحکام بالا است. این به آنها اجازه می دهد تا در زمینه هایی مانند ماشین ابزار، کشاورزی و صنعت خودروسازی و استفاده داخلی استفاده شوند.

اتفاقا، به اصطلاح چدن های نیمه چدنی وجود دارد. آنها دارای خواص متوسط گونه های سفید و خاکستری هستند. علاوه بر این، با تنظیم شدت سرد شدن این آلیاژ، می توان انواع ریخته گری را به دست آورد که از نظر استحکام، شکل پذیری و سایر خواص متفاوت خواهند بود. چدن های با خواص ویژه عبارتند از:

• ضد اصطکاک، مورد استفاده برای ساخت بوشینگ، شفت، یاتاقان؛
• مقاوم در برابر سایش، لازم برای ایجاد تجهیزات پمپاژ، قطعات مختلف برای صنعت نیتروژن، ریخته گری کوره؛
• مقاوم در برابر حرارت، که در ساخت کوره های ریخته گری، سیستم های لوله و موتورهای توربین گاز استفاده می شود؛
• مقاوم در برابر حرارت، مناسب برای اتصالات کوره و قطعات دیگ بخار؛
• مقاوم در برابر خوردگی، ضروری برای ساخت قطعات مختلف در صنایع شیمیایی و هوانوردی که در محیط های تهاجمی استفاده می شود.

ویژگی های چدن

چدن با کیفیت با ویژگی های زیر مشخص می شود:

• ظرفیت حرارتی عالی؛
• مقاومت در برابر خوردگی خوب؛
• افزایش مقاومت در برابر حرارت.

این و سایر ویژگی ها امکان استفاده از چدن را در داخل فراهم می کندزندگی روزمره و در صنایع سنگین. ظروف چدنی ساخت روسیه از محبوبیت خاصی برخوردار است. نه تنها ماهیتابه ها و قابلمه ها از این مواد ساخته می شوند، بلکه فوندو، منقل، ظروف پخت، خورش و گریل نیز وجود دارد.

شایان ذکر است که ظروف تهیه شده از این مواد به همان اندازه برای سرخ کردن پنکیک، پختن خورش، غلات و خورش پلو مناسب هستند. واقعیت این است که چدن نسبتاً آهسته گرم می شود، اما گرما را کاملاً جمع می کند و آن را به طور مساوی توزیع می کند. کارشناسان می گویند: شرکت های مختلفی در زمینه تولید ظروف چدنی فعالیت دارند. همه آنها محصولاتی با کیفیت تقریباً یکسان تولید می کنند. از بین این همه تنوع، محصولات کارخانه سنت پترزبورگ "Neva" برجسته است. این گیاه یکی از بزرگترین تولیدکنندگان ظروف چدنی در فدراسیون روسیه است.