Produksi besi babi di Rusia, sejarah perkembangan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-02 13:57

Selama beberapa ratus tahun, Federasi Rusia telah menjadi salah satu pemimpin dunia dalam produksi pig iron. Paduan ini digunakan dalam berbagai industri, digunakan untuk membuat produk artistik dan dekoratif. Para ahli mengatakan: besi cor adalah bagian integral dari kehidupan manusia, itu sepatutnya dianggap sebagai salah satu bahan yang paling dicari. Hari ini kami mengusulkan untuk berbicara tentang metalurgi besi, produksi besi dan baja, dampaknya terhadap manusia. Mari kita beralih ke sejarah perkembangan bisnis pengecoran logam secara umum: fakta sejarah dan informasi menarik menanti Anda!

Sejarah: Zaman Tembaga

Besi cor adalah logam dengan ribuan tahun sejarah, akarnya kembali ke SM. Secara umum, sejarawan mencatat bukti pertama kemunculan metalurgi pada milenium ke-6-5 SM. Kemudian seseorang masih menggunakan batu untuk membuat alat, tetapi dia sudah menemukan bongkahan tembaga. Mengambil nugget untuk batu biasa dan memprosesnya dengan cara yang sama seperti yang diterapkan pada batu apa pun - hanya saling memukul - seseorang mengerti: batu-batu ini tidak pecah, tetapi hanya berubah bentuk, dan karena itu merekadapat dibentuk menjadi hampir semua bentuk. Sejarawan kemudian menyebut metode ini penempaan dingin. Jadi tembaga menjadi pengganti batu, membuat kail ikan, ujung tombak dan keris menjadi jauh lebih mudah, apalagi kualitas produk tersebut secara signifikan melebihi kualitas analog yang terbuat dari batu dan tulang. Pada saat yang sama, pemrosesan kayu ditingkatkan, menjadi mungkin untuk menghasilkan bagian-bagian kecil. Ngomong-ngomong, para ilmuwan telah membuktikan bahwa di wilayah-wilayah di mana tembaga digunakan secara aktif, kemunculan roda terjadi jauh lebih awal. Hal ini membuktikan bahwa perkembangan umat manusia tidak dapat dipisahkan dan erat kaitannya dengan perkembangan metalurgi.

Zaman Perunggu

Ketika orang belajar cara membuat perunggu - paduan yang terdiri dari tembaga dan timah, umat manusia memasuki Zaman Perunggu. Saat ini, sejarawan tidak dapat menjawab pertanyaan tentang bagaimana tepatnya seseorang menemukan paduan semacam itu. Sebagian besar peneliti percaya bahwa ini terjadi secara kebetulan, ketika timah masuk ke dalam wadah berisi tembaga cair. Faktanya tetap bahwa selama seribu tahun orang bertarung dengan pedang perunggu dan memasak di pot perunggu.

Zaman Besi

Sejarawan berkata: jauh lebih mudah untuk mendapatkan besi daripada tembaga atau timah. Masalahnya adalah itu ditemukan dalam bentuk oksida dan oksida di mana-mana. Jadi mengapa orang tidak mulai menggunakan besi lebih cepat? Jawabannya sederhana: produksi logam ini adalah proses yang sangat kompleks dan memakan waktu, berlangsung dalam beberapa tahap. Butuh lebih dari satu abad perkembangan untuk mempelajari proses ini. Itu sebabnyatidak mengherankan bahwa ahli metalurgi pada masa itu dianggap oleh orang-orang sebagai penyihir sejati, membakar hal-hal magis.

Pertama menyebutkan besi cor

Negara di mana produksi besi dimulai hari ini dianggap Cina. Sejarawan mengatakan bahwa ini terjadi sekitar abad kelima SM. Di Kerajaan Surgawi, koin, peralatan rumah tangga, dan berbagai senjata yang terbuat dari besi cor sangat populer. Banyak coran besi yang bertahan hingga zaman kita, misalnya, singa besi cor yang luar biasa, yang tingginya 6 meter dan panjang 5 meter. Para ilmuwan telah membuktikan bahwa patung ini dibuat dalam satu waktu, yang tidak diragukan lagi membuktikan keterampilan yang luar biasa. ahli metalurgi Cina pertama.

Fakta menarik: di seluruh dunia, awal produksi besi ulet dianggap pada abad ke-19 M, meskipun diketahui bahwa di Cina pedang dibuat darinya bahkan sebelum kelahiran Kristus!

Asal produksi di Rusia

Kapan produksi besi dimulai di Rusia? Penggalian arkeologis yang dilakukan di wilayah kota-kota besar Golden Horde membuktikan bahwa kemunculan dan perkembangan produksi ini di Rusia dimulai kembali pada zaman kuk Tatar-Mongol! Kedekatan kerajaan Mongol dengan Cina memainkan peran tertentu dalam hal ini.

Hampir semua kota Tatar-Mongolia tinggal Rusichi, yang memiliki bengkel dan kios dagang sendiri di sini. Mereka tidak hanya mengadopsi pengetahuan para master lokal, tetapi juga berbagi pengetahuan mereka sendiri. Setelah Horde jatuh, teknologi terus berkembang dan meningkat. Sudah diPada abad ke-16, di bawah Vasily the Third dan Ivan the Terrible, produksi besi pengecoran mulai digunakan secara aktif dalam artileri, terutama bola meriam dan meriam kecil dibuat darinya. Pada saat yang sama, sejarawan mengatakan, besi cor juga digunakan dalam pengecoran lonceng. Produksi utama berlangsung di kota-kota seperti Moskow dan Tula. Perlu dicatat bahwa hingga abad ke-17, Eropa tidak mengetahui teknologi seperti itu, dan oleh karena itu pabrik-pabrik Rusia dapat secara aktif mengekspor berbagai alat dan inti yang terbuat dari besi tuang ke negara-negara Eropa.

Pengembangan aktif

Selama era Petrine, pengembangan aktif produksi besi dan baja dimulai. Tsar memahami bahwa peningkatan kapasitas metalurgi akan membawa Rusia ke pembangunan. Untuk mengimplementasikan rencana yang luar biasa, Peter I memiliki semua yang diperlukan: baik bahan maupun teknologi produksi. Di bawah raja inilah pembangunan pabrik aktif dimulai di Siberia, di Ural. Selama seluruh pemerintahan Peter the Great, produksi besi dan baja meningkat 770 kali lipat, 16 pabrik metalurgi besar muncul di Rusia. Perkembangan berlanjut setelah kematian kaisar, pada akhir abad ke-18 ada lebih dari seratus pabrik di wilayah Kekaisaran Rusia, negara itu menjadi pemimpin dunia di bidang ini. Seiring dengan perkembangan industri, industri aplikasi logam juga berkembang. Sekarang tidak hanya senjata yang terbuat dari besi tuang, tetapi juga piring, monumen, gerbang dan pagar.

Perlu dicatat bahwa tanur sembur dalam negeri yang digunakan untuk produksi besi diakui sebagai yang terbaik di dunia. Mereka dicirikan oleh produktivitas tertinggi bahkan dengan biaya minimal. Di XIXabad, pengecoran dipisahkan dari tanur tinggi, yang memungkinkan tidak hanya untuk mengkhususkan proses, tetapi juga untuk mekanisasi itu. Selama periode inilah pengecoran pipa dan bengkel yang memproduksi coran besi lunak muncul.

Rusia adalah pemimpin dunia

Pada abad ke-20, Rusia tidak melambat dan tetap menjadi pemimpin dalam pengecoran besi. Di Uni Soviet, volume besi cor menyumbang sekitar 75% dari total jumlah pengecoran logam, itu adalah bahan baku nomor satu, konsumen utamanya adalah industri pertahanan dan pertanian. Dari besi corlah spesialis membuat suku cadang dan berbagai unit untuk peralatan. Perlu dicatat bahwa bahkan hari ini Rusia mempertahankan posisi terdepan dalam hal produksi dan penggunaan besi cor. Ini digunakan untuk membuat tidak hanya produk berukuran besar, tetapi juga pekerjaan halus seperti elemen gerbang, perhiasan, pengecoran tungku, dan suvenir!

Produksi besi: peralatan yang diperlukan

Mari kita mulai dengan definisi. Besi tuang biasanya disebut paduan besi dengan karbon, dan karbon di sini harus setidaknya 2%. Lalu bagaimana proses produksi besi? Pertama-tama, ini membutuhkan tanur sembur yang besar. Dimensinya luar biasa: ketinggian tungku semacam itu adalah 30 m, dan diameter bagian dalam adalah 12 m. Bagian terluas dari tungku disebut mengukus, yang lebih rendah, di mana udara panas memasuki tungku, adalah perapian, tungku atas adalah poros. Ngomong-ngomong, di bagian atas ada lubang khusus - bagian atas, yang ditutup dengan penutup khusus. Prinsip pengoperasian tanur sembur adalah arus berlawanan: dari bawah ke dalamnyaudara disuplai, dan bahan dipasok dari atas. Bahan-bahan yang diperlukan untuk membuat besi antara lain fluks (tidak ada terak yang dapat terbentuk tanpanya), kokas (diperlukan untuk memanaskan air, mencairkannya dan mereduksinya) dan bijih (yang merupakan bahan baku utama).

Untuk produksi Anda juga membutuhkan:

• gerobak;
• pengangkut;
• bunker;
• kran khusus, dll.

Bahan baku

Pengenalan paduan, produksi besi dan baja dimulai di sekolah - topik ini disediakan dalam program kerja di bidang kimia. Buku teks membahas komposisi bijih besi: itu adalah zat bijih itu sendiri, yaitu karbonat besi, silikat dan oksida, dan batuan sisa, yang terdiri dari dolomit, batu pasir, batu kapur dan kuarsit. Perlu dicatat bahwa jumlah zat bijih yang berbeda mungkin ada dalam bijih yang berbeda. Dengan kriteria inilah bijih dibagi menjadi miskin dan kaya. Yang pertama dikirim untuk pengayaan, dan yang kedua dapat langsung digunakan dalam produksi.

Untuk menghasilkan satu ton besi kasar, Anda membutuhkan: tiga ton bijih, satu ton kokas, dua puluh ton air. Jumlah fluks tergantung pada jenis bijih.

Jenis bijih besi

Sebelum kita beralih ke proses produksi besi, kami menawarkan informasi tentang jenis-jenis bijih besi. Bisa jadi:

1. Bijih besi coklat. Hal ini ditandai dengan kandungan 25-50% besi dalam bentuk yang disebut oksida berair. Batuan sisa adalah tanah liat.
2. Hematit(Ini juga disebut bijih besi merah). Ini adalah oksida anhidrat, kandungan pengotor berbahaya minimal di sini. Besi di sini sekitar 45-55%.
3. Bijih besi magnetik. Kandungan zat besi di sini sekitar 30-37%. Batuan sisa adalah massa silika.
4. Siderite (nama keduanya adalah bijih besi spar) sangat mudah teroksidasi, berubah menjadi batu kapur coklat.

Teknologi produksi

Teknologi produksi besi terdiri dari beberapa tahap. Semuanya dimulai dengan persiapan bijih: itu diurutkan berdasarkan komposisi kimia dan, tentu saja, berdasarkan ukuran. Bahan mentah besar dihancurkan, dan partikel kecil atau debu bijih diaglomerasi. Pada tahap yang sama, benefisiasi bijih miskin juga terjadi. Selain itu, selama proses persiapan, sebagian besar batuan sisa dihilangkan, masing-masing, kandungan besinya meningkat. Tahap selanjutnya dari teknologi produksi besi adalah persiapan bahan bakar. Semuanya dimulai dengan kokas. Selama tahap ini, kokas disaring - semua denda yang tidak perlu dihilangkan darinya, yang dapat menyebabkan hilangnya bahan bakar. Tahap selanjutnya dari produksi besi tanur sembur adalah persiapan fluks. Plus dihancurkan, sedikit diayak. Setelah prosedur ini, semua bahan dimasukkan ke dalam tungku. Kemudian produksi pig iron blast-furnace dimulai secara langsung: tungku diisi dengan kokas, ditambahkan agglomerator (ini adalah nama bijih yang disinter dengan fluks), dan kokas ditambahkan lagi.

Suhu yang diperlukan untuk peleburan dipertahankan dengan meniupkan udara panas. Dalam proses pembakarankokas di perapian menghasilkan karbon dioksida. CO_{2 melewati kokas menjadi CO. Selanjutnya, karbon monoksida mengembalikan bagian utama bijih. Dalam proses ini, besi menjadi padat, melewati bagian tungku itu, yang udaranya sangat panas. Di sini besi melarutkan karbon di dalam dirinya sendiri. Sebenarnya, ini adalah bagaimana produksi besi di blast furnace terlihat. Besi cair dari tungku jatuh ke sendok khusus, dari mana dituangkan ke dalam cetakan yang sudah disiapkan sebelumnya. Dimungkinkan untuk menuangkan ke dalam koleksi khusus-pencampur, di mana paduan akan tetap dalam bentuk cair untuk beberapa waktu. Bersamaan dengan produksi besi kasar tanur sembur, silikon, mangan, dan sejumlah pengotor lainnya sedang dikurangi.}

Jenis besi cor

Hanya ada dua jenis besi tuang: putih dan abu-abu. Perbedaan antara keduanya terletak pada komposisi kimia dan proses perlakuan panas. Jadi, besi tuang putih adalah hasil dari pendinginan yang sangat cepat, sedangkan besi tuang kelabu diperoleh sebagai hasil dari pendinginan yang lambat. Kulit putih dicirikan oleh kualitas seperti kerapuhan dan kekerasan. Mereka sangat sulit untuk dipotong; dalam prosesnya, potongan-potongan itu terlepas. Oleh karena itu, besi cor putih hanya digunakan sebagai blanko untuk produksi besi cor kelas lain. Misalnya, sebagai hasil dari pembakaran jenis ini, diperoleh besi tuang yang dapat ditempa. Harap dicatat: nama malleable tidak ada hubungannya dengan proses penempaan. Menurut sejarawan, itu muncul karena fakta bahwa tapal kuda sebelumnya terbuat dari besi cor dengan karakteristik seperti itu. Jenis ini banyak digunakan diteknik pertanian dan industri otomotif. Perbedaan utama antara besi cor kelabu adalah keuletan yang dikombinasikan dengan kekuatan tinggi. Hal ini memungkinkan mereka untuk digunakan di berbagai bidang seperti peralatan mesin, pertanian dan industri otomotif, dan penggunaan rumah tangga.

Omong-omong, ada yang disebut besi setengah tuang. Mereka memiliki sifat menengah spesies putih dan abu-abu. Selain itu, dengan menyesuaikan intensitas pendinginan paduan ini, dimungkinkan untuk memperoleh berbagai coran yang akan berbeda dalam kekuatan, keuletan, dan sifat lainnya. Besi tuang dengan sifat khusus antara lain:

• anti gesekan, digunakan untuk pembuatan busing, poros, bantalan;
• tahan aus, diperlukan untuk pembuatan peralatan pompa, berbagai suku cadang untuk industri nitrogen, pengecoran tungku;
• tahan panas, yang digunakan dalam pembuatan coran tungku, sistem pipa dan mesin turbin gas;
• tahan panas, cocok untuk perlengkapan kiln dan bagian boiler;
• tahan korosi, sangat diperlukan untuk pembuatan berbagai bagian dalam industri kimia dan penerbangan, yang digunakan di lingkungan yang agresif.

Karakteristik besi cor

Kualitas besi cor dicirikan oleh kualitas berikut:

• kapasitas panas yang sangat baik;
• ketahanan korosi yang baik;
• meningkatkan ketahanan panas.

Karakteristik ini dan lainnya memungkinkan penggunaan besi cor dikehidupan sehari-hari, dan dalam industri berat. Peralatan masak besi cor buatan Rusia sangat populer. Tidak hanya penggorengan dan panci saja yang terbuat dari bahan ini, ada juga fondue, anglo, baking dish, stewpans dan grills.

Perlu dicatat bahwa hidangan yang terbuat dari bahan ini sama-sama cocok untuk menggoreng pancake, memasak semur, sereal, dan untuk merebus pilaf. Faktanya adalah bahwa besi cor memanas agak lambat, tetapi mengakumulasi panas dengan sempurna dan mendistribusikannya secara merata. Para ahli mengatakan: berbagai perusahaan terlibat dalam produksi peralatan masak besi cor. Semuanya menghasilkan produk dengan kualitas yang kurang lebih sama. Dari semua keragaman ini, produk-produk dari pabrik St. Petersburg "Neva" menonjol. Pabrik inilah yang merupakan salah satu produsen peralatan masak besi cor terbesar di Federasi Rusia.