Ресейдегі шойын өндірісі, даму тарихы

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-02 13:58

Бірнеше жүз жыл бойы Ресей Федерациясы шойын өндіру бойынша әлемдік көшбасшылардың қатарында. Бұл қорытпа әртүрлі салаларда қолданылады, көркемдік және сәндік бұйымдарды жасау үшін қолданылады. Сарапшылардың айтуынша: шойын адам өмірінің ажырамас бөлігі болып табылады, ол лайықты түрде ең көп сұранысқа ие материалдардың бірі болып саналады. Бүгін біз қара металлургия, шойын мен болат өндіру, олардың адамға әсері туралы айтуды ұсынамыз. Жалпы құю өндірісінің даму шежіресіне жүгінейік: сізді тарихи деректер мен қызықты ақпарат күтуде!

Тарих: Мыс дәуірі

Шойын – мыңдаған жылдық тарихы бар металл, оның тамыры б.з.б. Жалпы, тарихшылар металлургияның пайда болуының алғашқы дәлелдерін біздің дәуірімізге дейінгі 6-5 мыңжылдықтарға жатқызады. Содан кейін адам құралдар жасау үшін әлі де тасты пайдаланды, бірақ ол мыс кесектерін кездестірді. Кәдімгі тастар үшін кесектерді алу және оларды кез келген тастарға қолданылатын әдіспен өңдеу - бір-біріне соғу - адам түсінді: бұл тастар сынбайды, тек деформацияланады, сондықтан оларкез келген дерлік пішінде қалыпқа келтіруге болады. Кейінірек тарихшылар бұл әдісті суық соғу деп атады. Осылайша, мыс тасты алмастырды, қармақ, найзаның ұштары мен қанжар жасау оңайырақ болды, сонымен қатар мұндай бұйымдардың сапасы тас пен сүйектен жасалған аналогтардың сапасынан айтарлықтай асып түсті. Сонымен бірге ағаш өңдеу жетілдірілді, ұсақ бөлшектерді шығаруға мүмкіндік туды. Айтпақшы, ғалымдар мыс белсенді пайдаланылған аумақтарда дөңгелектің пайда болуы әлдеқайда ертерек болғанын дәлелдеді. Бұл адамзат дамуының металлургияның дамуымен ажырамас және тығыз байланысты екенін дәлелдейді.

Қола дәуірі

Адамдар мыс пен қалайыдан тұратын қорытпа – қола жасауды үйренгенде, адамзат қола дәуіріне енді. Бүгінгі күні тарихшылар мұндай қорытпаны адам қалай ойлап тапты деген сұраққа жауап бере алмайды. Көптеген зерттеушілер бұл қалайы балқытылған мыс құйылған ыдысқа түскен кезде кездейсоқ болды деп санайды. Мың жыл бойы адамдар қола семсермен соғысып, қола қазандарда тамақ пісіргені шындық.

Темір дәуірі

Тарихшылар айтады: мыс немесе қалайыдан гөрі темірді алу әлдеқайда оңай болған. Мәселе мынада, ол барлық жерде оксид және оксид түрінде кездеседі. Ендеше, неге адамдар темірді ертерек қолдана бастаған жоқ? Жауап қарапайым: бұл металды өндіру бірнеше кезеңнен тұратын керемет күрделі және көп уақытты қажет ететін процесс. Бұл процесті зерттеу үшін бір ғасырдан астам даму қажет болды. СондықтанСол кездегі металлургтерді халық нағыз сиқыршылар, сиқырлы заттарды жағатын адамдар деп санауы ғажап емес.

Алғаш рет шойын туралы айтылады

Темір өндірісі басталған ел бүгінде Қытай болып саналады. Тарихшылар бұл оқиға біздің дәуірімізге дейінгі бесінші ғасырда болған дейді. Аспан империясында шойыннан жасалған тиындар, тұрмыстық ыдыстар және әртүрлі қару-жарақтар өте танымал болды. Көптеген шойын құймалар біздің заманымызға дейін сақталған, мысалы, биіктігі 6 метр, ұзындығы 5 метр болатын тамаша шойын арыстаны. Бұл мүсіннің бір уақытта құйылғанын ғалымдар дәлелдеген, бұл үлкен шеберлікті айғақтайтыны сөзсіз. алғашқы қытай металлургтерінің.

Қызықты факт: бүкіл әлемде иілгіш шойын өндірісінің басталуы біздің эрамыздың 19 ғасыры болып саналады, дегенмен Қытайда одан Мәсіх дүниеге келгенге дейін қылыштар жасалғаны сенімді түрде белгілі!

Өндірістің Ресейде пайда болуы

Ресейде темір өндіру қашан басталды? Алтын Орданың ірі қалаларының аумағында жүргізілген археологиялық қазбалар бұл өндірістің Ресейде пайда болуы мен дамуы сонау татар-моңғол қамыты тұсында басталғанын дәлелдейді! Бұған Моңғол патшалығының Қытайға жақындығы белгілі бір рөл атқарды.

Татар-моңғол қалаларының барлығында іс жүзінде Русичи өмір сүрген, олардың осында өз шеберханалары мен сауда орындары болған. Олар жергілікті шеберлердің білімін қабылдап қана қоймай, өздерімен де бөлісті. Орда құлағаннан кейін техника дамып, жетілдірілді. Қазірдің өзінде16 ғасырда Василий Үшінші мен Иван Грозныйдың тұсында құю шойын өндірісі артиллерияда белсенді түрде қолданыла бастады, одан негізінен зеңбіректер мен шағын зеңбіректер жасалды. Бұл ретте тарихшылар шойынның қоңырау құюға да пайдаланылғанын айтады. Негізгі өндіріс Мәскеу, Тула сияқты қалаларда жүргізілді. Айта кету керек, 17 ғасырға дейін Еуропа мұндай технологияларды білмеген, сондықтан ресейлік зауыттар Еуропа елдеріне шойыннан жасалған әртүрлі құралдар мен өзектерді белсенді түрде экспорттай алатын.

Белсенді даму

Петриндік дәуірде шойын мен болат өндірісінің белсенді дамуы басталды. Патша металлургиялық қуаттардың артуы Ресейді дамуға әкелетінін түсінді. Керемет жоспарларды жүзеге асыру үшін I Петрде барлық қажетті заттар болды: материалдар да, өндіріс технологиялары да. Дәл осы патшаның тұсында Сібірде, Оралда зауыттардың белсенді құрылысы басталды. Ұлы Петрдің бүкіл билігі кезінде шойын мен болат өндіру 770 есе өсті, Ресейде 16 ірі металлургиялық зауыт пайда болды. Даму император қайтыс болғаннан кейін жалғасты, 18 ғасырдың аяғында Ресей империясының аумағында жүзден астам зауыт болды, ел бұл салада әлемдік көшбасшы болды. Өнеркәсіптің дамуымен қатар металл қолдану салалары да дамыды. Енді шойыннан қару ғана емес, ыдыс-аяқ, ескерткіштер, қақпалар мен қоршаулар да жасалды.

Айта кететін жайт, темір өндіру үшін пайдаланылатын отандық домна пештері әлемдегі ең үздік деп танылды. Олар ең аз шығынмен де ең жоғары өнімділікпен сипатталды. XIX жғасырда құю цехтары домна пештерінен бөлінді, бұл процесті мамандандыруға ғана емес, оны механикаландыруға да мүмкіндік берді. Дәл осы кезеңде құбыр құю зауыттары мен иілгіш темір құймаларын шығаратын цехтар пайда болды.

Ресей әлемдік көшбасшы

20 ғасырда Ресей тежелген жоқ, темір құюда көшбасшы болып қала берді. КСРО-да шойынның көлемі металл құймасының жалпы көлемінің шамамен 75% құрады. Ол №1 шикізат болды, оның негізгі тұтынушылары қорғаныс өнеркәсібі мен ауыл шаруашылығы болды. Дәл шойыннан мамандар бөлшектер мен жабдықтардың әртүрлі агрегаттарын жасады. Айта кету керек, бүгіннің өзінде Ресей шойын өндіру және пайдалану бойынша жетекші орынды сақтап отыр. Ол үлкен өлшемді бұйымдарды ғана емес, сонымен қатар қақпа элементтері, зергерлік бұйымдар, пеш құю және кәдесыйлар сияқты нәзік жұмыстарды жасау үшін қолданылады!

Темір өндірісі: қажетті құрал-жабдықтар

Анықтамадан бастайық. Шойын әдетте көміртегі бар темір қорытпасы деп аталады, мұнда көміртегі кем дегенде 2% болуы керек. Сонымен, темір өндіру процесі қандай? Бұл үшін ең алдымен үлкен домна пеші қажет. Оның өлшемдері таң қалдырады: мұндай пештің биіктігі 30 м, ал ішкі диаметрі 12 м. Пештің ең кең бөлігі бумен пісіру деп аталады, пешке ыстық ауа кіретін төменгі бөлігі - ошақ, жоғарғы жағы - білік. Айтпақшы, үстіңгі бөлікте арнайы тесік - үстіңгі жағы бар, ол арнайы жапқышпен жабылады. Домна пешінің жұмыс істеу принципі қарсы ток: төменнен оғанауа беріледі, ал материалдар жоғарыдан беріледі. Темір жасауға қажетті материалдарға флюс (онсыз қож түзілмейді), кокс (суды жылытуға, балқытуға және тотықсыздандыруға қажет) және кен (негізгі шикізат) жатады.

Өндіріс үшін сізге де қажет:

• арбалар;
• тасымалдаушылар;
• бункерлер;
• арнайы шүмек, т.б.

Шикізат

Қорытпалармен таныстыру, шойын мен болат өндіру мектептен басталады – бұл тақырып химия пәнінен жұмыс бағдарламасында қарастырылған. Оқулықтарда темір рудасының құрамы талқыланады: бұл кен затының өзі, яғни темір карбонаттары, силикаттары мен оксидтері және доломиттен, құмтастан, әктас пен кварциттен тұратын бос жыныстар. Айта кету керек, әр түрлі руда құрамында әр түрлі мөлшердегі рудалық зат болуы мүмкін. Дәл осы критерий бойынша кен кедей және бай болып бөлінеді. Біріншісі байытуға жіберіледі, ал екіншісін өндірісте бірден пайдалануға болады.

Бір тонна шойын өндіру үшін сізге: үш тонна кен, бір тонна кокс, жиырма тонна су қажет. Флюс мөлшері кен түріне байланысты.

Темір рудаларының түрлері

Темір өндіру процесіне көшпес бұрын, біз темір рудаларының түрлері туралы ақпаратты ұсынамыз. Бұл болуы мүмкін:

1. Қоңыр темір кені. Ол сулы оксидтер деп аталатын түрдегі 25-50% темірдің болуымен сипатталады. Бос жыныстар сазды.
2. Гематит(оны қызыл темір кені деп те атайды). Бұл сусыз оксид, мұнда зиянды қоспалардың мөлшері аз. Мұндағы темір шамамен 45-55% құрайды.
3. Магниттік темір кені. Мұндағы темір мөлшері шамамен 30-37% құрайды. Бос жыныс кремнеземді масса болып табылады.
4. Сидерит (екінші атауы – шпат темір рудасы) өте оңай тотығады, қоңыр әктасқа айналады.

Өндіріс технологиясы

Темір өндіру технологиясы бірнеше кезеңнен тұрады. Барлығы кенді дайындаудан басталады: ол химиялық құрамы бойынша және, әрине, көлемі бойынша сұрыпталады. Ірі шикізат ұсақталып, ұсақ бөлшектер немесе кен шаңы агломерацияланады. Дәл осы кезеңде кедей кендерді байыту да жүреді. Сонымен қатар, дайындау процесінде бос жыныстың айтарлықтай бөлігі жойылады, сәйкесінше темір мөлшері артады. Темір өндіру технологиясының келесі кезеңі отын дайындау болып табылады. Барлығы кокспен басталады. Бұл кезеңде кокс скринингтен өтеді - одан барлық қажетсіз айыппұлдар жойылады, бұл жанармайдың жоғалуына әкелуі мүмкін. Домналық шойын өндірісінің келесі кезеңі флюстерді дайындау болып табылады. Плюс ұсақталады, одан ұсақ-түйек сүзіледі. Осы процедурадан кейін барлық материалдар пешке жүктеледі. Содан кейін шойынның домналық өндірісі тікелей басталады: пеш кокспен толтырылады, агломератор қосылады (флюспен агломерацияланған кен осылай аталады), кокс қайтадан қосылады.

Бақытуға қажетті температура қыздырылған ауада үрлеу арқылы сақталады. Жану процесіндеошақтағы кокс көмірқышқыл газын шығарады. CO_{2 кокс арқылы СО-ға айналады. Әрі қарай көміртегі тотығы кеннің негізгі бөлігін қалпына келтіреді. Бұл процесте темір қатты күйге еніп, пештің ауасы өте ыстық бөлігіне өтеді. Мұнда темір өз ішіндегі көміртекті ерітеді. Шындығында, домна пешіндегі темір өндірісі осылай көрінеді. Пештен шыққан сұйық темір арнайы шөміштерге түсіп, одан алдын ала дайындалған қалыптарға құйылады. Арнайы коллекцияларға-араластырғыштарға құюға болады, онда қорытпа біраз уақыт бойы сұйық күйде қалады. Домналық шойын өндірісімен бір мезгілде кремний, марганец және басқа да бірқатар қоспалар азаяды.}

Шойын түрлері

Шойынның тек екі түрі бар: ақ және сұр. Олардың арасындағы айырмашылық химиялық құрамда және термиялық өңдеу процесінде. Сонымен, ақ шойындар өте жылдам суытудың нәтижесі болса, сұр шойындар баяу салқындату нәтижесінде алынады. Ақтар сынғыштық пен қаттылық сияқты қасиеттермен сипатталады. Оларды кесу өте қиын, бұл процесте олардан бөліктер үзіледі. Сондықтан ақ шойындар шойынның басқа сорттарын өндіру үшін дайындамалар ретінде ғана қолданылады. Мысалы, бұл түрді күйдіру нәтижесінде соғылғыш шойындар алынады. Назар аударыңыз: иілгіш атауының соғу процесіне ешқандай қатысы жоқ. Тарихшылардың пікірінше, бұл бұрын осындай сипаттары бар шойыннан тақа жасалғандықтан пайда болған. Бұл түрі кеңінен қолданыладыауылшаруашылық машина жасау және автомобиль өнеркәсібі. Сұр шойындардың негізгі айырмашылығы - жоғары беріктікпен біріктірілген икемділік. Бұл оларды станоктар, ауыл шаруашылығы және автомобиль өнеркәсібі және тұрмыстық пайдалану сияқты салаларда пайдалануға мүмкіндік береді.

Айтпақшы, жартылай шойын деп аталатындар бар. Олар ақ және сұр түрлердің аралық қасиеттеріне ие. Сонымен қатар, осы қорытпаның салқындату қарқындылығын реттеу арқылы беріктігі, иілгіштігі және басқа да қасиеттері бойынша ерекшеленетін әртүрлі құймаларды алуға болады. Арнайы қасиеттері бар шойындарға мыналар жатады:

• үйкеліске қарсы, втулкаларды, біліктерді, мойынтіректерді жасау үшін пайдаланылады;
• тозуға төзімді, сорғы жабдықтарын, азот өнеркәсібіне арналған әртүрлі бөлшектерді, пештерді құюға қажет;
• пеш құймаларын, құбыр жүйелерін және газтурбиналық қозғалтқыштарды өндіруде қолданылатын ыстыққа төзімді;
• ыстыққа төзімді, пеш фитингтері мен қазандық бөліктері үшін жарамды;
• коррозияға төзімді, агрессивті ортада қолданылатын химия және авиация өнеркәсібінде әртүрлі бөлшектерді өндіру үшін таптырмас.

Шойынның сипаттамалары

Сапалы шойын келесі қасиеттермен сипатталады:

• тамаша жылу сыйымдылығы;
• коррозияға жақсы төзімділік;
• ыстыққа төзімділік артты.

Осы және басқа сипаттамалар шойынды пайдалануға мүмкіндік бередікүнделікті өмірде және ауыр өнеркәсіпте. Әсіресе ресейлік шойыннан жасалған ыдыстар танымал. Бұл материалдан тек қуырғыш табалар мен кәстрөлдер жасалмайды, сонымен қатар фондю, мангалдар, пісірме табақтар, бұқтырылған табалар мен грильдер бар.

Айта кетейік, бұл материалдан жасалған тағамдар құймақ қуыруға, бұқтырылған тағамдарды, жармаларды пісіруге және палауды бұқтыруға бірдей қолайлы. Шындығында, шойын баяу қызады, бірақ ол жылуды жақсы жинайды және оны біркелкі таратады. Мамандар былай дейді: шойын ыдыстарын шығарумен әртүрлі компаниялар айналысады. Олардың барлығы шамамен бірдей сападағы өнім шығарады. Осы әртүрліліктің ішінен Санкт-Петербургтегі «Нева» зауытының өнімдері ерекшеленеді. Дәл осы зауыт Ресей Федерациясындағы шойын ыдыстарын шығаратын ірі өндірушілердің бірі болып табылады.