Მოკლე ისტორია ფოლადის

რკინის ერადან Bessemer პროცესი და თანამედროვე Steelmaking

როგორ დამზადდა რკინის დამზადება რკინის მიღებისას? მოდით შევხედოთ ისტორიაში ფოლადი .

რკინის ერა

ძალიან მაღალი ტემპერატურის პირობებში რკინა იწყებს ნახშირბადის შემწოვს, რომელიც ამცირებს ლითონის დნობის წერტილს, რის შედეგადაც წარმოებს რკინის (2.5- 4.5% ნახშირბადის). აფეთქების ღუმელის განვითარება, რომელიც პირველად გამოიყენებოდა ჩინეთის მიერ მე -6 საუკუნეში, მაგრამ შუა საუკუნეებში ევროპაში უფრო ფართოდ გამოიყენება, გაძლიერდა თუჯის წარმოება.

ღორის რკინის

Molten რკინის რომ ამოიწურა აფეთქების ღუმელები და დამთავრდება მთავარ არხში და მიმდებარე ფორმები გახდა მოხსენიებული, როგორც ღორის რკინის რადგან დიდი, ცენტრალური და მიმდებარე პატარა ingots ჰგავს sow და suckling piglets.

თუჯის

თუჯის ძლიერია, მაგრამ ის ხარობს ბრწყინვალების გამო, მისი ნახშირბადის შემცველობა, რაც მას იდეალურია სამუშაოსა და ჩამოყალიბებაში. როგორც მეტალურგებმა იცოდნენ, რომ რკინის მაღალი ნახშირბადის შემცველობა იყო უნაყოფო პრობლემა, ისინი ექსპერიმენტაციას ახალი მეთოდები იყენებდნენ ნახშირბადის შემცველობას, რათა რკინის უფრო სამუშაოები გახადონ.

Wrought რკინის

მე -18 საუკუნის ბოლოს, რკინის შემმუშავებლებმა ისწავლეს თუ როგორ შეცვალონ ღორის რკინის გადატანა დაბალი ნახშირბადის შემცველობაზე რკინის ჭურჭლის გამოყენებით (შემუშავებული ჰენრი კორტის მიერ 1784 წელს). ღუმელები მდნარი რკინის, რომელსაც უნდა აეღოთ puddlers მიერ ხანგრძლივი oar ფორმის ინსტრუმენტები, რომელიც საშუალებას ჟანგბადის დააკავშიროთ და ნელა ამოიღონ ნახშირბადის.

როგორც ნახშირბადის შემცველობა მცირდება, რკინის დნობის წერტილი იზრდება, ამიტომ რკინის მასა ღვარცოფში აგლომერირდება. ეს მასები ამოიღებდნენ და მუშაობდნენ ჩაქუჩის ჩაქუჩით, რომელიც ატარებდა ჭურჭელს ან რელსებს. 1860 წლისთვის ბრიტანეთში მეტი 3000 puddling ღუმელი იყო, მაგრამ პროცესი შეჩერდა მისი შრომისა და საწვავის ინტენსივობით.

ბლისტერის ფოლადი

ბრინჯაოს ფოლადიდან ერთ-ერთი ყველაზე ადრეული სახეობა მე -17 საუკუნეში გერმანიასა და ინგლისში წარმოება დაიწყო და წარმოებული იქნა გაჟღენთილი ღორის რკინის ნახშირბადის შემცველობის გაზრდით პროცესის გამოყენებით, რომელიც ცნობილია როგორც სიმკვრივე. ამ პროცესში, მოხატული რკინის ბარები ქვიშა ყუთებში ფხვნილიანი ქერქითა და გაცხელებული იყო.

დაახლოებით ერთი კვირის შემდეგ რკინიგზა ნახშირბადის ნახშირბადს აღიქვამს. განმეორებითი გათბობა განაწილდება ნახშირბადის უფრო თანაბრად და შედეგს, გაგრილების შემდეგ, ბლისტერის ფოლადი იყო. უმაღლესი ნახშირბადის შემცველობა ბლისტერის შემცველობაზე ბევრად უფრო მოსახერხებელია, ვიდრე ღორის რკინა, რომელიც საშუალებას აძლევს მას დაპრესილი ან გააქტიურდეს.

ბლისტერის ფოლადის წარმოება 1740-იან წლებში შეიქმნა, როდესაც ინგლისელი clockmaker Benjamin Huntsman ცდილობს შექმნას მაღალი ხარისხის ფოლადის მისი საათის წყაროები, აღმოჩნდა, რომ ლითონის შეიძლება მდნარი თიხის crucibles და დახვეწილი სპეციალური ნაკადად ამოიღონ წიდა, რომ cementation პროცესი დატოვა უკან. შედეგი იყო ჯაჭვი ან მსახიობი ფოლადი. მაგრამ პროდუქციის ღირებულების გამო, ორივე ბლისტერის და მტვერსასრუტი მხოლოდ სპეციალობის პროგრამებში იყენებდა.

შედეგად, მე -19 საუკუნის უმეტეს ნაწილში დიდ ბრიტანეთში გამიზნული იყო რკინის შემცველი ღუმელები.

Bessemer პროცესი და თანამედროვე Steelmaking

რკინიგზების ზრდა მე -19 საუკუნეში, როგორც ევროპასა და ამერიკაში, დიდ ზეწოლას წარმოადგენდა რკინის ინდუსტრიაში, რაც ჯერ კიდევ არაეფექტური წარმოების პროცესებთან ბრძოლაა. ფოლადის ჯერ კიდევ არაპროგრესული იყო, როგორც სტრუქტურული ლითონი და წარმოება იყო ნელი და ძვირადღირებული. ეს იყო 1856 წლამდე, როდესაც ჰენრი ბესიმერმა მოახდინა ჟანგბადის გაღების უფრო ეფექტური საშუალება ნახშირბადის შემცველობის შესამცირებლად.

ახლა ცნობილია, როგორც Bessemer პროცესი, Bessemer შექმნილია მსხლის ფორმის receptacle - მოხსენიებული, როგორც "კონვერტორი", რომელშიც რკინის შეიძლება თბება, ხოლო ჟანგბადის შეიძლება აფეთქდა მეშვეობით molten ლითონის. როგორც ჟანგბადი გადის ლითონის ლითონზე, ის რეაგირებს ნახშირბადის, გათავისუფლების ნახშირორჟანგი და უფრო სუფთა რკინის წარმოება.

პროცესი სწრაფი და იაფი იყო, ნახშირბადის და სილიკონის მოშორება რკინისგან, მაგრამ ძალიან წარმატებული იყო.

ძალიან ბევრი ნახშირბადის მოხსნა და ძალიან ბევრი ჟანგბადის დარჩა საბოლოო პროდუქტი. Bessemer საბოლოოდ უნდა გადაიხადოს მისი ინვესტორები სანამ მან ვერ იპოვა მეთოდი გაზრდის ნახშირბადის შინაარსი და ამოიღონ არასასურველი ჟანგბადის.

დაახლოებით ამავე დროს ბრიტანელმა მეტალურგმა რობერტ მუსეტმა შეიძინა და დაიწყო რკინის, ნახშირბადის, და მანგანის ცნობილი სპიჟელიზენის შესწავლა . მანგანუმი ცნობილი იყო, რომ ჟანგბადის მოცილება გაჟღენთილი რკინისა და ნახშირბადის შემცველი ნივთიერებებისგან, თუ სწორ რაოდენობას დაემატა, უზრუნველყოფს ბისმერის პრობლემებს. Bessemer დაიწყო დასძინა, რომ მისი კონვერტაციის პროცესი დიდი წარმატება.

ერთი პრობლემა დარჩა. ბესემერმა ვერ იპოვა ფოსფორის ამოშლის გზა - საზიზღარი უწმინდურება, რომელიც ხსნის ფოლადის მყიფეა - მისი ბოლო პროდუქტისგან. შესაბამისად, შეიძლება გამოყენებულ იქნეს მხოლოდ ფოსფორისგან თავისუფალი მადნები შვედეთიდან და უელსიდან.

1876 ​​წელს Welshman Sidney Gilchrist თომას გამოვიდა გამოსავალი ერთად ქიმიურად ძირითადი Flux- კირქვის-to Bessemer პროცესი. კირქვამ ამოიღო ფოსფორისაგან ღორის რკინისგან, რომელიც საშუალებას იძლევა, რომ არასასურველი ელემენტი ამოიღონ.

ეს ინოვაცია იმას ნიშნავდა, რომ საბოლოოდ, რკინის საბადოდან მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ფოლადი. გასაკვირი არ არის, ფოლადის წარმოების ხარჯები მნიშვნელოვნად შემცირდა. ფოლადის რკინიგზის ფასები 80% -ზე მეტად შემცირდა 1867-1884 წლებში, ახალი ფოლადის წარმოების ტექნიკის შედეგად, მსოფლიო ფოლადის ინდუსტრიის ზრდის ინიცირება.

ღია კარის პროცესი:

1860-იან წლებში გერმანელმა ინჟინერმა კარლ ვილჰელმმა Siemens კიდევ უფრო გააძლიერა ფოლადის წარმოება ღია ყურძნის შექმნის გზით. ღია კერა პროცესი წარმოებული ფოლადისაგან მსხვილფეხა რქოსანი ღუმელიდან.

მაღალი ტემპერატურის გამოყენებისას ჭარბი ნახშირბადის და სხვა მინარევების დამწვრობისას პროცესი ეყრდნობოდა მწვავე აგურის პალატას კვერცხის ქვემოთ. რეგენერაციული ღუმელები მოგვიანებით გამოიყენეს ღუმელიდან გამონაბოლქვის ღაზები, რათა შეინარჩუნონ მაღალი ტემპერატურა აგურის პალატებში.

ამ მეთოდით დაშვებულ იქნა გაცილებით დიდი რაოდენობით წარმოების (50-100 მეტრულ ტონს ერთი ღუმელი შეიძლება წარმოადგენდეს), მოლიტექნიკური პერიოდული ტესტირება, რათა შესაძლებელი ყოფილიყო სპეციფიკური სპეციფიკაციების და სითხეების გამოყენება, როგორც ნედლეულის . მიუხედავად იმისა, რომ პროცესი უფრო ნელია, 1900 წლისთვის ღია ბუჩქების პროცესი დიდწილად შეცვალა ბესიმერის პროცესი.

დაბადების მრეწველობა:

რევოლუცია ფოლადის წარმოებას, რომელიც უფრო იაფი, მაღალი ხარისხის მასალაა, დღესდღეობით ბევრმა ბიზნესმენმა აღიარა, როგორც საინვესტიციო შესაძლებლობა. მე -19 საუკუნის მე -5 საუკუნის კაპიტალისტები, მათ შორის ენდრიუ კარნეგი და ჩარლზ შვაბი, ფოლადის ინდუსტრიაში მილიონობით მილიონი (მილიარდები კარნეგის შემთხვევაში) ჩადეს. კარნეგის ამერიკული ფოლადის კორპორაცია, რომელიც 1901 წელს დაარსდა, იყო პირველი კორპორაცია, რომელიც ერთ მილიარდ დოლარზე მეტია შეფასებული.

ელექტრო ღუმელი Steelmaking:

საუკუნეზე მეტი ხნის შემდეგ კიდევ ერთი განვითარება მოხდა, რაც ძლიერი პროდუქციის წარმოებას ევოლუციის წარმოებაზე. პოლ ჰარულტის ელექტრული რკალის ღუმელი (EAF) შეიქმნა ელექტროგადამცემი მასალის მეშვეობით, რის შედეგადაც ეგზოთერმული ჟანგვა და ტემპერატურა 3272 ° F (1800 ° C), უფრო მეტია ვიდრე ფოლადის წარმოების სითბო.

თავდაპირველად გამოყენებული იქნა სპეციალობის ფოლადებისთვის, EAF- ები გაიზარდა და მეორე მსოფლიო ომის მიერ გამოყენებული იყო ფოლადის შენადნობების წარმოებისათვის. EAF ქარხნების შექმნის პროცესში ჩართული დაბალი საინვესტიციო ღირებულება მათ საშუალებას აძლევდნენ კონკურენცია გაუწიონ მსხვილ ამერიკელ მწარმოებლებს, როგორიცაა აშშ ფოლადის კორპუსი და ბეთლემის ფოლადი, განსაკუთრებით ნახშირბადის ფოლადები ან ხანგრძლივი პროდუქცია.

იმის გამო, რომ EAF- ებს შეუძლია ფოლადის წარმოება 100% ჯართიდან ან ცივ ფერადი კვებით, საჭიროა წარმოების ერთეულს ნაკლები ენერგია. რაც შეეხება ძირითად ჟანგბადის კერას, ოპერაციები შეიძლება შეწყდეს და დაიწყო მცირე თანხებით. ამ მიზეზით, EAF- ების წარმოება 50 წლის განმავლობაში სტაბილურად იზრდება და ამჟამად მსოფლიო ფოლადის წარმოების დაახლოებით 33% შეადგენს.

ჟანგბადის Steelmaking:

გლობალური ფოლადის წარმოების უმრავლესობა - დაახლოებით 66% -ის ახლახანს წარმოიქმნა ძირითადი ჟანგბადის საშუალებებით. 1960-იან წლებში სამრეწველო მასშტაბის აზოტისგან აზოტისგან გამოყოფის მეთოდის განვითარება დაშვებულია ძირითად ჟანგბადის ღუმელების განვითარების ძირითად მიღწევებზე.

ძირითადი ჟანგბადის ღუმელები აფეთქებენ ჟანგბადს დიდი რაოდენობით მოქნილი რკინისა და ჯართის ფოლადისაგან და შეუძლიათ შეასრულონ ბრალი ბევრად უფრო სწრაფად, ვიდრე ღია კერების მეთოდები. 350 მეტრულ ტონაზე დიდი ზომის ჭურჭელს შეუძლია შეამციროს ფოლადი ერთი საათის განმავლობაში.

ჟანგბადის ფოლადის დამზადების ხარჯების ეფექტურობა ღია კერად ქარხნებს არაკომპეტენტურმა და 1960-იან წლებში ჟანგბადის წარმოქმნის შემდეგ, ღია კერების ოპერაციამ დაიწყო დახურვა. ბოლო ღია კერა დაწესებულებაში აშშ დაიხურა 1992 წელს და ჩინეთში 2001 წელს.

_{წყაროები:}

_{Spoerl, Joseph S. მოკლე ისტორია რკინის და ფოლადის წარმოება . წმინდა ანსელის სახელობის კოლეჯი.}

_{ხელმისაწვდომია: http://www.anselm.edu/homepage/dbanach/h-carnegie-steel.htm}

_{მსოფლიო ფოლადის ასოციაცია. საიტი: www.steeluniversity.org}

_{ქუჩა, არტურ. და ალექსანდრე, WO ​​1944. ლითონების მომსახურება . მე -11 გამოცემა (1998).}