Vargeijzerproductie in Rusland, ontwikkelingsgeschiedenis

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-02 14:00

De Russische Federatie behoort al honderden jaren tot de wereldleiders in de productie van ruwijzer. Deze legering wordt gebruikt in verschillende industrieën en wordt gebruikt om artistieke en decoratieve producten te maken. Experts zeggen: gietijzer is een integraal onderdeel van het menselijk leven, het wordt terecht beschouwd als een van de meest gewilde materialen. Vandaag stellen we voor om te praten over ferrometallurgie, de productie van ijzer en staal, hun impact op de mens. Laten we eens kijken naar de kroniek van de ontwikkeling van het gieterijbedrijf in het algemeen: historische feiten en interessante informatie wachten op u!

Geschiedenis: Kopertijd

Gietijzer is een metaal met duizenden jaren geschiedenis, de wortels gaan terug tot BC. Over het algemeen dateren historici het eerste bewijs van de opkomst van metallurgie tot het 6e-5e millennium voor Christus. Toen gebruikte iemand nog steen om gereedschap te maken, maar hij kwam al koperklompjes tegen. Nuggets nemen voor gewone stenen en ze op dezelfde manier verwerken als op stenen werd toegepast - gewoon elkaar raken - een persoon begreep: deze stenen breken niet af, maar vervormen alleen, en daaromkan in bijna elke vorm worden gegoten. Historici zouden deze methode later koud smeden noemen. Dus koper werd een substituut voor steen, het maken van vishaken, speerpunten en dolken werd veel gemakkelijker, bovendien overtrof de kwaliteit van dergelijke producten aanzienlijk de kwaliteit van analogen gemaakt van steen en been. Tegelijkertijd werd de houtverwerking verbeterd, het werd mogelijk om kleine onderdelen te produceren. Trouwens, wetenschappers hebben bewezen dat in die gebieden waar koper actief werd gebruikt, het uiterlijk van het wiel veel eerder gebeurde. Dit bewijst het feit dat de ontwikkeling van de mensheid onlosmakelijk en nauw verbonden is met de ontwikkeling van de metallurgie.

Bronstijd

Toen mensen leerden hoe ze brons konden maken - een legering die bestaat uit koper en tin, ging de mensheid de bronstijd in. Tegenwoordig kunnen historici de vraag niet beantwoorden hoe iemand zo'n legering precies heeft uitgevonden. De meeste onderzoekers denken dat dit puur toeval is, toen tin in een bak met gesmolten koper terechtkwam. Het feit blijft dat mensen duizend jaar lang met bronzen zwaarden vochten en in bronzen potten kookten.

IJzertijd

Historici zeggen: het was veel gemakkelijker om aan ijzer te komen dan aan koper of tin. Het punt is dat het overal in de vorm van oxide en oxide wordt gevonden. Dus waarom zijn mensen niet eerder begonnen met het gebruik van ijzer? Het antwoord is simpel: de productie van dit metaal is een ongelooflijk complex en tijdrovend proces, dat in verschillende fasen plaatsvindt. Het heeft meer dan een eeuw ontwikkeling gekost om dit proces te bestuderen. Dat is waaromhet is niet verwonderlijk dat de metallurgen van die tijd door de mensen werden beschouwd als echte tovenaars, die magische dingen verbrandden.

Eerste vermelding van gietijzer

Het land waar de ijzerproductie begon, wordt tegenwoordig beschouwd als China. Historici zeggen dat dit rond de vijfde eeuw voor Christus gebeurde. In het hemelse rijk waren munten, huishoudelijke artikelen en verschillende wapens gemaakt van gietijzer enorm populair. Veel gietijzeren gietstukken hebben onze tijd overleefd, bijvoorbeeld een prachtige gietijzeren leeuw, die 6 meter hoog en 5 meter lang is. Wetenschappers hebben bewezen dat dit beeld in één keer is gegoten, wat ongetwijfeld getuigt van de grote vaardigheid van de eerste Chinese metallurgen.

Interessant feit: over de hele wereld wordt het begin van de productie van nodulair gietijzer beschouwd als de 19e eeuw na Christus, hoewel het betrouwbaar bekend is dat er in China zelfs vóór de geboorte van Christus zwaarden van werden gemaakt!

De oorsprong van de productie in Rusland

Wanneer begon de ijzerproductie in Rusland? Archeologische opgravingen uitgevoerd op het grondgebied van grote steden van de Gouden Horde bewijzen dat de opkomst en ontwikkeling van deze productie in Rusland begon in de tijd van het Tataars-Mongoolse juk! De nabijheid van het Mongoolse koninkrijk tot China speelde hierbij een bepaalde rol.

Praktisch in alle Tataars-Mongoolse steden woonde Rusichi, die hier hun eigen werkplaatsen en handelsstalletjes had. Ze hebben niet alleen de kennis van lokale meesters overgenomen, maar ook die van hen gedeeld. Nadat de Horde viel, bleef de technologie zich ontwikkelen en verbeteren. Al inIn de 16e eeuw, onder Vasily de Derde en Ivan de Verschrikkelijke, begon de productie van gietijzer actief te worden gebruikt in artillerie, er werden voornamelijk kanonskogels en kleine kanonnen van gemaakt. Tegelijkertijd, zeggen historici, werd gietijzer ook gebruikt bij het gieten van klokken. De belangrijkste productie vond plaats in steden als Moskou en Tula. Het is vermeldenswaard dat Europa tot de 17e eeuw dergelijke technologieën niet kende, en daarom konden Russische fabrieken actief verschillende gereedschappen en kernen van gietijzer naar Europese landen exporteren.

Actieve ontwikkeling

Tijdens het Petrine-tijdperk begon de actieve ontwikkeling van de productie van ijzer en staal. De tsaar begreep dat een toename van de metallurgische capaciteiten Rusland tot ontwikkeling zou leiden. Om ongelooflijke plannen uit te voeren, had Peter I alles wat nodig was: zowel materialen als productietechnologieën. Het was onder deze koning dat de actieve bouw van fabrieken begon in Siberië, in de Oeral. Tijdens het hele bewind van Peter de Grote werd de productie van ijzer en staal 770 keer verhoogd, 16 grote metallurgische fabrieken verschenen in Rusland. De ontwikkeling ging door na de dood van de keizer, aan het einde van de 18e eeuw waren er meer dan honderd fabrieken op het grondgebied van het Russische rijk, het land werd een wereldleider op dit gebied. Samen met de ontwikkeling van de industrie ontwikkelden zich ook de meta altoepassingsindustrieën. Nu werden niet alleen wapens van gietijzer gemaakt, maar ook schalen, monumenten, poorten en hekken.

Het is vermeldenswaard dat binnenlandse hoogovens die voor de ijzerproductie werden gebruikt, werden erkend als de beste ter wereld. Ze werden gekenmerkt door de hoogste productiviteit, zelfs tegen minimale kosten. In XIXeeuw werden gieterijen gescheiden van hoogovens, wat het niet alleen mogelijk maakte het proces te specialiseren, maar ook te mechaniseren. Het was tijdens deze periode dat pijpgieterijen en werkplaatsen die smeedbaar gietijzer produceerden, verschenen.

Rusland is de wereldleider

In de 20e eeuw vertraagde Rusland niet en bleef het de leider in het gieten van ijzer. In de USSR was het volume gietijzer goed voor ongeveer 75% van de totale hoeveelheid metaalgietwerk. Het was de belangrijkste grondstof, de belangrijkste consumenten waren de defensie-industrie en de landbouw. Het was van gietijzer dat specialisten onderdelen en verschillende eenheden voor apparatuur maakten. Opgemerkt moet worden dat Rusland zelfs vandaag de dag een leidende positie behoudt op het gebied van productie en gebruik van gietijzer. Het wordt niet alleen gebruikt voor het maken van grote producten, maar ook voor delicaat werk als poortelementen, sieraden, ovengietwerk en souvenirs!

IJzerproductie: benodigde apparatuur

Laten we beginnen met een definitie. Gietijzer wordt meestal een legering van ijzer met koolstof genoemd, en koolstof moet hier minimaal 2% zijn. Dus wat is het proces van ijzerproductie? Hiervoor is allereerst een enorme hoogoven nodig. De afmetingen zijn verbluffend: de hoogte van zo'n oven is 30 m en de binnendiameter is 12 m. Het breedste deel van de oven wordt stomen genoemd, de onderste, waardoor hete lucht de oven binnenkomt, is een haard, de bovenste is een schacht. Trouwens, aan de bovenkant bevindt zich een speciaal gat - een bovenkant, die wordt afgesloten met een speciale sluiter. Het werkingsprincipe van een hoogoven is tegenstroom: van onder naar binnenlucht wordt aangevoerd en materialen worden van bovenaf aangevoerd. Materialen die nodig zijn om ijzer te maken zijn onder meer vloeimiddel (er kan geen slak ontstaan zonder), cokes (nodig om water te verwarmen, te smelten en te reduceren) en erts (de belangrijkste grondstof).

Voor de productie heb je ook nodig:

• karren;
• transporters;
• bunkers;
• speciale kraan, enz.

Grondstoffen

Inleiding tot legeringen, de productie van ijzer en staal begint op school - dit onderwerp wordt behandeld in het werkprogramma in de chemie. De leerboeken bespreken de samenstelling van ijzererts: het is de ertssubstantie zelf, dat wil zeggen ijzercarbonaten, silicaten en oxiden, en afvalgesteente, bestaande uit dolomiet, zandsteen, kalksteen en kwartsiet. Opgemerkt moet worden dat verschillende hoeveelheden ertsstof in verschillende ertsen aanwezig kunnen zijn. Het is door dit criterium dat erts wordt verdeeld in arm en rijk. De eerste wordt verzonden voor verrijking en de tweede kan onmiddellijk in productie worden gebruikt.

Om een ton ruwijzer te produceren, heb je nodig: drie ton erts, een ton cokes, twintig ton water. De hoeveelheid flux hangt af van het type erts.

Soorten ijzererts

Voordat we overgaan tot het proces van ijzerproductie, bieden we informatie over de soorten ijzererts. Het zou kunnen zijn:

1. Bruin ijzererts. Het wordt gekenmerkt door het geh alte aan 25-50% ijzer in de vorm van zogenaamde waterige oxiden. Afvalgesteente is kleiachtig.
2. Hematiet(het wordt ook wel rood ijzererts genoemd). Dit is een watervrij oxide, het geh alte aan schadelijke onzuiverheden is hier minimaal. IJzer is hier ongeveer 45-55%.
3. Magnetisch ijzererts. Het ijzergeh alte is hier ongeveer 30-37%. Het afvalgesteente is een silicamassa.
4. Sideriet (de tweede naam is spar-ijzererts) wordt extreem gemakkelijk geoxideerd en verandert in bruine kalksteen.

Productietechnologie

De technologie van ijzerproductie bestaat uit verschillende fasen. Het begint allemaal met de bereiding van het erts: het wordt gesorteerd op chemische samenstelling en natuurlijk op grootte. Grote grondstoffen worden vermalen en kleine deeltjes of ertsstof worden geagglomereerd. In hetzelfde stadium vindt ook de verrijking van arme ertsen plaats. Bovendien wordt tijdens het bereidingsproces een aanzienlijk deel van het afvalgesteente verwijderd, respectievelijk neemt het ijzergeh alte toe. De volgende fase van de ijzerproductietechnologie is de brandstofvoorbereiding. Het begint allemaal met cola. Tijdens deze fase wordt de cokes gescreend - alle onnodige boetes worden eruit gehaald, wat kan leiden tot brandstofverlies. De volgende fase van de productie van hoogovenijzer is de bereiding van fluxen. Pluspunten worden verpletterd, er wordt een kleinigheidje uit gezeefd. Na deze procedure worden alle materialen in de oven geladen. Dan begint de hoogovenproductie van ruwijzer direct: de oven wordt gevuld met cokes, een agglomerator wordt toegevoegd (dit is de naam van erts gesinterd met flux), en cokes wordt opnieuw toegevoegd.

De temperatuur die nodig is voor het smelten wordt gehandhaafd door verwarmde lucht in te blazen. In het verbrandingsprocescokes in de haard produceert koolstofdioxide. CO_{2 gaat door cokes om CO te worden. Verder herstelt koolmonoxide het grootste deel van het erts. Tijdens dit proces wordt het ijzer vast en komt het in dat deel van de oven, de lucht waarin het erg heet is. Hier lost het ijzer de koolstof in zichzelf op. Zo ziet de ijzerproductie in een hoogoven er eigenlijk uit. Vloeibaar ijzer uit de oven v alt in speciale pollepels, van waaruit het in vooraf voorbereide vormen wordt gegoten. Het is mogelijk om in speciale collectie-mixers te gieten, waarin de legering enige tijd in vloeibare vorm blijft. Gelijktijdig met de hoogovenproductie van ruwijzer worden silicium, mangaan en een aantal andere onzuiverheden verminderd.}

Soorten gietijzer

Er zijn maar twee soorten gietijzer: wit en grijs. Het verschil tussen hen ligt in de chemische samenstelling en het warmtebehandelingsproces. Wit gietijzer is dus het resultaat van zeer snelle afkoeling, terwijl grijs gietijzer het resultaat is van langzame afkoeling. Blanken worden gekenmerkt door eigenschappen als kwetsbaarheid en hardheid. Ze zijn uiterst moeilijk te snijden; daarbij breken er stukjes van af. Daarom worden wit gietijzer alleen gebruikt als blanks voor de productie van andere soorten gietijzer. Door dit type te bakken worden bijvoorbeeld smeedbaar gietijzer verkregen. Let op: de naam kneedbaar heeft niets te maken met het smeedproces. Volgens historici leek het te wijten aan het feit dat hoefijzers eerder waren gemaakt van gietijzer met dergelijke kenmerken. Dit type wordt veel gebruikt inlandbouwtechniek en de auto-industrie. Het belangrijkste verschil tussen grijs gietijzer is ductiliteit gecombineerd met hoge sterkte. Hierdoor kunnen ze worden gebruikt in gebieden zoals werktuigmachines, landbouw en de auto-industrie, en huishoudelijk gebruik.

Trouwens, er zijn zogenaamde halfgietijzers. Ze hebben intermediaire eigenschappen van witte en grijze soorten. Door de intensiteit van de koeling van deze legering aan te passen, is het bovendien mogelijk om een verscheidenheid aan gietstukken te verkrijgen die verschillen in sterkte, vervormbaarheid en andere eigenschappen. Gietijzers met speciale eigenschappen zijn onder meer:

• anti-wrijving, gebruikt voor de vervaardiging van bussen, assen, lagers;
• slijtvast, noodzakelijk voor het maken van pompapparatuur, verschillende onderdelen voor de stikstofindustrie, ovengieten;
• hittebestendig, die worden gebruikt bij de vervaardiging van ovengietstukken, pijpsystemen en gasturbinemotoren;
• hittebestendig, geschikt voor ovenfittingen en ketelonderdelen;
• corrosiebestendig, onmisbaar voor de fabricage van verschillende onderdelen in de chemische en luchtvaartindustrie, die worden gebruikt in agressieve omgevingen.

Kenmerken van gietijzer

Het kwaliteitsgietijzer wordt gekenmerkt door de volgende eigenschappen:

• uitstekende warmtecapaciteit;
• goede corrosieweerstand;
• verhoogde hittebestendigheid.

Deze en andere kenmerken maken het gebruik van gietijzer inhet dagelijks leven en in de zware industrie. Vooral populair is gietijzeren kookgerei van Russische makelij. Van dit materiaal worden niet alleen braadpannen en potten gemaakt, er zijn ook fondues, vuurpotten, ovenschalen, stoofpannen en grills.

Het is vermeldenswaard dat gerechten gemaakt van dit materiaal even goed geschikt zijn voor het bakken van pannenkoeken, het koken van stoofschotels, ontbijtgranen en voor het stoven van pilaf. Het feit is dat gietijzer vrij langzaam opwarmt, maar het verzamelt de warmte perfect en verdeelt het gelijkmatig. Experts zeggen: verschillende bedrijven houden zich bezig met de productie van gietijzeren kookgerei. Allemaal produceren ze producten van ongeveer dezelfde kwaliteit. Van al deze diversiteit vallen de producten van de St. Petersburgse fabriek "Neva" op. Het is deze fabriek die een van de grootste fabrikanten van gietijzeren kookgerei in de Russische Federatie is.