การผลิตเหล็กหมูในรัสเซีย ประวัติการพัฒนา

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-02 14:03

สหพันธรัฐรัสเซียเป็นผู้นำระดับโลกในการผลิตเหล็กหมูมาหลายร้อยปีแล้ว โลหะผสมนี้ใช้ในอุตสาหกรรมต่าง ๆ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ศิลปะและการตกแต่ง ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า เหล็กหล่อเป็นส่วนสำคัญของชีวิตมนุษย์ ถือว่าเป็นวัสดุที่เป็นที่ต้องการตัวมากที่สุดชนิดหนึ่ง วันนี้เราขอเสนอให้พูดคุยเกี่ยวกับโลหะวิทยาเหล็ก การผลิตเหล็กและเหล็กกล้า ผลกระทบต่อมนุษย์ มาดูประวัติการพัฒนาธุรกิจโรงหล่อโดยทั่วไปกัน: ข้อเท็จจริงทางประวัติศาสตร์และข้อมูลที่น่าสนใจกำลังรอคุณอยู่!

ประวัติศาสตร์: ยุคทองแดง

เหล็กหล่อเป็นโลหะที่มีประวัติศาสตร์ยาวนานนับพันปี หยั่งรากกลับไปในสมัยก่อนคริสตกาล โดยทั่วไป นักประวัติศาสตร์จะลงวันที่หลักฐานแรกของการเกิดขึ้นของโลหะวิทยาจนถึงสหัสวรรษที่ 6-5 ก่อนคริสต์ศักราช จากนั้นมีคนยังคงใช้หินเพื่อสร้างเครื่องมือ แต่เขาเจอก้อนทองแดงแล้ว นำนักเก็ตสำหรับหินธรรมดาและแปรรูปในลักษณะเดียวกับที่ใช้กับหินใด ๆ - เพียงแค่ชนกัน - บุคคลเข้าใจ: หินเหล่านี้ไม่แตกออก แต่ทำให้เสียรูปเท่านั้นสามารถขึ้นรูปได้แทบทุกรูปแบบ นักประวัติศาสตร์จะเรียกวิธีการนี้ว่าการตีขึ้นรูปเย็นในภายหลัง ดังนั้นทองแดงจึงมาแทนที่หินทำให้เบ็ดตกปลาหัวหอกและกริชง่ายขึ้นมากยิ่งกว่านั้นคุณภาพของผลิตภัณฑ์ดังกล่าวก็เกินคุณภาพของอะนาล็อกที่ทำจากหินและกระดูกอย่างมาก ในขณะเดียวกันก็มีการปรับปรุงการแปรรูปไม้ทำให้สามารถผลิตชิ้นส่วนขนาดเล็กได้ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าในพื้นที่ที่มีการใช้ทองแดงอย่างแข็งขัน ลักษณะของวงล้อเกิดขึ้นเร็วกว่ามาก สิ่งนี้พิสูจน์ให้เห็นถึงความจริงที่ว่าการพัฒนาของมนุษยชาตินั้นเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการพัฒนาของโลหะวิทยาอย่างแยกไม่ออก

ยุคสำริด

เมื่อผู้คนได้เรียนรู้วิธีสร้างบรอนซ์ - โลหะผสมที่ประกอบด้วยทองแดงและดีบุก มนุษยชาติเข้าสู่ยุคสำริด วันนี้นักประวัติศาสตร์ไม่สามารถตอบคำถามว่าบุคคลใดคิดค้นโลหะผสมดังกล่าวได้อย่างไร นักวิจัยส่วนใหญ่เชื่อว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นโดยบังเอิญเมื่อดีบุกเข้าไปในภาชนะที่มีทองแดงหลอมเหลว ความจริงก็คือเป็นเวลานับพันปีที่ผู้คนต่อสู้ด้วยดาบทองสัมฤทธิ์และปรุงในหม้อทองแดง

ยุคเหล็ก

นักประวัติศาสตร์กล่าวว่า การหาเหล็กง่ายกว่าทองแดงหรือดีบุกมาก ประเด็นคือพบได้ในรูปของออกไซด์และออกไซด์ทุกที่ เหตุใดผู้คนจึงไม่เริ่มใช้ธาตุเหล็กเร็วกว่านี้ คำตอบนั้นง่าย: การผลิตโลหะชนิดนี้เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและใช้เวลานานอย่างไม่น่าเชื่อ โดยเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ต้องใช้เวลามากกว่าหนึ่งศตวรรษในการพัฒนาเพื่อศึกษากระบวนการนี้ นั่นเป็นเหตุผลที่ไม่น่าแปลกใจเลยที่นักโลหะวิทยาในสมัยนั้นถูกมองว่าเป็นพ่อมดที่แท้จริง เผาสิ่งมหัศจรรย์

พูดถึงเหล็กหล่อครั้งแรก

ประเทศที่เริ่มผลิตเหล็กในปัจจุบันถือเป็นประเทศจีน นักประวัติศาสตร์กล่าวว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นราวศตวรรษที่ห้าก่อนคริสต์ศักราช ในอาณาจักรสวรรค์ เหรียญ เครื่องใช้ในครัวเรือน และอาวุธต่างๆ ที่ทำจากเหล็กหล่อเป็นที่นิยมอย่างมาก การหล่อเหล็กหล่อจำนวนมากมีชีวิตรอดมาจนถึงสมัยของเรา เช่น สิงโตเหล็กหล่อที่งดงาม สูง 6 เมตร ยาว 5 เมตร นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่ารูปปั้นนี้หล่อในคราวเดียวซึ่งเป็นเครื่องยืนยันถึงทักษะที่ยอดเยี่ยมอย่างไม่ต้องสงสัย ของนักโลหะวิทยาชาวจีนคนแรกๆ

ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ: ทั่วโลก จุดเริ่มต้นของการผลิตเหล็กดัดถือได้ว่าเป็นโฆษณาในศตวรรษที่ 19 แม้ว่าจะเป็นที่ทราบกันดีว่าในประเทศจีนนั้นดาบทำมาจากมันก่อนการประสูติของพระคริสต์!

ต้นกำเนิดการผลิตในรัสเซีย

เริ่มผลิตเหล็กในรัสเซียเมื่อไหร่? การขุดค้นทางโบราณคดีดำเนินการในอาณาเขตของเมืองใหญ่ ๆ ของ Golden Horde พิสูจน์ว่าการเกิดขึ้นและการพัฒนาของการผลิตนี้ในรัสเซียเริ่มขึ้นในสมัยของแอกตาตาร์ - มองโกล! ความใกล้ชิดของอาณาจักรมองโกลกับจีนมีบทบาทบางอย่างในเรื่องนี้

จริงอยู่ที่เมืองตาตาร์-มองโกเลียทั้งหมดอาศัยอยู่ที่ Rusichi ซึ่งมีเวิร์กช็อปและแผงขายของที่นี่ พวกเขาไม่เพียงแต่นำความรู้ของอาจารย์ในท้องถิ่นมาใช้เท่านั้น แต่ยังแบ่งปันความรู้ของพวกเขาด้วย หลังจากที่ Horde ล่มสลาย เทคโนโลยียังคงพัฒนาและปรับปรุงต่อไป อยู่แล้วในในศตวรรษที่ 16 ภายใต้ Vasily the Third และ Ivan the Terrible การผลิตเหล็กหล่อเริ่มถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันในปืนใหญ่ซึ่งส่วนใหญ่เป็นลูกกระสุนปืนใหญ่และปืนใหญ่ขนาดเล็ก ในเวลาเดียวกัน นักประวัติศาสตร์กล่าวว่าเหล็กหล่อยังใช้ในการหล่อระฆังอีกด้วย การผลิตหลักเกิดขึ้นในเมืองต่างๆ เช่น มอสโกและตูลา เป็นที่น่าสังเกตว่าจนถึงศตวรรษที่ 17 ยุโรปไม่รู้จักเทคโนโลยีดังกล่าว ดังนั้นโรงงานในรัสเซียจึงสามารถส่งออกเครื่องมือและแกนต่างๆ ที่ทำจากเหล็กหล่อไปยังประเทศในยุโรปได้อย่างแข็งขัน

กำลังพัฒนา

ในช่วงเวลาของยุค Petrine การพัฒนาอย่างแข็งขันของการผลิตเหล็กและเหล็กกล้าเริ่มต้นขึ้น ซาร์เข้าใจว่าการเพิ่มความสามารถทางโลหะวิทยาจะนำไปสู่การพัฒนาของรัสเซีย ในการใช้แผนที่น่าทึ่ง Peter I มีทุกอย่างที่จำเป็น ทั้งวัสดุและเทคโนโลยีการผลิต ภายใต้กษัตริย์องค์นี้เริ่มการก่อสร้างโรงงานในไซบีเรียในเทือกเขาอูราล ตลอดรัชสมัยของพระเจ้าปีเตอร์มหาราช การผลิตเหล็กและเหล็กกล้าเพิ่มขึ้น 770 เท่า มีโรงงานโลหะวิทยาขนาดใหญ่ 16 แห่งปรากฏในรัสเซีย การพัฒนาดำเนินต่อไปหลังจากการสิ้นพระชนม์ของจักรพรรดิเมื่อปลายศตวรรษที่ 18 มีโรงงานมากกว่าร้อยแห่งในอาณาเขตของจักรวรรดิรัสเซียประเทศนี้กลายเป็นผู้นำระดับโลกในด้านนี้ นอกจากการพัฒนาอุตสาหกรรมแล้ว อุตสาหกรรมการประยุกต์โลหะยังพัฒนาอีกด้วย ตอนนี้ไม่เพียงแต่อาวุธที่ทำจากเหล็กหล่อเท่านั้น แต่ยังมีจาน อนุสาวรีย์ ประตู และรั้ว

เป็นที่น่าสังเกตว่าเตาหลอมเหล็กในประเทศที่ใช้สำหรับการผลิตเหล็กได้รับการยอมรับว่าดีที่สุดในโลก พวกเขาโดดเด่นด้วยประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดแม้ในต้นทุนที่ต่ำที่สุด ในXIXศตวรรษ โรงหล่อถูกแยกออกจากเตาหลอม ซึ่งทำให้ไม่เพียงแต่เชี่ยวชาญในกระบวนการเท่านั้น แต่ยังสามารถใช้เครื่องจักรได้ด้วย ในช่วงเวลานี้เองที่โรงหล่อท่อและโรงผลิตเหล็กหล่อขึ้นรูปได้ปรากฏขึ้น

รัสเซียเป็นผู้นำโลก

ในศตวรรษที่ 20 รัสเซียไม่ได้ชะลอตัวและยังคงเป็นผู้นำในการหล่อเหล็ก ในสหภาพโซเวียต ปริมาณเหล็กหล่อคิดเป็น 75% ของปริมาณการหล่อโลหะทั้งหมด มันเป็นวัตถุดิบอันดับหนึ่ง ผู้บริโภคหลักคือ อุตสาหกรรมการป้องกันประเทศและการเกษตร มันมาจากเหล็กหล่อที่ผู้เชี่ยวชาญทำชิ้นส่วนและหน่วยต่าง ๆ สำหรับอุปกรณ์ ควรสังเกตว่าแม้ทุกวันนี้รัสเซียยังคงเป็นผู้นำในด้านการผลิตและการใช้เหล็กหล่อ ไม่เพียงแต่ใช้ทำผลิตภัณฑ์ขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงงานละเอียดอ่อน เช่น ชิ้นส่วนประตู เครื่องประดับ การหล่อเตา และของที่ระลึก!

การผลิตเหล็ก: อุปกรณ์ที่จำเป็น

มาเริ่มกันที่คำจำกัดความกัน เหล็กหล่อมักจะเรียกว่าโลหะผสมของเหล็กที่มีคาร์บอน และคาร์บอนที่นี่ควรมีอย่างน้อย 2% แล้วกระบวนการผลิตเหล็กเป็นอย่างไร? ก่อนอื่นต้องใช้เตาหลอมขนาดใหญ่ ขนาดของมันน่าทึ่งมาก: ความสูงของเตาดังกล่าวคือ 30 ม. และเส้นผ่านศูนย์กลางภายในคือ 12 ม. ส่วนที่กว้างที่สุดของเตาเผาเรียกว่าการนึ่งส่วนล่างซึ่งอากาศร้อนเข้าสู่เตาเผาเป็นเตา อันบนเป็นเพลา โดยวิธีการที่ส่วนบนมีรูพิเศษ - ด้านบนซึ่งปิดด้วยชัตเตอร์พิเศษ หลักการทำงานของเตาหลอมแบบถลอกเป็นกระแสตรง: จากด้านล่างเข้าสู่เตาหลอมอากาศถูกจ่ายและวัสดุมาจากด้านบน วัสดุที่จำเป็นในการทำเหล็ก ได้แก่ ฟลักซ์ (ไม่มีตะกรันสามารถก่อตัวได้หากไม่มีมัน) โค้ก (จำเป็นสำหรับการทำน้ำร้อน หลอมละลาย และรีดิวซ์) และแร่ (ซึ่งเป็นวัตถุดิบหลัก)

สำหรับการผลิต คุณจะต้อง:

• รถเข็น;
• รถขนส่ง;
• บังเกอร์;
• faucet พิเศษ ฯลฯ

วัตถุดิบ

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับโลหะผสม การผลิตเหล็กและเหล็กกล้าเริ่มต้นที่โรงเรียน - หัวข้อนี้มีให้ในโปรแกรมการทำงานด้านเคมี หนังสือเรียนกล่าวถึงองค์ประกอบของแร่เหล็ก: มันคือสารแร่นั่นเอง นั่นคือ เหล็กคาร์บอเนต ซิลิเกตและออกไซด์ และเศษหิน ซึ่งประกอบด้วยโดโลไมต์ หินทราย หินปูน และควอทไซต์ ควรสังเกตว่าปริมาณแร่ที่แตกต่างกันอาจมีอยู่ในแร่ต่างกัน ตามเกณฑ์นี้แร่จึงถูกแบ่งออกเป็นคนจนและคนรวย อันแรกถูกส่งไปเสริมสมรรถนะ และอันที่สองสามารถใช้ในการผลิตได้ทันที

เพื่อผลิตเหล็กหมูได้ตัน คุณจะต้องใช้แร่ 3 ตัน โค้ก 1 ตัน น้ำ 20 ตัน ปริมาณฟลักซ์ขึ้นอยู่กับชนิดของแร่

ประเภทแร่เหล็ก

ก่อนที่เราจะเข้าสู่ขั้นตอนการผลิตเหล็ก เราขอนำเสนอข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของแร่เหล็ก อาจเป็น:

1. แร่เหล็กสีน้ำตาล. มีลักษณะเป็นธาตุเหล็ก 25-50% ในรูปของออกไซด์ที่เรียกว่าน้ำ หินเสียคือดินเหนียว
2. เฮมาไทต์(เรียกอีกอย่างว่าแร่เหล็กสีแดง) นี่คือแอนไฮดรัสออกไซด์เนื้อหาของสิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายน้อยที่สุดที่นี่ เหล็กนี่ประมาณ 45-55%
3. แร่เหล็กแม่เหล็ก. ปริมาณธาตุเหล็กที่นี่ประมาณ 30-37% หินเสียเป็นมวลซิลิกา
4. Siderite (ชื่อที่สองคือแร่เหล็กแหลม) ออกซิไดซ์ได้ง่ายมาก กลายเป็นหินปูนสีน้ำตาล

เทคโนโลยีการผลิต

เทคโนโลยีการผลิตเหล็กประกอบด้วยหลายขั้นตอน ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยการเตรียมแร่: จัดเรียงตามองค์ประกอบทางเคมีและแน่นอนตามขนาด วัตถุดิบขนาดใหญ่ถูกบดขยี้ และอนุภาคขนาดเล็กหรือฝุ่นแร่จับตัวเป็นก้อน ในขั้นตอนเดียวกัน การใช้ประโยชน์แร่ที่ไม่ดีก็เกิดขึ้นเช่นกัน นอกจากนี้ ในระหว่างกระบวนการเตรียมการ หินเสียส่วนใหญ่จะถูกลบออก ตามลำดับ ปริมาณเหล็กจะเพิ่มขึ้น ขั้นตอนต่อไปของเทคโนโลยีการผลิตเหล็กคือการเตรียมเชื้อเพลิง ทุกอย่างเริ่มต้นด้วยโค้ก ในระหว่างขั้นตอนนี้ โค้กจะถูกคัดกรอง - ค่าปรับที่ไม่จำเป็นทั้งหมดจะถูกลบออก ซึ่งอาจนำไปสู่การสูญเสียเชื้อเพลิง ขั้นตอนต่อไปของการผลิตเหล็กจากเตาหลอมคือการเตรียมฟลักซ์ ข้อดีถูกบดขยี้เรื่องเล็กถูกร่อนออกจากมัน หลังจากขั้นตอนนี้ วัสดุทั้งหมดจะถูกบรรจุลงในเตาเผา จากนั้นการผลิตเตาหลอมเหล็กของสุกรจะเริ่มต้นโดยตรง: เตาหลอมเต็มไปด้วยโค้ก ตัวจับเป็นก้อน (นี่คือชื่อของแร่ที่เผาด้วยฟลักซ์) และโค้กจะถูกเติมอีกครั้ง

อุณหภูมิที่ต้องการสำหรับการหลอมจะคงอยู่โดยการเป่าลมร้อน ในกระบวนการเผาไหม้โค้กในเตาจะทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ CO_{2 ผ่านโค้กกลายเป็น CO นอกจากนี้ คาร์บอนมอนอกไซด์ยังช่วยฟื้นฟูส่วนหลักของแร่อีกด้วย ในกระบวนการนี้ เหล็กจะกลายเป็นของแข็ง โดยผ่านเข้าไปในส่วนนั้นของเตาหลอม ซึ่งเป็นอากาศที่ร้อนจัด ที่นี่เหล็กละลายคาร์บอนในตัวมันเอง อันที่จริงนี่คือลักษณะการผลิตเหล็กในเตาหลอมเหล็ก เหล็กเหลวจากเตาหลอมตกลงไปในทัพพีพิเศษซึ่งจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ที่เตรียมไว้ล่วงหน้า เป็นไปได้ที่จะเทลงในคอลเลกชันพิเศษ - เครื่องผสมซึ่งโลหะผสมจะยังคงอยู่ในรูปของเหลวในบางครั้ง ควบคู่ไปกับการผลิตเหล็กหล่อจากเตาหลอม ซิลิกอน แมงกานีส และสิ่งเจือปนอื่นๆ จำนวนหนึ่งกำลังลดลง}

ประเภทเหล็กหล่อ

เหล็กหล่อมีแค่ 2 แบบ สีขาวกับสีเทา ความแตกต่างระหว่างสิ่งเหล่านี้อยู่ในองค์ประกอบทางเคมีและกระบวนการบำบัดความร้อน ดังนั้น เหล็กหล่อสีขาวจึงเป็นผลมาจากการหล่อเย็นอย่างรวดเร็ว ในขณะที่เหล็กหล่อสีเทาได้มาจากการหล่อเย็นช้า ผ้าขาวมีลักษณะเฉพาะเช่นความเปราะบางและความแข็ง พวกมันตัดยากมาก ในกระบวนการ ชิ้นส่วนจะแตกออกจากพวกมัน ดังนั้น เหล็กหล่อสีขาวจึงถูกใช้เป็นช่องว่างสำหรับการผลิตเหล็กหล่อเกรดอื่นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น จากการยิงประเภทนี้ ได้เหล็กหล่อที่หลอมได้ โปรดทราบ: ชื่อที่อ่อนนุ่มไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับกระบวนการตีขึ้นรูป ตามประวัติศาสตร์พบว่าเกือกม้าทำจากเหล็กหล่อที่มีลักษณะดังกล่าวก่อนหน้านี้ ชนิดนี้นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในวิศวกรรมเกษตรและอุตสาหกรรมยานยนต์ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเหล็กหล่อสีเทาคือความเหนียวรวมกับความแข็งแรงสูง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานได้ในพื้นที่ต่างๆ เช่น เครื่องมือกล เกษตรกรรม และอุตสาหกรรมยานยนต์ และสำหรับใช้ในบ้าน

แต่ยังมีเหล็กหล่อแบบครึ่งตัว พวกมันมีคุณสมบัติระดับกลางของสายพันธุ์สีขาวและสีเทา นอกจากนี้ การปรับความเข้มของการหล่อเย็นของโลหะผสมนี้ทำให้สามารถรับการหล่อได้หลากหลาย ซึ่งจะแตกต่างกันในด้านความแข็งแรง ความเหนียว และคุณสมบัติอื่นๆ เหล็กหล่อที่มีคุณสมบัติพิเศษ ได้แก่

• กันเสียดทาน ใช้สำหรับผลิตบูช เพลา แบริ่ง
• ทนต่อการสึกหรอ จำเป็นสำหรับการสร้างอุปกรณ์สูบน้ำ ชิ้นส่วนต่าง ๆ สำหรับอุตสาหกรรมไนโตรเจน การหล่อเตา
• ทนความร้อน ซึ่งใช้ในการผลิตการหล่อแบบเตาหลอม ระบบท่อ และเครื่องยนต์กังหันก๊าซ
• ทนความร้อน เหมาะสำหรับอุปกรณ์เตาเผาและชิ้นส่วนหม้อไอน้ำ
• ทนต่อการกัดกร่อน จำเป็นสำหรับการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ในอุตสาหกรรมเคมีและการบิน ซึ่งใช้ในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

ลักษณะของเหล็กหล่อ

เหล็กหล่อคุณภาพมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ความจุความร้อนที่ดีเยี่ยม;
• ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี
• ทนความร้อนสูง

ลักษณะเหล่านี้และลักษณะอื่นๆ อนุญาตให้ใช้เหล็กหล่อในชีวิตประจำวันและในอุตสาหกรรมหนัก เครื่องครัวเหล็กหล่อที่ผลิตในรัสเซียเป็นที่นิยมอย่างมาก วัสดุนี้ไม่เพียงแต่ทำกระทะและหม้อเท่านั้น แต่ยังมีฟองดู เตาอั้งโล่ จานอบ หม้อตุ๋น และเตาย่าง

ควรสังเกตว่าอาหารที่ทำจากวัสดุนี้เหมาะสำหรับการทอดแพนเค้ก สตูว์ทำอาหาร ซีเรียล และสำหรับนึ่งพิลาฟ ความจริงก็คือเหล็กหล่อร้อนขึ้นค่อนข้างช้า แต่สะสมความร้อนได้อย่างสมบูรณ์และกระจายอย่างสม่ำเสมอ ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า บริษัทต่าง ๆ มีส่วนร่วมในการผลิตเครื่องครัวเหล็กหล่อ ทั้งหมดผลิตสินค้าที่มีคุณภาพใกล้เคียงกัน จากความหลากหลายทั้งหมดนี้ผลิตภัณฑ์ของโรงงานในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก "Neva" โดดเด่น โรงงานแห่งนี้เป็นหนึ่งในผู้ผลิตเครื่องครัวเหล็กหล่อที่ใหญ่ที่สุดในสหพันธรัฐรัสเซีย