Roheisenproduktion in Russland, Entwicklungsgeschichte

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 13:52

Seit mehreren hundert Jahren gehört die Russische Föderation zu den weltweit führenden Produzenten von Roheisen. Diese Legierung wird in einer Vielzahl von Industrien verwendet, um künstlerische und dekorative Produkte herzustellen. Experten sagen: Gusseisen ist ein wesentlicher Bestandteil des menschlichen Lebens, es gilt zu Recht als eines der gefragtesten Materialien. Heute schlagen wir vor, über die Eisenmetallurgie, die Herstellung von Eisen und Stahl und ihre Auswirkungen auf den Menschen zu sprechen. Kommen wir zur Chronik der Entwicklung des Gießereiwesens im Allgemeinen: Historische Fakten und Wissenswertes warten auf Sie!

Geschichte: Kupferzeit

Gusseisen ist ein Metall mit einer jahrtausende alten Geschichte, seine Wurzeln reichen bis nach BC zurück. Im Allgemeinen datieren Historiker die ersten Beweise für die Entstehung der Metallurgie auf das 6.-5. Jahrtausend v. Damals benutzte ein Mensch noch Stein, um Werkzeuge herzustellen, aber er stieß bereits auf Kupfernuggets. Nuggets für gewöhnliche Steine nehmen und sie auf die gleiche Weise verarbeiten, die auf alle Steine aufgebracht wurde - nur aufeinander schlagen -, verstand eine Person: Diese Steine brechen nicht ab, sondern verformen sich nur und deshalb verformen sie sichkann in fast jede Form gebracht werden. Historiker nannten diese Methode später K altschmieden. So wurde Kupfer zu einem Ersatz für Stein, die Herstellung von Angelhaken, Speerspitzen und Dolchen wurde viel einfacher, außerdem übertraf die Qualität solcher Produkte die Qualität von Analoga aus Stein und Knochen erheblich. Gleichzeitig wurde die Holzverarbeitung verbessert, die Herstellung von Kleinteilen wurde möglich. Übrigens haben Wissenschaftler bewiesen, dass in den Gebieten, in denen Kupfer aktiv verwendet wurde, das Erscheinen des Rades viel früher stattfand. Dies beweist, dass die Entwicklung der Menschheit untrennbar und eng mit der Entwicklung der Metallurgie verbunden ist.

Bronzezeit

Als die Menschen lernten, Bronze herzustellen - eine Legierung aus Kupfer und Zinn, trat die Menschheit in die Bronzezeit ein. Heute können Historiker die Frage nicht beantworten, wie genau eine Person eine solche Legierung erfunden hat. Die meisten Forscher glauben, dass dies rein zufällig geschah, als Zinn in einen Behälter mit geschmolzenem Kupfer gelangte. Tatsache bleibt, dass Menschen tausend Jahre lang mit Bronzeschwertern gekämpft und in Bronzetöpfen gekocht haben.

Eisenzeit

Historiker sagen: Eisen war viel leichter zu bekommen als Kupfer oder Zinn. Die Sache ist, dass es überall in Form von Oxid und Oxid vorkommt. Warum haben die Leute also nicht früher angefangen, Eisen zu verwenden? Die Antwort ist einfach: Die Herstellung dieses Metalls ist ein unglaublich komplexer und zeitaufwändiger Prozess, der in mehreren Schritten abläuft. Es dauerte mehr als ein Jahrhundert der Entwicklung, um diesen Prozess zu untersuchen. DeshalbEs ist nicht verwunderlich, dass die damaligen Metallurgen von den Menschen als echte Zauberer angesehen wurden, die magische Dinge verbrannten.

Erste Erwähnung von Gusseisen

Das Land, in dem die Eisenproduktion begann, gilt heute als China. Historiker sagen, dass dies um das fünfte Jahrhundert v. Chr. geschah. Im Himmelsreich waren Münzen, Haush altsgegenstände und verschiedene Waffen aus Gusseisen äußerst beliebt. Viele gusseiserne Gussstücke sind bis in unsere Zeit erh alten geblieben, zum Beispiel ein prächtiger gusseiserner Löwe, der 6 Meter hoch und 5 Meter lang ist. Wissenschaftler haben bewiesen, dass diese Statue auf einmal gegossen wurde, was zweifellos von der großen Kunstfertigkeit zeugt der ersten chinesischen Metallurgen.

Interessante Tatsache: Als Beginn der Produktion von Sphäroguss gilt weltweit das 19. Jahrhundert n. Chr., obwohl sicher bekannt ist, dass in China schon vor Christi Geburt Schwerter daraus hergestellt wurden!

Der Ursprung der Produktion in Russland

Wann begann die Eisenproduktion in Russland? Archäologische Ausgrabungen auf dem Territorium großer Städte der Goldenen Horde beweisen, dass die Entstehung und Entwicklung dieser Produktion in Russland in den Tagen des tatarisch-mongolischen Jochs begann! Dabei spielte die Nähe des mongolischen Reiches zu China eine gewisse Rolle.

Praktisch in allen tatarisch-mongolischen Städten lebten Rusichi, die hier ihre eigenen Werkstätten und Handelsstände hatten. Sie übernahmen nicht nur das Wissen lokaler Meister, sondern teilten auch ihr eigenes. Nachdem die Horde gefallen war, entwickelte und verbesserte sich die Technologie weiter. Bereits inIm 16. Jahrhundert begann unter Wassili dem Dritten und Iwan dem Schrecklichen die Produktion von Gießeisen aktiv in der Artillerie eingesetzt zu werden, hauptsächlich Kanonenkugeln und kleine Kanonen wurden daraus hergestellt. Gleichzeitig, so sagen Historiker, wurde Gusseisen auch zum Gießen von Glocken verwendet. Die Hauptproduktion fand in Städten wie Moskau und Tula statt. Es ist erwähnenswert, dass Europa bis zum 17. Jahrhundert solche Technologien nicht kannte und russische Fabriken daher aktiv verschiedene Werkzeuge und Kerne aus Gusseisen in europäische Länder exportieren konnten.

Aktive Entwicklung

In der Zeit der Petrinischen Ära begann die aktive Entwicklung der Eisen- und Stahlproduktion. Der Zar verstand, dass eine Erhöhung der metallurgischen Kapazitäten Russland zur Entwicklung führen würde. Um unglaubliche Pläne umzusetzen, hatte Peter I. alles Notwendige: sowohl Materialien als auch Produktionstechnologien. Unter diesem König begann der aktive Bau von Fabriken in Sibirien im Ural. Während der gesamten Regierungszeit von Peter dem Großen wurde die Produktion von Eisen und Stahl um das 770-fache gesteigert, in Russland entstanden 16 große Hüttenwerke. Die Entwicklung setzte sich nach dem Tod des Kaisers fort, Ende des 18. Jahrhunderts gab es auf dem Territorium des Russischen Reiches mehr als hundert Fabriken, das Land wurde weltweit führend auf diesem Gebiet. Mit der Entwicklung der Industrie entwickelte sich auch die Metallanwendungsindustrie. Jetzt wurden nicht nur Waffen aus Gusseisen hergestellt, sondern auch Schalen, Denkmäler, Tore und Zäune.

Es ist erwähnenswert, dass die heimischen Hochöfen für die Eisenproduktion als die besten der Welt anerkannt wurden. Sie zeichneten sich durch höchste Produktivität bei minimalen Kosten aus. Im XIXJahrhundert wurden die Gießereien von den Hochöfen getrennt, was es ermöglichte, den Prozess nicht nur zu spezialisieren, sondern auch zu mechanisieren. In dieser Zeit entstanden Rohrgießereien und Werkstätten, die Tempergüsse herstellten.

Russland ist Weltmarktführer

Im 20. Jahrhundert ließ Russland nicht nach und blieb führend im Eisenguss. In der UdSSR machte das Gusseisenvolumen etwa 75% der Gesamtmenge des Metallgusses aus, es war der Rohstoff Nummer eins, seine Hauptverbraucher waren die Verteidigungsindustrie und die Landwirtschaft. Aus Gusseisen stellten Spezialisten Teile und verschiedene Einheiten für Geräte her. Es sei darauf hingewiesen, dass Russland auch heute noch eine führende Position in Bezug auf die Produktion und Verwendung von Gusseisen einnimmt. Es werden nicht nur großformatige Produkte hergestellt, sondern auch so filigrane Arbeiten wie Torelemente, Schmuck, Ofenguss und Souvenirs!

Eisenproduktion: notwendige Ausrüstung

Beginnen wir mit einer Definition. Gusseisen wird normalerweise als Legierung von Eisen mit Kohlenstoff bezeichnet, und Kohlenstoff sollte hier mindestens 2% betragen. Was ist also der Prozess der Eisenproduktion? Dazu ist zunächst einmal ein riesiger Hochofen erforderlich. Seine Abmessungen sind erstaunlich: Die Höhe eines solchen Ofens beträgt 30 m und der Innendurchmesser 12 m. Der breiteste Teil des Ofens wird als Dampf bezeichnet, der untere, durch den heiße Luft in den Ofen eintritt, ist ein Herd, der obere ist eine Welle. Übrigens befindet sich im oberen Teil ein spezielles Loch - ein Oberteil, das mit einem speziellen Verschluss verschlossen ist. Das Funktionsprinzip eines Hochofens ist der Gegenstrom: von unten hineinLuft wird zugeführt, und Materialien werden von oben zugeführt. Zu den Materialien, die zur Herstellung von Eisen benötigt werden, gehören Flussmittel (ohne die sich keine Schlacke bilden kann), Koks (erforderlich, um Wasser zu erhitzen, zu schmelzen und zu reduzieren) und Erz (das der Hauptrohstoff ist).

Für die Produktion benötigen Sie außerdem:

• carts;
• Transporter;
• Bunker;
• spezieller Wasserhahn usw.

Rohstoffe

Einführung in Legierungen, die Herstellung von Eisen und Stahl beginnt in der Schule - dieses Thema ist im Arbeitsprogramm Chemie vorgesehen. Die Lehrbücher behandeln die Zusammensetzung des Eisenerzes: Es ist die eigentliche Erzsubstanz, also Eisenkarbonate, -silikate und -oxide, und Abfallgestein, bestehend aus Dolomit, Sandstein, Kalkstein und Quarzit. Es ist zu beachten, dass in verschiedenen Erzen unterschiedliche Mengen an Erzsubstanz vorhanden sein können. Nach diesem Kriterium wird Erz in arm und reich eingeteilt. Die erste wird zur Anreicherung geschickt, die zweite kann sofort in der Produktion verwendet werden.

Um eine Tonne Roheisen herzustellen, brauchst du: drei Tonnen Erz, eine Tonne Koks, zwanzig Tonnen Wasser. Die Menge des Flussmittels hängt von der Art des Erzes ab.

Eisenerzarten

Bevor wir zum Prozess der Eisenherstellung übergehen, bieten wir Informationen über die Arten von Eisenerzen an. Es könnte sein:

1. Braunes Eisenerz. Es zeichnet sich durch einen Geh alt von 25-50 % Eisen in Form sogenannter wässriger Oxide aus. Abfallgestein ist lehmig.
2. Hämatit(es wird auch rotes Eisenerz genannt). Dies ist ein wasserfreies Oxid, der Geh alt an schädlichen Verunreinigungen ist hier minimal. Eisen macht hier etwa 45-55% aus.
3. Magnetisches Eisenerz. Der Eisengeh alt liegt hier bei ca. 30-37%. Das Abfallgestein ist eine Kieselerdemasse.
4. Siderit (sein zweiter Name ist Eisenerz) oxidiert extrem leicht und verwandelt sich in braunen Kalkstein.

Produktionstechnik

Die Technologie der Eisenproduktion besteht aus mehreren Stufen. Alles beginnt mit der Aufbereitung des Erzes: Es wird nach chemischer Zusammensetzung und natürlich nach Größe sortiert. Große Rohstoffe werden zerkleinert und kleine Partikel oder Erzstaub agglomeriert. Gleichzeitig findet auch die Aufbereitung armer Erze statt. Darüber hinaus wird während des Aufbereitungsprozesses ein erheblicher Teil des Abfallgesteins entfernt bzw. der Eisengeh alt erhöht. Die nächste Stufe der Eisenproduktionstechnologie ist die Brennstoffaufbereitung. Alles beginnt mit Cola. In dieser Phase wird der Koks gesiebt - alle unnötigen Feinstoffe werden daraus entfernt, was zu Brennstoffverlusten führen kann. Die nächste Stufe der Hochofeneisenproduktion ist die Aufbereitung von Zuschlägen. Pluspunkte werden zerkleinert, eine Kleinigkeit wird herausgesiebt. Nach diesem Vorgang werden alle Materialien in den Ofen geladen. Dann beginnt direkt die Hochofenproduktion von Roheisen: Der Ofen wird mit Koks gefüllt, ein Agglomerator wird hinzugefügt (so heißt mit Flussmittel gesintertes Erz) und es wird wieder Koks hinzugefügt.

Die zum Schmelzen erforderliche Temperatur wird durch Einblasen von erwärmter Luft geh alten. Im VerbrennungsprozessKoks im Herd erzeugt Kohlendioxid. CO_{2 geht durch Koks zu CO. Außerdem stellt Kohlenmonoxid den Hauptteil des Erzes wieder her. Bei diesem Vorgang wird das Eisen fest und gelangt in den Teil des Ofens, in dem die Luft sehr heiß ist. Hier löst das Eisen den Kohlenstoff in sich auf. Eigentlich sieht so die Eisenproduktion im Hochofen aus. Flüssiges Eisen aus dem Ofen fällt in spezielle Pfannen, aus denen es in vorbereitete Formen gegossen wird. Es ist möglich, in spezielle Sammelmischer zu gießen, in denen die Legierung einige Zeit in flüssiger Form bleibt. Gleichzeitig mit der Roheisenproduktion im Hochofen werden Silizium, Mangan und eine Reihe anderer Verunreinigungen reduziert.}

Gusseisenarten

Es gibt nur zwei Arten von Gusseisen: weiß und grau. Der Unterschied zwischen ihnen liegt in der chemischen Zusammensetzung und dem Wärmebehandlungsprozess. So entstehen weiße Gusseisen durch sehr schnelle Abkühlung, während graue Gusseisen durch langsame Abkühlung entstehen. Weiße zeichnen sich durch Eigenschaften wie Zerbrechlichkeit und Härte aus. Sie lassen sich nur sehr schwer schneiden, dabei brechen Stücke von ihnen ab. Daher werden weiße Gusseisen nur als Rohlinge für die Herstellung anderer Gusseisensorten verwendet. Beispielsweise werden durch Brennen dieser Art schmiedbare Gusseisen erh alten. Bitte beachten Sie: Der Name formbar hat nichts mit dem Schmiedeprozess zu tun. Historikern zufolge schien dies darauf zurückzuführen zu sein, dass Hufeisen früher aus Gusseisen mit solchen Eigenschaften hergestellt wurden. Dieser Typ ist weit verbreitet inLandtechnik und Automobilindustrie. Der Hauptunterschied zwischen Grauguss ist Duktilität kombiniert mit hoher Festigkeit. Dadurch können sie in Bereichen wie Werkzeugmaschinen, Landwirtschaft und Automobilindustrie sowie im Haush alt eingesetzt werden.

Übrigens gibt es sogenannte Halbgusseisen. Sie haben Zwischeneigenschaften von weißen und grauen Arten. Darüber hinaus ist es durch Anpassung der Kühlintensität dieser Legierung möglich, eine Vielzahl von Gussteilen zu erh alten, die sich in Festigkeit, Duktilität und anderen Eigenschaften unterscheiden. Gusseisen mit besonderen Eigenschaften sind:

• Antifriktion, verwendet für die Herstellung von Buchsen, Wellen, Lagern;
• verschleißfest, notwendig für die Herstellung von Pumpanlagen, verschiedene Teile für die Stickstoffindustrie, Ofenguss;
• hitzebeständig, die bei der Herstellung von Ofengussteilen, Rohrsystemen und Gasturbinentriebwerken verwendet werden;
• hitzebeständig, geeignet für Ofenarmaturen und Kesselteile;
• korrosionsbeständig, unverzichtbar für die Herstellung verschiedener Teile in der Chemie- und Luftfahrtindustrie, die in aggressiven Umgebungen eingesetzt werden.

Eigenschaften von Gusseisen

Der Qualitätsguss zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• ausgezeichnete Wärmekapazität;
• gute Korrosionsbeständigkeit;
• erhöhte Hitzebeständigkeit.

Diese und weitere Eigenschaften erlauben den Einsatz von Gusseisen inAlltag und in der Schwerindustrie. Besonders beliebt ist in Russland hergestelltes Kochgeschirr aus Gusseisen. Aus diesem Material werden nicht nur Bratpfannen und Töpfe hergestellt, sondern auch Fondue, Kohlenpfannen, Auflaufformen, Schmorpfannen und Grills.

Es ist erwähnenswert, dass Gerichte aus diesem Material gleichermaßen gut zum Braten von Pfannkuchen, zum Kochen von Eintöpfen, Müsli und zum Schmoren von Pilaw geeignet sind. Tatsache ist, dass sich Gusseisen ziemlich langsam aufheizt, aber die Wärme perfekt ansammelt und gleichmäßig verteilt. Experten sagen: Verschiedene Unternehmen produzieren Kochgeschirr aus Gusseisen. Alle produzieren Produkte in etwa gleicher Qualität. Bei all dieser Vielf alt stechen die Produkte des St. Petersburger Werks "Neva" hervor. Dieses Werk ist einer der größten Hersteller von Kochgeschirr aus Gusseisen in der Russischen Föderation.