Խոզի երկաթի արտադրությունը Ռուսաստանում, զարգացման պատմություն

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-02 13:56

Մի քանի հարյուր տարի է, ինչ Ռուսաստանի Դաշնությունը խոզի երկաթի արտադրության համաշխարհային առաջատարների թվում է։ Այս համաձուլվածքն օգտագործվում է տարբեր ոլորտներում, օգտագործվում է գեղարվեստական և դեկորատիվ արտադրանքներ ստեղծելու համար: Մասնագետներն ասում են՝ չուգունը մարդու կյանքի անբաժանելի մասն է, այն արժանիորեն համարվում է ամենապահանջված նյութերից մեկը։ Այսօր առաջարկում ենք խոսել սեւ մետալուրգիայի, երկաթի և պողպատի արտադրության, մարդկանց վրա դրանց ազդեցության մասին։ Անդրադառնանք ընդհանրապես ձուլարանային բիզնեսի զարգացման տարեգրությանը. ձեզ սպասում են պատմական փաստեր և հետաքրքիր տեղեկություններ։

Պատմություն. պղնձի դար

Չուգունը հազարավոր տարիների պատմություն ունեցող մետաղ է, նրա արմատները գնում են մ.թ.ա. Ընդհանուր առմամբ, մետաղագործության առաջացման առաջին վկայությունները պատմաբանները թվագրում են մ.թ.ա. 6-5-րդ հազարամյակներով։ Հետո մի մարդ դեռ քար էր օգտագործում գործիքներ ստեղծելու համար, բայց արդեն հանդիպել էր պղնձի բեկորների։ Սովորական քարերի համար հատիկներ վերցնելը և դրանք մշակելը այնպես, ինչպես կիրառվել է ցանկացած քարի վրա՝ ուղղակի հարվածելով միմյանց, մարդը հասկացավ.կարելի է ձևավորել գրեթե ցանկացած ձևի: Ավելի ուշ պատմաբաններն այս մեթոդը կոչեցին սառը դարբնոց: Այսպիսով, պղինձը դարձավ քարի փոխարինող, ձկան կարթերի, նիզակների և դաշույնների պատրաստումը շատ ավելի դյուրին դարձավ, ավելին, նման արտադրանքի որակը զգալիորեն գերազանցեց քարից և ոսկորից պատրաստված անալոգների որակը: Միաժամանակ կատարելագործվել է փայտի մշակումը, հնարավոր է դարձել մանր դետալներ արտադրել։ Ի դեպ, գիտնականներն ապացուցել են, որ այն տարածքներում, որտեղ ակտիվորեն օգտագործվում էր պղինձը, անիվի տեսքը շատ ավելի վաղ է տեղի ունեցել։ Սա ապացուցում է այն փաստը, որ մարդկության զարգացումը անքակտելիորեն և սերտորեն կապված է մետալուրգիայի զարգացման հետ։

Բրոնզի դար

Երբ մարդիկ սովորեցին ստեղծել բրոնզ՝ պղնձից և թիթեղից բաղկացած համաձուլվածք, մարդկությունը մտավ բրոնզի դար: Այսօր պատմաբանները չեն կարող պատասխանել այն հարցին, թե կոնկրետ ինչպես է մարդը հորինել նման համաձուլվածք: Հետազոտողների մեծամասնությունը կարծում է, որ դա պատահել է, երբ անագը մտել է հալած պղնձով տարայի մեջ: Փաստը մնում է փաստ, որ հազար տարի մարդիկ կռվել են բրոնզե սրերով և եփել բրոնզե կաթսաներում։

Երկաթի դար

Պատմաբաններն ասում են. երկաթ ստանալը շատ ավելի հեշտ էր, քան պղինձը կամ անագը: Բանն այն է, որ այն ամենուր հանդիպում է օքսիդի և օքսիդի տեսքով։ Ուրեմն ինչու մարդիկ ավելի շուտ չսկսեցին երկաթ օգտագործել: Պատասխանը պարզ է՝ այս մետաղի արտադրությունը աներևակայելի բարդ և ժամանակատար գործընթաց է, որը տեղի է ունենում մի քանի փուլով։ Այս գործընթացն ուսումնասիրելու համար պահանջվեց ավելի քան մեկ դար զարգացում: Ահա թե ինչուԶարմանալի չէ, որ այն ժամանակների մետաղագործներին ժողովուրդը համարում էր իսկական կախարդներ՝ հրկիզող կախարդական իրեր։

Առաջին հիշատակում չուգուն

Երկիրը, որտեղ սկսվել է երկաթի արտադրությունը, այսօր համարվում է Չինաստանը: Պատմաբաններն ասում են, որ դա տեղի է ունեցել մոտավորապես մ.թ.ա. հինգերորդ դարում: Երկնային կայսրությունում չափազանց տարածված էին մետաղադրամները, կենցաղային պարագաները և չուգունից պատրաստված տարբեր զենքեր։ Մինչև մեր ժամանակները շատ թուջե ձուլվածքներ են պահպանվել, օրինակ՝ չուգուն շքեղ առյուծը, որն ունի 6 մետր բարձրություն և 5 մետր երկարություն։ Գիտնականներն ապացուցել են, որ այս արձանը ձուլվել է մեկ ժամանակում, ինչը, անկասկած, վկայում է մեծ վարպետության մասին։ առաջին չինացի մետաղագործներից։

Հետաքրքիր փաստ. ամբողջ աշխարհում ճկուն երկաթի արտադրության սկիզբը համարվում է մ.թ. 19-րդ դարը, թեև հավաստիորեն հայտնի է, որ Չինաստանում դրանից սրեր են պատրաստվել դեռևս Քրիստոսի ծնունդից առաջ:

Արտադրության ծագումը Ռուսաստանում

Ե՞րբ է սկսվել երկաթի արտադրությունը Ռուսաստանում: Ոսկե Հորդայի խոշոր քաղաքների տարածքում իրականացված հնագիտական պեղումները ապացուցում են, որ Ռուսաստանում այս արտադրության առաջացումը և զարգացումը սկսվել է դեռևս թաթար-մոնղոլական լծի օրերից: Դրանում որոշակի դեր է խաղացել Մոնղոլական թագավորության մոտ լինելը Չինաստանին։

Գրականում թաթար-մոնղոլական բոլոր քաղաքներում ապրում էին Ռուսիչին, ովքեր այստեղ ունեին իրենց արհեստանոցներն ու առևտրային կրպակները: Նրանք ոչ միայն որդեգրեցին տեղի վարպետների գիտելիքները, այլեւ կիսվեցին իրենցով: Հորդայի անկումից հետո տեխնոլոգիաները շարունակեցին զարգանալ և կատարելագործվել: Արդեն ներս16-րդ դարում Վասիլի Երրորդի և Իվան Ահեղի օրոք ձուլարանային երկաթի արտադրությունը սկսեց ակտիվորեն օգտագործվել հրետանու մեջ, դրանից հիմնականում պատրաստվեցին թնդանոթներ և փոքր թնդանոթներ։ Միևնույն ժամանակ, պատմաբաններն ասում են, որ զանգերի ձուլման ժամանակ օգտագործվել է նաև թուջ։ Հիմնական արտադրությունը տեղի է ունեցել այնպիսի քաղաքներում, ինչպիսիք են Մոսկվան և Տուլան: Հարկ է նշել, որ մինչև 17-րդ դարը Եվրոպան չգիտեր նման տեխնոլոգիաներ, և այդ պատճառով ռուսական գործարանները կարող էին ակտիվորեն չուգունից պատրաստված տարբեր գործիքներ և միջուկներ արտահանել եվրոպական երկրներ։

Ակտիվ զարգացում

Պետրինների ժամանակաշրջանում սկսվեց երկաթի և պողպատի արտադրության ակտիվ զարգացումը։ Ցարը հասկանում էր, որ մետալուրգիական հզորությունների ավելացումը Ռուսաստանին կբերի զարգացման։ Անհավանական ծրագրեր իրականացնելու համար Պիտեր I-ն ուներ ամեն անհրաժեշտ բան՝ և՛ նյութեր, և՛ արտադրության տեխնոլոգիաներ: Հենց այս թագավորի օրոք սկսվեց գործարանների ակտիվ շինարարությունը Սիբիրում՝ Ուրալում։ Պետրոս Առաջինի ողջ օրոք երկաթի և պողպատի արտադրությունն ավելացել է 770 անգամ, Ռուսաստանում հայտնվել են 16 խոշոր մետալուրգիական գործարաններ։ Զարգացումը շարունակվեց կայսեր մահից հետո, 18-րդ դարի վերջին Ռուսական կայսրության տարածքում կային հարյուրից ավելի գործարաններ, երկիրը դարձավ համաշխարհային առաջատար այս ոլորտում։ Արդյունաբերության զարգացմանը զուգընթաց զարգացան նաև մետաղների կիրառման ճյուղերը։ Այժմ թուջից պատրաստում էին ոչ միայն զենքերը, այլև սպասքը, հուշարձանները, դարպասներն ու պարիսպները։

Հարկ է նշել, որ երկաթի արտադրության համար օգտագործվող կենցաղային փչակ վառարանները ճանաչվել են լավագույնն աշխարհում։ Նրանք բնութագրվում էին ամենաբարձր արտադրողականությամբ նույնիսկ նվազագույն ծախսերով: XIX-ումդարում, ձուլարաններն առանձնացվել են պայթուցիկ վառարաններից, ինչը հնարավորություն է տվել ոչ միայն մասնագիտացնել գործընթացը, այլև մեքենայացնել այն։ Հենց այս ժամանակաշրջանում հայտնվեցին խողովակների ձուլարաններն ու արհեստանոցները, որոնք արտադրում էին դյուրահեռ երկաթի ձուլվածքներ։

Ռուսաստանը համաշխարհային առաջատարն է

20-րդ դարում Ռուսաստանը չդանդաղեց և մնաց երկաթի ձուլման առաջատարը։ ԽՍՀՄ-ում չուգունի ծավալը կազմում էր մետաղի ձուլման ընդհանուր քանակի մոտ 75%-ը, այն թիվ մեկ հումքն էր, հիմնական սպառողներն էին պաշտպանական արդյունաբերությունն ու գյուղատնտեսությունը։ Հենց չուգունից մասնագետները պատրաստում էին սարքավորումների մասեր և տարբեր ագրեգատներ։ Նշենք, որ այսօր էլ Ռուսաստանը առաջատար դիրքեր է պահպանում չուգունի արտադրության և օգտագործման առումով։ Այն օգտագործվում է ոչ միայն մեծ չափերի արտադրանքներ պատրաստելու համար, այլև այնպիսի նուրբ գործեր, ինչպիսիք են դարպասի տարրերը, զարդերը, վառարանների ձուլումը և հուշանվերները:

Երկաթի արտադրություն. անհրաժեշտ սարքավորումներ

Սկսենք սահմանումից: Չուգունը սովորաբար կոչվում է ածխածնի հետ երկաթի խառնուրդ, իսկ ածխածինը այստեղ պետք է լինի առնվազն 2%: Այսպիսով, ո՞րն է երկաթի արտադրության գործընթացը: Նախևառաջ դրա համար անհրաժեշտ է հսկայական պայթուցիկ վառարան: Դրա չափերը զարմանալի են՝ նման վառարանի բարձրությունը 30 մ է, իսկ ներքին տրամագիծը՝ 12 մ։ Վառարանի ամենալայն մասը կոչվում է գոլորշի, ստորին մասը, որով տաք օդը մտնում է վառարան, օջախ է, վերին մասը լիսեռ է: Ի դեպ, վերին մասում կա հատուկ անցք՝ վերնաշապիկ, որը փակվում է հատուկ փեղկով։ Պայթուցիկ վառարանի շահագործման սկզբունքը հակահոսանք է՝ ներքևից դեպի այնօդը մատակարարվում է, իսկ նյութերը՝ վերևից։ Երկաթի պատրաստման համար անհրաժեշտ նյութերից են հոսքը (առանց դրա խարամ չի առաջանում), կոքս (անհրաժեշտ է ջուրը տաքացնելու, այն հալեցնելու և նվազեցնելու համար) և հանքաքար (որը հիմնական հումքն է):

Արտադրման համար ձեզ նույնպես պետք է՝

• սայլեր;
• փոխադրողներ;
• բունկեր;
• հատուկ ծորակ և այլն:

Հումք

Ծանոթացում համաձուլվածքներին, երկաթի և պողպատի արտադրությունը սկսվում է դպրոցից - այս թեման նախատեսված է քիմիայի աշխատանքային ծրագրում։ Դասագրքերում քննարկվում է երկաթի հանքաքարի բաղադրությունը. դա հենց հանքաքարն է, այսինքն՝ երկաթի կարբոնատները, սիլիկատները և օքսիդները, և թափոնաքարերը՝ կազմված դոլոմիտից, ավազաքարից, կրաքարից և քվարցիտից: Հարկ է նշել, որ տարբեր հանքաքարերում կարող են լինել տարբեր քանակությամբ հանքանյութեր: Հենց այս չափանիշով էլ հանքաքարը բաժանվում է աղքատների և հարուստների։ Առաջինն ուղարկվում է հարստացման, իսկ երկրորդը կարող է անմիջապես օգտագործվել արտադրության մեջ։

Մեկ տոննա խոզի երկաթ արտադրելու համար ձեզ հարկավոր է՝ երեք տոննա հանքաքար, մեկ տոննա կոքս, քսան տոննա ջուր։ Հոսքի քանակությունը կախված է հանքաքարի տեսակից։

Երկաթի հանքաքարերի տեսակներ

Նախքան երկաթի արտադրության գործընթացին անցնելը, առաջարկում ենք տեղեկատվություն երկաթի հանքաքարերի տեսակների մասին։ Դա կարող է լինել՝

1. Շագանակագույն երկաթի հանքաքար. Բնութագրվում է 25-50% երկաթի պարունակությամբ՝ այսպես կոչված ջրային օքսիդների տեսքով։ Թափոն ապարը կավե է:
2. Հեմատիտ(այն նաև կոչվում է կարմիր երկաթի հանքաքար): Սա անջուր օքսիդ է, վնասակար կեղտերի պարունակությունն այստեղ նվազագույն է։ Երկաթը այստեղ մոտ 45-55% է։
3. Մագնիսական երկաթի հանքաքար. Այստեղ երկաթի պարունակությունը կազմում է մոտ 30-37%: Թափոն ապարը սիլիցիումի զանգված է։
4. Սիդերիտը (նրա երկրորդ անունը՝ սպար երկաթի հանքաքար) չափազանց հեշտությամբ օքսիդանում է՝ վերածվելով շագանակագույն կրաքարի։

Արտադրական տեխնոլոգիա

Երկաթի արտադրության տեխնոլոգիան բաղկացած է մի քանի փուլից. Ամեն ինչ սկսվում է հանքաքարի պատրաստումից՝ այն տեսակավորվում է ըստ քիմիական կազմի և, իհարկե, ըստ չափերի։ Խոշոր հումքը մանրացվում է, մանր մասնիկները կամ հանքաքարի փոշին ագլոմերացվում են։ Նույն փուլում տեղի է ունենում նաև աղքատ հանքաքարերի հարստացում։ Բացի այդ, պատրաստման գործընթացում թափոն ապարի զգալի մասը հեռացվում է, համապատասխանաբար, մեծանում է երկաթի պարունակությունը։ Երկաթի արտադրության տեխնոլոգիայի հաջորդ փուլը վառելիքի պատրաստումն է։ Ամեն ինչ սկսվում է կոկաից: Այս փուլում կոքսը զննում է. բոլոր ավելորդ տուգանքները հանվում են դրանից, ինչը կարող է հանգեցնել վառելիքի կորստի: Պայթուցիկ վառարանային երկաթի արտադրության հաջորդ փուլը հոսքերի պատրաստումն է: Պլյուսները ջախջախվում են, դրանից մանրուք է մաղվում։ Այս ընթացակարգից հետո բոլոր նյութերը բեռնվում են վառարան: Այնուհետև անմիջապես սկսվում է խոզի երկաթի արտադրությունը.

Հալման համար անհրաժեշտ ջերմաստիճանը պահպանվում է տաքացվող օդում փչելու միջոցով։ Այրման գործընթացումԿոքսը օջախում արտադրում է ածխաթթու գազ։ CO_{2 անցնում է կոքսով և դառնում CO: Ավելին, ածխածնի օքսիդը վերականգնում է հանքաքարի հիմնական մասը: Այս գործընթացում երկաթը դառնում է պինդ՝ անցնելով վառարանի այն հատվածը, որի օդը շատ տաք է։ Այստեղ երկաթն իր մեջ լուծում է ածխածինը։ Իրականում այսպես է թվում երկաթի արտադրությունը պայթուցիկ վառարանում։ Վառարանից հեղուկ երկաթը ընկնում է հատուկ շերեփների մեջ, որոնցից այն լցնում են նախապես պատրաստված կաղապարների մեջ։ Հնարավոր է լցնել հատուկ հավաքածուներ-խառնիչներ, որոնցում խառնուրդը որոշ ժամանակ կմնա հեղուկ վիճակում։ Պայթուցիկ վառարանում խոզի երկաթի արտադրությանը զուգահեռ կրճատվում է սիլիցիումը, մանգանը և մի շարք այլ կեղտեր։}

Չուգունի տեսակներ

Կա միայն երկու տեսակի թուջ՝ սպիտակ և մոխրագույն: Նրանց միջև տարբերությունը կայանում է քիմիական կազմի և ջերմային մշակման գործընթացում: Այսպիսով, սպիտակ չուգունները շատ արագ սառեցման արդյունք են, իսկ մոխրագույն չուգունները ստացվում են դանդաղ սառեցման արդյունքում։ Սպիտակները բնութագրվում են այնպիսի հատկություններով, ինչպիսիք են փխրունությունը և կարծրությունը: Դրանք չափազանց դժվար է կտրել, ընթացքում դրանցից կտորներ են պոկվում։ Հետևաբար, սպիտակ չուգունները օգտագործվում են միայն որպես չուգունի այլ դասերի արտադրության համար նախատեսված բլանկներ: Օրինակ՝ այս տեսակի կրակելու արդյունքում ստացվում են ճկուն թուջեր։ Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ ճկուն անվանումը կապ չունի կեղծման գործընթացի հետ: Ըստ պատմաբանների՝ այն առաջացել է այն պատճառով, որ նախկինում նման հատկանիշներով պայտերը պատրաստվել են չուգունից։ Այս տեսակը լայնորեն կիրառվում էգյուղատնտեսական ճարտարագիտություն և ավտոմոբիլային արդյունաբերություն: Մոխրագույն չուգունի հիմնական տարբերությունը ճկունությունն է՝ զուգորդված բարձր ամրությամբ: Սա թույլ է տալիս դրանք օգտագործել այնպիսի ոլորտներում, ինչպիսիք են հաստոցները, գյուղատնտեսությունը և ավտոմոբիլային արդյունաբերությունը և կենցաղային օգտագործումը:

Ի դեպ, կան այսպես կոչված կիսաթուգեր։ Նրանք ունեն սպիտակ և մոխրագույն տեսակների միջանկյալ հատկություններ։ Բացի այդ, այս համաձուլվածքի հովացման ինտենսիվությունը կարգավորելու միջոցով հնարավոր է ձեռք բերել մի շարք ձուլվածքներ, որոնք կտարբերվեն ուժով, ճկունությամբ և այլ հատկություններով: Հատուկ հատկություններով չուգունները ներառում են՝

• հակշփում, օգտագործվում է թփերի, լիսեռների, առանցքակալների արտադրության համար;
• մաշման դիմացկուն, անհրաժեշտ է պոմպային սարքավորումների ստեղծման, ազոտի արդյունաբերության տարբեր մասերի, վառարանների ձուլման համար;
• ջերմակայուն, որոնք օգտագործվում են վառարանների ձուլվածքների, խողովակների համակարգերի և գազատուրբինային շարժիչների արտադրության մեջ;
• ջերմակայուն, հարմար է վառարանի կցամասերի և կաթսայի մասերի համար;
• կոռոզիոն դիմացկուն, անփոխարինելի քիմիական և ավիացիոն արդյունաբերության տարբեր մասերի արտադրության համար, որոնք օգտագործվում են ագրեսիվ միջավայրերում:

Չուգունի բնութագրերը

Որակյալ թուջը բնութագրվում է հետևյալ հատկանիշներով.

• գերազանց ջերմային հզորություն;
• լավ կոռոզիոն դիմադրություն;
• ջերմակայունության բարձրացում։

Այս և այլ բնութագրերը թույլ են տալիս օգտագործել չուգունառօրյա կյանքում և ծանր արդյունաբերության մեջ։ Հատկապես սիրված են ռուսական արտադրության թուջե սպասքը։ Այս նյութից պատրաստվում են ոչ միայն տապակներ և կաթսաներ, կան ֆոնդյու, բրազերներ, թխելու համար նախատեսված ուտեստներ, թավաներ և գրիլներ։

Հարկ է նշել, որ այս նյութից պատրաստված ուտեստները հավասարապես հարմար են բլիթներ տապակելու, շոգեխաշել, հացահատիկային և փլավ շոգեխաշելու համար։ Փաստն այն է, որ չուգունը բավականին դանդաղ է տաքանում, բայց այն հիանալի կուտակում է ջերմությունը և հավասարաչափ բաշխում: Փորձագետներն ասում են. տարբեր ընկերություններ զբաղվում են չուգունից պատրաստված սպասքի արտադրությամբ։ Նրանք բոլորն էլ մոտավորապես նույն որակի արտադրանք են արտադրում։ Այս ամբողջ բազմազանությունից առանձնանում են Սանկտ Պետերբուրգի «Նևա» գործարանի արտադրանքը: Հենց այս գործարանն է Ռուսաստանի Դաշնությունում չուգունից պատրաստված սպասքի խոշորագույն արտադրողներից մեկը։