Producción de arrabio en Rusia, historia del desarrollo

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2024-01-02 13:53

Durante varios cientos de años, la Federación Rusa ha estado entre los líderes mundiales en la producción de arrabio. Esta aleación se utiliza en una variedad de industrias, se utiliza para crear productos artísticos y decorativos. Los expertos dicen: el hierro fundido es una parte integral de la vida humana, se considera merecidamente uno de los materiales más buscados. Hoy proponemos hablar sobre la metalurgia ferrosa, la producción de hierro y acero, su impacto en los humanos. Pasemos a la crónica del desarrollo del negocio de fundición en general: ¡le esperan hechos históricos e información interesante!

Historia: Edad del Cobre

El hierro fundido es un metal con miles de años de historia, sus raíces se remontan a BC. En general, los historiadores fechan la primera evidencia del surgimiento de la metalurgia en el sexto y quinto milenio antes de Cristo. Luego, una persona todavía usaba piedra para crear herramientas, pero ya se encontró con pepitas de cobre. Tomando pepitas para piedras ordinarias y procesándolas de la misma manera que se aplicó a cualquier piedra, solo golpeándolas entre sí, una persona entendió: estas piedras no se rompen, sino que solo se deforman, y por lo tantose puede moldear en casi cualquier forma. Los historiadores más tarde llamarían a este método forja en frío. Entonces, el cobre se convirtió en un sustituto de la piedra, la fabricación de anzuelos, puntas de lanza y dagas se volvió mucho más fácil, además, la calidad de tales productos superó significativamente la calidad de los análogos hechos de piedra y hueso. Al mismo tiempo, se mejoró el procesamiento de la madera, se hizo posible producir piezas pequeñas. Por cierto, los científicos han demostrado que en aquellos territorios donde se utilizó activamente el cobre, la aparición de la rueda ocurrió mucho antes. Esto prueba el hecho de que el desarrollo de la humanidad está íntimamente ligado al desarrollo de la metalurgia.

Edad de Bronce

Cuando la gente aprendió a crear bronce, una aleación de cobre y estaño, la humanidad entró en la Edad del Bronce. Hoy en día, los historiadores no pueden responder la pregunta de cómo exactamente una persona inventó tal aleación. La mayoría de los investigadores creen que esto sucedió por pura casualidad, cuando el estaño se metió en un recipiente con cobre fundido. El hecho es que durante mil años la gente luchó con espadas de bronce y cocinó en ollas de bronce.

Edad de Hierro

Los historiadores dicen: era mucho más fácil conseguir hierro que cobre o estaño. Lo que pasa es que se encuentra en forma de óxido y óxido por todas partes. Entonces, ¿por qué la gente no empezó a usar hierro antes? La respuesta es simple: la producción de este metal es un proceso increíblemente complejo y lento, que se lleva a cabo en varias etapas. Fue necesario más de un siglo de desarrollo para estudiar este proceso. Es por esono es de extrañar que los metalúrgicos de aquellos tiempos fueran considerados por la gente verdaderos hechiceros, que quemaban cosas mágicas.

Primera mención del hierro fundido

El país en el que se inició la producción de hierro se considera hoy China. Los historiadores dicen que esto sucedió alrededor del siglo V a. En el Imperio Celestial, las monedas, los utensilios domésticos y varias armas hechas de hierro fundido eran extremadamente populares. Muchas fundiciones de hierro fundido han sobrevivido hasta nuestros días, por ejemplo, un magnífico león de hierro fundido, que mide 6 metros de alto y 5 metros de largo. Los científicos han demostrado que esta estatua fue fundida en una sola vez, lo que sin duda atestigua la gran habilidad. de los primeros metalúrgicos chinos.

Dato interesante: en todo el mundo, se considera que el comienzo de la producción de hierro dúctil es el siglo XIX d. C., aunque se sabe con certeza que en China se fabricaban espadas incluso antes del nacimiento de Cristo.

El origen de la producción en Rusia

¿Cuándo comenzó la producción de hierro en Rusia? ¡Las excavaciones arqueológicas realizadas en el territorio de las grandes ciudades de la Horda de Oro demuestran que el surgimiento y desarrollo de esta producción en Rusia comenzó en los días del yugo tártaro-mongol! La proximidad del reino mongol a China jugó un cierto papel en esto.

Prácticamente en todas las ciudades tártaro-mongoles vivía Rusichi, que tenía sus propios talleres y puestos comerciales aquí. No solo adoptaron el conocimiento de los maestros locales, sino que también compartieron el suyo propio. Después de la caída de la Horda, la tecnología continuó desarrollándose y mejorando. Ya estoy en esoEn el siglo XVI, bajo Vasily el Tercero e Iván el Terrible, la producción de hierro de fundición comenzó a usarse activamente en la artillería, principalmente balas de cañón y cañones pequeños. Al mismo tiempo, dicen los historiadores, el hierro fundido también se usó en la fundición de campanas. La producción principal tuvo lugar en ciudades como Moscú y Tula. Vale la pena señalar que hasta el siglo XVII, Europa no conocía tales tecnologías y, por lo tanto, las fábricas rusas podían exportar activamente varias herramientas y núcleos hechos de hierro fundido a los países europeos.

Desarrollo activo

Durante la época de la era petrina, comenzó el desarrollo activo de la producción de hierro y acero. El zar entendió que un aumento en las capacidades metalúrgicas llevaría a Rusia al desarrollo. Para implementar planes increíbles, Peter tenía todo lo necesario: tanto materiales como tecnologías de producción. Fue bajo este rey que comenzó la construcción activa de fábricas en Siberia, en los Urales. Durante todo el reinado de Pedro el Grande, la producción de hierro y acero aumentó 770 veces, aparecieron 16 grandes plantas metalúrgicas en Rusia. El desarrollo continuó después de la muerte del emperador, a fines del siglo XVIII había más de cien fábricas en el territorio del Imperio Ruso, el país se convirtió en líder mundial en este campo. Junto con el desarrollo de la industria, también se desarrollaron las industrias de aplicación de metales. Ahora no solo se fabricaban armas de hierro fundido, sino también platos, monumentos, puertas y vallas.

Vale la pena señalar que los altos hornos domésticos utilizados para la producción de hierro fueron reconocidos como los mejores del mundo. Se caracterizaron por la más alta productividad incluso a un costo mínimo. en el XIXsiglo, las fundiciones se separaron de los altos hornos, lo que permitió no sólo especializar el proceso, sino también mecanizarlo. Fue durante este período cuando aparecieron las fundiciones de tuberías y los talleres de fundición de hierro maleable.

Rusia es el líder mundial

En el siglo XX, Rusia no se desaceleró y se mantuvo como líder en la fundición de hierro. En la URSS, el volumen de hierro fundido representó alrededor del 75% de la cantidad total de fundición de metales. Era la materia prima número uno, sus principales consumidores eran la industria de defensa y la agricultura. Fue a partir de hierro fundido que los especialistas fabricaron piezas y varias unidades para equipos. Cabe señalar que, incluso hoy, Rusia conserva una posición de liderazgo en términos de producción y uso de hierro fundido. Se utiliza no solo para fabricar productos de gran tamaño, sino también para trabajos tan delicados como elementos de puertas, joyas, fundición en hornos y souvenirs.

Producción de hierro: equipo necesario

Comencemos con una definición. El hierro fundido generalmente se llama una aleación de hierro con carbono, y el carbono aquí debe ser de al menos un 2%. Entonces, ¿cuál es el proceso de producción de hierro? En primer lugar, esto requiere un alto horno enorme. Sus dimensiones son asombrosas: la altura de un horno de este tipo es de 30 my el diámetro interior es de 12 m La parte más ancha del horno se llama vapor, la parte inferior, a través de la cual ingresa aire caliente al horno, es un hogar, el el superior es un eje. Por cierto, en la parte superior hay un orificio especial, una parte superior, que se cierra con un obturador especial. El principio de funcionamiento de un alto horno es a contracorriente: desde abajo hacia él.se suministra aire y los materiales se suministran desde arriba. Los materiales necesarios para fabricar hierro incluyen fundente (no se puede formar escoria sin él), coque (necesario para calentar agua, fundirla y reducirla) y mineral (que es la principal materia prima).

Para la producción también necesitarás:

• carritos;
• transportadores;
• búnkers;
• grifo especial, etc.

Materias primas

Introducción a las aleaciones, la producción de hierro y acero comienza en la escuela; este tema está previsto en el programa de trabajo en química. Los libros de texto discuten la composición del mineral de hierro: es la sustancia del mineral en sí, es decir, carbonatos, silicatos y óxidos de hierro, y roca estéril, que consta de dolomita, arenisca, piedra caliza y cuarcita. Cabe señalar que diferentes cantidades de sustancia mineral pueden estar presentes en diferentes minerales. Es por este criterio que el mineral se divide en pobre y rico. El primero se envía para su enriquecimiento y el segundo se puede utilizar inmediatamente en la producción.

Para producir una tonelada de arrabio, necesitarás: tres toneladas de mineral, una tonelada de coque, veinte toneladas de agua. La cantidad de fundente depende del tipo de mineral.

Tipos de minerales de hierro

Antes de pasar al proceso de producción de hierro, ofrecemos información sobre los tipos de minerales de hierro. Podría ser:

1. Mineral de hierro marrón. Se caracteriza por el contenido de 25-50% de hierro en forma de los llamados óxidos acuosos. La roca estéril es arcillosa.
2. Hematita(también se le llama mineral de hierro rojo). Este es un óxido anhidro, el contenido de impurezas nocivas es mínimo aquí. El hierro aquí es alrededor del 45-55%.
3. Mineral de hierro magnético. El contenido de hierro aquí es de aproximadamente 30-37%. La roca estéril es una masa de sílice.
4. La siderita (su segundo nombre es mineral de hierro espato) se oxida muy fácilmente y se convierte en piedra caliza marrón.

Tecnología de producción

La tecnología de producción de hierro consta de varias etapas. Todo comienza con la preparación del mineral: se clasifica por composición química y, por supuesto, por tamaño. Las materias primas grandes se trituran y se aglomeran partículas pequeñas o polvo de mineral. En la misma etapa, también tiene lugar el beneficio de los minerales pobres. Además, durante el proceso de preparación, se elimina una parte significativa de la roca estéril, respectivamente, aumenta el contenido de hierro. La siguiente etapa de la tecnología de producción de hierro es la preparación del combustible. Todo comienza con la coca. Durante esta etapa, el coque se filtra: se eliminan todos los finos innecesarios, lo que puede conducir a la pérdida de combustible. La siguiente etapa de la producción de hierro en altos hornos es la preparación de fundentes. Las ventajas se trituran, se tamiza un poco. Después de este procedimiento, todos los materiales se cargan en el horno. Luego, la producción de arrabio en alto horno comienza directamente: el horno se llena con coque, se agrega un aglomerador (este es el nombre del mineral sinterizado con fundente) y se agrega coque nuevamente.

La temperatura requerida para la fundición se mantiene soplando aire caliente. En el proceso de combustiónel coque en el hogar produce dióxido de carbono. CO_{2 pasa a través del coque para convertirse en CO. Además, el monóxido de carbono restaura la mayor parte del mineral. En este proceso, el hierro se vuelve sólido, pasando a esa parte del horno, el aire en el que está muy caliente. Aquí el hierro disuelve el carbono dentro de sí mismo. En realidad, así es como se ve la producción de hierro en un alto horno. El hierro líquido del horno cae en cucharones especiales, desde donde se vierte en moldes preparados previamente. Es posible verter en mezcladores de colecciones especiales, en los que la aleación permanecerá en forma líquida durante algún tiempo. Simultáneamente a la producción de arrabio en los altos hornos, se reducen el silicio, el manganeso y otras impurezas.}

Tipos de hierro fundido

Solo hay dos tipos de hierro fundido: blanco y gris. La diferencia entre ellos radica en la composición química y el proceso de tratamiento térmico. Así, las fundiciones blancas son el resultado de un enfriamiento muy rápido, mientras que las fundiciones grises se obtienen como resultado de un enfriamiento lento. Los blancos se caracterizan por cualidades como la fragilidad y la dureza. Son extremadamente difíciles de cortar; en el proceso, se desprenden pedazos de ellos. Por lo tanto, las fundiciones blancas se utilizan solo como piezas brutas para la producción de otros grados de fundición. Por ejemplo, como resultado de la cocción de este tipo se obtienen fundiciones maleables. Tenga en cuenta: el nombre maleable no tiene nada que ver con el proceso de forja. Según los historiadores, apareció debido a que anteriormente se fabricaban herraduras de hierro fundido con tales características. Este tipo es muy utilizado eningeniería agrícola y la industria automotriz. La principal diferencia entre las fundiciones grises es la ductilidad combinada con una alta resistencia. Esto les permite ser utilizados en áreas como la máquina-herramienta, la agricultura y la automoción, y el uso doméstico.

Por cierto, existen los llamados hierros semifundidos. Tienen propiedades intermedias de especies blancas y grises. Además, al ajustar la intensidad de enfriamiento de esta aleación, es posible obtener una variedad de piezas fundidas que diferirán en resistencia, ductilidad y otras propiedades. Los hierros fundidos con propiedades especiales incluyen:

• antifricción, utilizado para la fabricación de casquillos, ejes, cojinetes;
• resistente al desgaste, necesario para la creación de equipos de bombeo, diversas piezas para la industria del nitrógeno, fundición en hornos;
• resistentes al calor, que se utilizan en la fabricación de piezas fundidas para hornos, sistemas de tuberías y motores de turbinas de gas;
• resistente al calor, adecuado para accesorios de hornos y partes de calderas;
• resistente a la corrosión, indispensable para la fabricación de diversas piezas en la industria química y aeronáutica, que se utilizan en ambientes agresivos.

Características del hierro fundido

El hierro fundido de calidad se caracteriza por las siguientes cualidades:

• excelente capacidad calorífica;
• buena resistencia a la corrosión;
• mayor resistencia al calor.

Estas y otras características permiten el uso de hierro fundido envida cotidiana y en la industria pesada. Los utensilios de cocina de hierro fundido de fabricación rusa son especialmente populares. De este material no sólo se fabrican sartenes y ollas, también existen fondues, braseros, fuentes para horno, cacerolas y parrillas.

Vale la pena señalar que los platos hechos de este material son igualmente adecuados para freír panqueques, cocinar guisos, cereales y para guisar pilaf. El hecho es que el hierro fundido se calienta con bastante lentitud, pero acumula perfectamente el calor y lo distribuye de manera uniforme. Los expertos dicen: diferentes empresas se dedican a la producción de utensilios de cocina de hierro fundido. Todos ellos producen productos de aproximadamente la misma calidad. De toda esta diversidad, se destacan los productos de la planta de San Petersburgo "Neva". Es esta planta la que es uno de los mayores fabricantes de utensilios de cocina de hierro fundido en la Federación Rusa.