Черная металлургия – основа экономического и оборонного могуществагосударства. В наших планах, в том числе и на перспективу, развитию этойрешающей отрасли народного хозяйства отводиться должное место. Металлы являютсяверными друзьями и надежными помощниками человека. Современную жизнь без нихневозможно даже представить.

Тысячи летназад люди научились пользоваться металлами и добывать их из природныхсоединений. Почти три четверти менделеевской таблицы химических элементов, изкоторых построено все существующее во Вселенной, составляют металлы. Десятки изних широко применяются в технике и быту. Остальные с каждым годом все глубжевнедряются в практику. Еще большее распространение получили сплавы, состоящиеиз нескольких металлов и неметаллических элементов. Как правило, такиесплавы обладают свойствами,превосходящими свойства чистых металлов.

Большой путь прошла отечественнаяметаллургия. Это был путь труда и неутомимых исканий ученых – металлургов,инженеров, техников и рабочих. Труды русских ученых – металлургов явилисьдостойным вкладом как в науку, так и в практику металлургического производства.Именно в России впервые зародилась и от десятилетия к десятилетию успешноразвивалась наука о металле, сложилась прославленная школа ученых –металлургов, традиции которой передавались от одного поколения ученых кдругому.

Археологи утверждают, что человек научился получать железо снезапамятных времен. Применение метеоритного железа – первый шаг по пути отказаот бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. Бронза, какизвестно, сохраняется в земле, точнее – в ее культурном слое, тысячелетия.Железо, напротив, довольно быстро возвращается в первозданное состояние –ржавление превращает его снова в своего рода руду, т.е. в соединения железа скислородом. Тогда почему же можно говорить о применении железа в незапамятныевремена? Основанием для этого служат остатки, говоря современным языком, металлургическогооборудования, которым пользовались наши предки, отходы древнего“металлургического производства” в виде шлака, неиспользованное сырье в видеугля и т.д. Производство железа на территории нашей страны было известно еще вдоисторические времена. Археологические раскопки древних поселений вцентральной части СССР, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в рядедругих районов показывают, что наши далекие предки уже 2,5 – 3 тысячелетия томуназад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда ипредметы домашнего обихода.

Конечно, уровень мастерства древнего сталеделателя поначалу был не оченьвысок, а костровая металлургия давала не железо, а, скорее, хрупкий чугун.Позже чугун стали нагревать в горне вместе с куском железной руды, чтопозволило превратить этот хрупкий чугун в ковкий металл – в сталь, вполнепригодную для изготовления нужных человеку предметов быта, орудий охоты, войны.Костровая металлургия сменилась горновой.

Многовеков существовал сыродутный способ получения железа. Железная руда нагреваласьв небольших горнах – ямах, вырытых в земле и выложенных обоженной глиной. Вдальнейшем появились и наземные печи – домницы. В качестве топливаиспользовался древесный уголь. При нагревании происходило восстановление железаиз его окислов с помощью углерода топлива. На дне горна образовывалась крица –раскаленный ком железа, по структуре напоминающий губку. Его проковывали подмолотом для уплотнения и выдавливания шлаков.

Производительность таких сыродутных горнов была незначительной. Весжелезного кома – крицы редко превышал 20 – 25 кг. Появление в середине XIVв. доменных печей открыловозможности для значительного увеличения выпуска металла. Демидовскаяметаллургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатноепроизводство. В конце XVIIIв. англичане вырвались вперед: появилась тигельнаяплавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатнымшлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом (мы сказали бы теперь, что это былкислый сталеплавательный агрегат).

Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело всвое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены.Еще во времена Кромвеля здесь предпринимались попытки выплавлять доменный чугунсперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольномкоксе. В конечном счете двести лет тому назад была создана, как мы говоримтеперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи ибессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в чернойметаллургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи “чистой” стали иначало нового периода – “грязной” стали. Доменные печи существуют и сегодня, апоследние в нашей стране бессемеровские конвертеры Днепровскогометаллургического завода им. Дзержинского потушены – в 1983 г.! На их местопришли современные конвертеры с комбинированной продувкой – сверху и снизу.Древние металлурги действительно умели делать из булатной стали мечи,превосходные латы и кольчуги. Они “выжали” все, что можно было, из углеродистойстали, т.е. из сплавов железо – углерод. Но им и в мечтах не моглопредставиться, что сделает человек из железа, если он введет в него помимо (ато и вместо!) углерода различные легирующие примеси. Легирование железа открылоновую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.

Все эти удивительные изобретения были сделаны почти столетие назад. Онине утратили своего выдающегося значения в наши дни, не утратят и в обозримомбудущем.

Нам остается лишь преклоняться переддревними мастерами, отнюдь не владевшими теорией металлургических процессов, ноумевшими тысячу лет тому назад ковать мечи из непревзойденной и сегоднябулатной (дамасской) стали, готовить латы и шлемы, удивительной вязки стальныекольчуги. В XVI– XVIIвв. на Руси создаются первые железоделательные заводы. Они строятсявблизи старинных русских городов – Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском краеи других районах страны. Уже к концу XVIIв. их суммарная производительностьдостигает 150 тыс. пудов. В начале XVIIIв. отечественная металлургияразвивается еще более быстрыми темпами. Это была славная эпоха Петра I, которой отлично понимал, что длярешения поставленных им задач – укрепить Русское государство, завоевать выходык морям, “прорубить окно в Европу” — потребуется немало металла, чтобыобеспечить сооружение кораблей и производство вооружения. Однако разведанныхрудных запасов и лесных ресурсов Центра России было явно недостаточно. Нужнобыло создать новую металлургическую базу страны. Ею явился Урал, с егобогатейшими запасами высококачественной железной руды и древесноугольноготоплива.

При Петре IУрал становится ведущимгорнометаллургическим районом России. Туда направляются специалисты с тульскихи других старых заводов; привлекаются опытные заграничные мастера. Один задругим на Урале возникают крупные по тому времени железоделательные заводы –Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжаетсярасширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы,Липецка, Воронежа, в северо – западных районах. Эти заводы впоследствии сыгралибольшую роль в материальном обеспечении русской армии и флота. Достаточносказать, что только один первенец уральской металлургии – Каменский завод с1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс. пудовснарядов к ним. Они помогли русскому народу одержать победу в решающем сражениисо шведами под Полтавой.

В петровскую эпоху выдвинулось немалоталантливых людей, поставивших своей целью изучить природные богатства русскойземли, создать рудники, построить заводы, укрепить экономическое могуществоРодины.

Усилия металлургов петровской эпохи непропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIIIв. стремительными темпами. По даннымакад. С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725г. 1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс. т. Производительность английскихзаводов не превышало в это время 17 тыс. т3. Таким образом, зачетверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемьраз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое местов мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.

Русский металл отличался высокимкачеством. Это не удивительно. Ведь на Урале он выплавлялся из прекрасной руды– магнитного железняка, на чистом древесном угле, опытными металлургами. Вместес тем он приобретал все большую популярность на мировом рынке. В 1716 г. наиболееиндустриальная страна того времени – Англия ввезла первую партию русскогожелеза – 2200 пудов. 16 лет спустя эта цифра увеличилась почти в 100 раз, ачерез несколько десятилетий более трети применяемых в Англии черных металловимели клеймо русских заводов. Россия стала основным поставщиком металла дляАнглии, вступившей в это время на путь создания крупной машинной индустрии.“Без импортного железа, — указывает акад. С.Г. Струмилин, — промышленныйпереворот в Англии задержался бы, несомненно, на целые десятки лет”. Конечно,оживленный заграничный спрос на русское железо и расширение отечественнойпромышленности, прежде всего оружейной, стимулировали дальнейшее развитиерусской металлургии.

В результате увеличения производстваметаллов уже в первой половине XVIIIв. начали складываться предпосылки для разработкинаучных основ металлургии, вся препятствующая история которой начиная сглубокой древности не выходила за пределы эмпиризма. Она “была цепьюнепрерывных практических исканий новых способов получения металлов, передела ихи производства специальных сплавов”. Древние и средневековые мастера хорошознали приемы получения и обработки железа, передаваемые из поколения впоколение. Часто эти приемы и накопленный опыт были достоянием отдельных семейили небольших групп мастеров и хранились в тайне.

Все большая потребность в металлах,необходимость получать для изготовления различных изделий сплавы с разнымисвойствами заставили многих представителей науки XVIIIв., прежде всего физиков и химиков,заняться разработкой теоретических основ металлургических процессов,постараться выяснить зависимость свойств металла от его состава, методовполучения и характера обработки.

Зачинателем науки о металлах на Руси поправу считается наш великий соотечественник Михаил Васильевич Ломоносов. Этобыл замечательный ученый, один из образованнейших людей своего времени, человекбольшого, многогранного таланта.

Он многое сделал для выяснения существагеологических процессов, для изыскания способов рациональной промышленной разработкиполезных ископаемых. Ломоносов впервые создал стройную, подлинно научную теориюметаллургического производства, сыгравшую огромную роль в развитиигорнозаводской промышленности.

Металлургическая техника России в концеXVIIIв. неуступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральскиедоменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высотадоходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесномугле. Наибольший диаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а еенедельная выработка достигала 200 – 300 т. Такая высокая производительность посвидетельству видного немецкого историка металлургии Л.Бека, была недостижимойтогда для самых больших английских домен, работавших на коксе.

Размеры и производительность доменныхпечей того времени больше всего зависели от количества и давления воздуха,нагнетаемого в печи. Русские изобретатели XVIIIв. успешно работали надсовершенствованием воздуходувных устройств доменных печей. В 1743 г. крепостноймастер уральских заводчиков Демидовых Григорий Махотин предложил вдувать воздухв доменную печь не через одну, а через две фурмы. Это мероприятие улучшилоработу печи и ускорило процесс плавки.

Однако этого было мало. Крупныедоменные печи требовали большего давления вдуваемого в них воздуха. Эту задачууспешно решил выдающийся русский теплотехник и изобретатель Иван ИвановичПолзунов (1728 — 1766). В 1765 г., за три года до английского изобретателяСмитона, он сконструировал цилиндрическую воздуходувку, заменив еюмалопроизводительные меха ящичного типа. Ползунов предложил также оригинальнуюконструкцию воздушного аккумулятора, названного им “воздушным ларем”. Это былбольшой деревянный ящик, связанный трубами с несколькими воздуходувками,обеспечивающими печи воздухом. По другим трубам воздушное дутье подавалась вдомну. “Воздушный ларь”, подобно резиновой груше пульверизатора, обеспечивалравномерное и непрерывное поступление воздуха в печь.

Во второй половине XVIIIв. в России выдвинулось немало талантливыхорганизаторов и умелых руководителей горнозаводского дела, людей просвещенных,хорошо понимавших интересы и потребности развивающейся промышленности. Одним изних был Аникита Сергеевич Ярцов (1737 — 1819).

Аникита Ярцов известен и как историк горнозаводскогодела в России. В начале XIXв. он завершил работу над капитальным трудом“Российская горная история”.

Итак, XVIIIв. вошел в историю нашей Родины каквек большого подъема горнометаллургической промышленности. В XVIIIв. были заложены основы науки ометалле, созданы первые технические школы – начальные, средние и высшие – дляподготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.

Заключение

Как только неназывают наше время – космической эрой, веком кибернетики и автоматики, эпохойгенной инженерии и атомной техники…

Каждое изэтих определений верно, но не всеобъемлюще. Более точно звучит “железный век”.И на самом деле: без железа нет авиации и космонавтики, нет кибернетики иавтоматики, нет генной инженерии и атомной техники.

Железо – это основа всей современнойземной цивилизации. Нет сомнений, что в начале третьего тысячелетия нашей эры,железо останется основным конструкционным материалом, из которого строят машиныи механизмы, мосты и суда, приборы и инструменты.

Литература

1.

А.С.Федоров. «Творцы науки о металле», М.: Наука, 1968. 224с.

2.

Б.И.Медовар. «Металлургия вчера, сегодня и завтра», Киев наукова думка 1986 г. –132с.

3.

С.Г.Струмилин «История черной металлургии в СССР», т. IМ.:, 1954, 184с.

www.ronl.ru

Курсовая работа - Развитие металлургии в XIV - XVIII вв.

Министерство образования РоссийскойФедерации

ВлГУ

Кафедра химии

Реферат по истории химии:

«Развитие металлургии в XIV– XVIIIвв.»

Выполнил: ст. гр. ХП – 200

РепинП.И.

Руководитель: Диденко С.В.

Владимир 2000 год

Введение

Заключение

Литература

1.

А.С.Федоров. «Творцы науки о металле», М.: Наука, 1968. 224с.

2.

Б.И.Медовар. «Металлургия вчера, сегодня и завтра», Киев наукова думка 1986 г. –132с.

3.

С.Г.Струмилин «История черной металлургии в СССР», т. IМ.:, 1954, 184с.

www.ronl.ru

Реферат - Научные революции и развитие металлургии cтали России в период XIV-XX вв

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ЮУрГУ

Реферат по истории технических наук на тему:

«Научныереволюции и развитие

металлургиистали России

в период

XIV-XX вв»

Выполнил соискатель:Ботников С.А.

Тел. 721-25-91

Кафедра физической химии

Научный руководитель:

проф. д.т.н. Михайлов Г.Г.

Челябинск 2006 год

План реферата

1. Введение

2. Зарождение металлургии

3. Развитие железоделательного производства в древней Руси

4. Развитие металлургии в эпоху создания русского государства и

в период царствования Петра

I (XIV – перваячетверть XVIII в.)

5. Черная металлургия России

XVIII, XIX и начала XX в.

6. Металлургия стали как наука

7. Научные революции металлургии стали России в период

XIV – XX вв., какпереход от сырьевого, ресурсно-ориентированной экономики к наукоемкойиндустриальной экономике XXI века

8. Заключение

1.

Введение

Что является прошлым для непрерывно развивающейся науки? Научнаяпарадигма, которая всегда базируется на прошлых достижениях. К их числу относятсяранее созданные научные теории, которые по тем или иным причинам начинаютинтерпретироваться как образец решения всех научных проблем, как теоретическоеи методологическое основание науки в ее конкретно-историческом пространстве. Парадигмаесть совокупность знаний, методов, образцов решения конкретных задач,ценностей. Со временем парадигма меняет свой облик.

Во время относительно устойчивого развития науки происходит постепенныйрост знания, но основные теоретические представления остаются почти безизменений. В период научной революции подвергаются ломке именно этипредставления. Революция науки представляет собой период коренной ломкиосновных, фундаментальных концепций, считавшихся ранее незыблемыми, периоднаиболее интенсивного развития, проникновения в область неизвестного,скачкообразного углубления и расширения сферы познанного.

В представленном реферате рассмотрена краткая история зарождения металлургиисталей, примеры смены парадигмы и научные революции металлургии в период

XIV – XX вв. Историюразвития металлургии рассматривается с использованием модели историческойреконструкции — истории науки как развитие через научные революции.

2. Зарождение металлургии

Металлургическое производство возникло на заре развития человеческогообщества. Такие металлы, как медь, железо, серебро, золото, ртуть, олово исвинец, нашли промышленное применение еще до нашей эры. Тысячи лет назад людинаучились пользоваться металлами и добывать их из природных соединений. Почтитри четверти менделеевской таблицы химических элементов, из которых построеновсе существующее во Вселенной, составляют металлы. Десятки из них широкоприменяются в технике и быту. Остальные с каждым годом все глубже внедряются впрактику. Еще большее распространение получили сплавы, состоящие из несколькихметаллов и неметаллических элементов. Как правило, такие сплавы обладают свойствами, превосходящими свойствачистых металлов.

Большой путь прошла отечественная металлургия. Это был путь трудаи неутомимых исканий ученых – металлургов, инженеров, техников и рабочих. Трудырусских ученых – металлургов явились достойным вкладом как в науку, так и впрактику металлургического производства. Именно в России впервые зародилась иот десятилетия к десятилетию успешно развивалась наука о металле, сложиласьпрославленная школа ученых – металлургов, традиции которой передавались отодного поколения ученых к другому.

Археологи утверждают, что человек научился получать железо с незапамятных времен. Применениеметеоритного железа – первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого началсяпереход от бронзового века к железному. Бронза, как известно, сохраняется вземле, точнее – в ее культурном слое, тысячелетия. Железо, напротив, довольнобыстро возвращается в первозданное состояние – ржавление превращает его снова всвоего рода руду, т.е. в соединения железа с кислородом. Тогда почему же можноговорить о применении железа в незапамятные времена? Основанием для этогослужат остатки, говоря современным языком, металлургического оборудования,которым пользовались наши предки, отходы древнего “металлургическогопроизводства” в виде шлака, неиспользованное сырье в виде угля и т.д.

3. Развитиежелезоделательного производства в древней Руси

«Поскепаны (посечены)саблями калеными

шеломы оварьскыя от тебе,

яр туре Всеволоде »

(Слово о полку Игореве).

Производство железа на территории России было известно с незапамятныхвремен. В результате археологических раскопок в районах, прилегающих кНовгороду, Владимиру, Ярославлю, Пскову, Смоленску, Рязани, Мурому, Туле, Киеву,Вышгороду, Переяславлю, Вжищу, а также в районе Ладожского озера и в другихместах [1] обнаружены остатки плавильных горшков, сыродутных горнов, такназываемых «волчьих ям» и соответствующие орудия производства. В одной изволчьих ям, выкопанной применявшей для выплавки железа, близ села Подмоклого вюжной части Подмосковного угольного бассейна, была найдена монета, датированная189 г. Мусульманской эры, что соответствует началу

IX в. нашего летоисчисления.Это значит, что железо на Руси умели делать еще в те времена.

Металлографические и рентгеноструктурные исследования многихдревних образцов железных и стальных изделий свидетельствуют о высокомтехническом уровне железоделательного производства того времени. Оказывается,что древние русские металлурги применяли сложные технологические операции помногослойной сварке железа и стали и по термической обработке изделий. Так,сталь наваривали на рабочую часть железных топоров и секир; стальную полосусваривали с двумя железными, в результате чего получали меч или нож, состоящийиз трех слоев, из которых стальной слой в середине представлял режущее острие, адва железных слоя по бокам обеспечивали необходимые прочность и вес оружия;тонкие стальные прутки вваривали в железную основу при изготовлении наконечниковбоевых стрел, копий и.т.п. Изделия подвергались цементации, закалке и отпуску вразличных средах. Таким образом, результаты исследований указывают насамобытность и самостоятельность развития металлургической техники в древнейРуси.

4. Развитие металлургии вэпоху создания русского государства

и в период царствованияПетра

I (XIV – первая четверть XVIII в.)

Создание русского государства ознаменовалось бурным развитиемпроизводительных сил славянских племен. К этому времени относится переход отпримитивных сыродутных горнов с естественной тягой к стационарной шахтной печи– домнице с искусственным дутьем, что резко повысило производительностьустановок.

Увеличение производства железа способствовало массовому распространениюжелезных изделий. Наряду с действующими во многих местах государства [2]крестьянскими домницами, образовались своего рода центры кустарногопроизводства железа – Устюжно-Железнопольская в Новгородской губернии, Дедиловов Тульской губернии и др.

Из писцовых книг Вотской пятины 1500-1505 гг. известно, что тольков двух уездах близ Финского залива насчитывалось более 200 крестьянских домницс одним – двумя горнами, в которых сыродутное железо выплавлялось не только дляместного употребления, но и на продажу.

Кустарные крестьянские домницы существовали в России долгое время:еще в конце

XVIII в. работало не менее 300 таких домниц.

Начало заводского производства чугуна и железа было положено в1632г., когда Андрей Винус построил четыре железоделательных завода на р.Тулице, в 12 верстах от Тулы. Затем были построены Ведменский, Каширский,Угодский заводы в Тульском районе, а в1670 г. – Истьинский завод в Рязанскойгубернии и несколько заводов в Олонецком крае. По описи 1690 г., в Тульско –Каширском районе было зарегистрировано семь заводов, из них два доменнымипечами, производительность каждой из них была в два раза большепроизводительности лучших для того времени английских домен.

Общая производительность всех русских железоделательных заводов в1674 г. Достигла 150000 пудов (2400 т).

Особую роль в развитии отечественного железоделательного производствасыграл Петр

I, который по праву считается одним из основоположников русскойметаллургии. По его указам были построены в первые на Урале Невьянский иКаменский казенные заводы (1701 г.) (если не считать Ницинского завода,построенного на р. Ницце в 1631 г., судьба которого осталась неизвестной). В1703 г. Был пущен Алапаевский завод. Строительством этих заводов положеноначало освоению нового Уральского железорудного района.

Петр

I понимал, что для решения поставленных им задач – укрепить Русскоегосударство, завоевать выходы к морям, “прорубить окно в Европу” — потребуетсянемало металла, чтобы обеспечить сооружение кораблей и производство вооружения.Однако разведанных рудных запасов и лесных ресурсов Центра России было явнонедостаточно. Нужно было создать новую металлургическую базу страны. Ею явилсяУрал, с его богатейшими запасами высококачественной железной руды и древесноугольноготоплива.

При Петре

I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России.Туда направляются специалисты с тульских и других старых заводов; привлекаютсяопытные заграничные мастера. Один за другим на Урале возникают крупные по томувремени железоделательные заводы – Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевскийи др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий вцентральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо – западныхрайонах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечениирусской армии и флота. Достаточно сказать, что только один первенец уральскойметаллургии – Каменский завод с 1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийскихорудия и свыше 27 тыс. пудов снарядов к ним. Они помогли русской армии одержатьпобеду в решающем сражении со шведами под Полтавой.

Значительная заслуга в развитии уральской металлургии принадлежити тульскому кузнецу Никите Демидову Антуфьеву. Демидов, при поддержке Петра

I, привел вобразцовый порядок переданный ему в 1702 г. Невьянский завод и в сравнительнокороткий срок построил Шуралинский (1716 г.), Верхнее-Тагильский (1718 г),Быньговский (1718 г.), Выйский (1721 г.), Нижнее-Тагильский (1725 г), Шатайский(1732 г) заводы. В 1735 г. на Урале насчитывалось уже 30 действующих заводов.Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейныйчугун, прокатное производство. О масштабе производства можно судить по фактувывоза чугуна и стали из России в западноевропейские страны, в том числе и вАнглию.

5. Черная металлургия России

XVIII, XIX и начала XX в.

В

XVIII в. черная металлургия России продолжала быстро развиваться всвязи с возрастающей потребностью в черных металлах. Росту производства чугунаи стали немало способствовали крупные военные действия в царствование Петра I и Екатерины II и расширениеграниц русского государства.

В петровскую эпоху выдвинулось немало талантливых людей, поставившихсвоей целью изучить природные богатства русской земли, создать рудники,построить заводы, укрепить экономическое могущество Родины.

Усилия металлурговпетровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа рослив первой четверти

XVIII в. стремительными темпами. По данным акад. С.Г. Струмилина,металлургическая промышленность России произвела в 1725 г. 1165 тыс. пудовчугуна, т.е. свыше 19 тыс. т. Производительность английских заводов непревышало в это время 17 тыс. т3. Таким образом, за четверть векапроизводство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В областичерной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставивпозади себя Англию, Францию, Германию и другие страны.

Металлургическая техника России в конце

XVIII в. не уступалазападноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи,например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м,т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольшийдиаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработкадостигала 200 – 300 т. Такая высокая производительность по свидетельствувидного немецкого историка металлургии Л.Бека, была недостижимой тогда длясамых больших английских домен, работавших на коксе.

Размеры ипроизводительность доменных печей того времени больше всего зависели отколичества и давления воздуха, нагнетаемого в печи. Русские изобретатели

XVIII в. успешноработали над совершенствованием воздуходувных устройств доменных печей. В 1743г. крепостной мастер уральских заводчиков Демидовых Григорий Махотин предложилвдувать воздух в доменную печь не через одну, а через две фурмы. Это мероприятиеулучшило работу печи и ускорило процесс плавки.

Однако этого быломало. Крупные доменные печи требовали большего давления вдуваемого в нихвоздуха. Эту задачу успешно решил выдающийся русский теплотехник и изобретательИван Иванович Ползунов (1728 — 1766). В 1765 г., за три года до английскогоизобретателя Смитона, он сконструировал цилиндрическую воздуходувку, заменив еюмалопроизводительные меха ящичного типа. Ползунов предложил также оригинальнуюконструкцию воздушного аккумулятора, названного им “воздушным ларем”. Это былбольшой деревянный ящик, связанный трубами с несколькими воздуходувками,обеспечивающими печи воздухом. По другим трубам воздушное дутье подавалась вдомну. “Воздушный ларь”, подобно резиновой груше пульверизатора, обеспечивалравномерное и непрерывное поступление воздуха в печь.

В конце

XVIII в. англичане вырвались вперед: появиласьтигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса подсиликатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом (кислый сталеплавательныйагрегат).

Наиболее крупными металлургами того времени следует считать ВилимаИвановича Генина и Василия Никитича Татищева.

Генин расширил Петровский, Алексеевский, Повенцкий и Вичковскийзаводы, построенные по указам Петра в 1701-1703 гг. вместо первых заводоволонецкой группы – Устьрецкого, Петрозерского, закрытых в начале Шведскойвойны. В 1721 г. Геннин руководил постройкой Сестрорецкого завода, а в 1722 г.ему было поручено управлением Уральскими казенными заводами. В дальнейшем имбыли построены уральские заводы: Верх-Исетский (1723 г.), Синячихинский (1727г.) и Сысертский (1732 г.).

Русский металл отличался высоким качеством. Это не удивительно.Ведь на Урале он выплавлялся из прекрасной руды – магнитного железняка, начистом древесном угле, опытными металлургами. Вместе с тем он приобретал всебольшую популярность на мировом рынке. В 1716 г. наиболее индустриальная странатого времени – Англия ввезла первую партию русского железа – 2200 пудов. 16 летспустя эта цифра увеличилась почти в 100 раз, а через несколько десятилетийболее трети применяемых в Англии черных металлов имели клеймо русских заводов.Россия стала основным поставщиком металла для Англии, вступившей в это время напуть создания крупной машинной индустрии. “Без импортного железа, — указываетакад. С.Г. Струмилин, — промышленный переворот в Англии задержался бы,несомненно, на целые десятки лет”. Конечно, оживленный заграничный спрос нарусское железо и расширение отечественной промышленности, прежде всегооружейной, стимулировали дальнейшее развитие русской металлургии.

Более плодотворной и менее корыстной оказалась деятельностьпреемника Генина – В.Н. Татищева, который за короткий срок, в течение трех лет,значительно приумножил число уральский заводов. В 1737 г. на Урале уже работалоболее 40 заводов, а 36 заводов строились и были запроектированы. За это времябыла построена гороблагодатская группа заводов – Туринский, Кушвинский,Баранчинский. Позднее были пущены Серебрянский завод на западном склоне Урала,Воткинский и Ижевский заводы в Приуралье.

Быстрому развитию металлургии в этот период способствовало ипривлечение частного капитала. За 9 лет, с 1754 по 1763 г., только на Уралевозникло 42 частных металлургических завода, в том числе Белорецкий (1762 г.),Тирлянский (1759 г.), Златоустовский (1757 г.), Симский (1757 г.).

Точных данных о годовой выплавке черных металлов за это время нет.Достоверные сведения относятся к 1767 г, когда было выплавлено около 83000 тчугуна. Имеются ориентировочные данные, из которых можно заключить, что в 1793г. было выплавлено 134000 т чугуна, и 89760 т железа и стали.

Это значит, что Россия удерживала первое место в мире по производствучерных металлов на всем протяжении второй половины

XVIII века. Возрастали экспорт русского железа: в 1790-1792 гг. было вывезено 43000 т железа.

В первой половине

XIX столетия темпы развития металлургическогопромышленности резко понизилось, как это можно видеть из данных, приводимы ниже( тыс. тонн):

Годы

Чугун

Сталь

1793

134,40

89,76

1830

178,72

108,80

1850

222,24

328,00

1860

328,00

206,40

Годы

Чугун

Сталь

1870

350,40

251,20

1880

438,40

585,60

1890

905,60

792,00

1900

2865,60

2643,20

1910

2974,40

3281,20

1913

4484,80

4803,20

Увеличение выплавки железа и стали за 30 лет, с 1830 по 1860 г.,не превышало в среднем 6% в год, что объясняется применением малопроизводительноготруда крепостных рабочих и использованием устарелого оборудования наметаллургических заводах, где вплоть до отмены крепостного права в 1861 г.главным источником энергии являлась вода (водяные колеса).

Проникновению передовой капиталистической техники того времени нарусские заводы мешала дешевизна подневольного труда. С другой стороны, реакционныеправители России, напуганные бурным развитием промышленного капитализма вЗападной Европе и буржуазной революцией Франции, действуя в интересахкрепостников-помещиков, всячески тормозили рост промышленности и развитиеметаллургической техники. Целый этап технического прогресса в металлургии –применение горячего дутья – не нашел своевременного отражения в русскойпромышленности. Единичные случаи применения горячего дутья в русских домнахотносятся к 1870 г., тогда как на Западе процесс этот успешно применялся уже с1828 г. Пудлинговый процесс, изобретенный в 1784 г. и усовершенствованный в1824 г., был испробован в России только 1836 г. Бессемерование, известное вАнглии с 1855 г., начало развиваться в России только 1872 г.

Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которымознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конецтысячелетней эпохи “чистой” стали и начало нового периода – “грязной” стали.Доменные печи существуют и сегодня, а последние в нашей стране бессемеровскиеконвертеры Днепровского металлургического завода им. Дзержинского потушены – в1983 г.! На их место пришли современные конвертеры с комбинированной продувкой– сверху и снизу. Древние металлурги действительно умели делать из булатной сталимечи, превосходные латы и кольчуги. Они “выжали” все, что можно было, из углеродистойстали, т.е. из сплавов железо – углерод. Но им и в мечтах не моглопредставиться, что сделает человек из железа, если он введет в него помимо (ато и вместо!) углерода различные легирующие примеси. Легирование железа открылоновую эру в металлургии, а значит, и в сфере потребления ее продукции.

Русская металлургическая мысль не замерла в тяжелых условияхкрепостничества и во многом определила искания западных металлургов. К томувремени относится деятельность великого русского металлурга Павла ПетровичаАносова (1799-1851 гг.) – основоположника производства литой высококачественнойстали.

П.П. Аносов создал предпосылки научных основ выплавки, разливки ипоследующей горячей механической и термической обработки стали, первый обратилвнимание на зависимость свойств стали от её кристаллического строения, первыйпроизвел попытку изучить влияние состава шлаков на свойства стали, впервыеисследовал влияние на свойства стали различных элементов: кремния, марганца,хрома, титана, алюминия и ряда других, первый применил микроскоп дляисследования структуры металлов, на 33 года опередив англичанина Сорби [3].

Таким образом, работы П.П. Аносова ознаменовали новый период вистории развития русской металлургии, но самодержавно-крепостнический строй иобщая техническая отсталость промышленность мешали по-настоящему широкореализовать направления в металлургии.

С отменойкрепостного зависимости 1861 г. началось и техническое перевооружениеметаллургической промышленности. Водяные колеса стали заменяться паровымимашинами и электромоторами. В доменном производстве появилось горячее дутье иминеральное горючее, в сталеплавильном производстве началось освоение новыхвысокопроизводительных способов получения литой стали – бессемеровского (1872г.) и мартеновского (1870 г.). Средний прирост выплавки стали за 30 лет, с 1870по 1900 г., составила 31% год.

Вторая половина

XIX в.ознаменовалась бурным развитием южной металлургии.

Попытки освоения южного железорудного района начались с постройкиЛуганского (1795 г.), Керченского (1845 г.), Бахмутского (1858 г.) иЛисичанского казенных заводов, но царское правительство оказалось не всостоянии развить производство стали.

Действительным основателями южной металлургии являются русскийкапиталист Пастухов, построивший Сулинский завод (1870 г.), и акционернаякомпания «Новороссийское общество», построившая Юзовский завод (1871 г.).

После открытия Криворожского бассейна были построены Александровскийзавод (1887 г.), Днепровский (1889 г.), Гданцевский (1892 г.), Дружковский,Таганроский, Донецко-Юрьевский, Петровский, Никополь-Мариупольский завод (1896г.), Макеевский (1897 г.), Керченский (1898 г.), Краматорсий, Кадиевский (1899г.) и другие заводы.

Несколько позже были пущены заводы в центральном районе.

Это время богато выдающими русскими сталеплавильщиками, из которыхнаиболее яркой фигурой является Дмитрий Константинович Чернов (1839-1921 гг.).

Д.К. Чернов положил начало бессемеровскому производству в России(Обуховский завод, 1872 г.), разработал оригинальный русский вариантбессемеровского процесса, основал научное металловедение, создал теориюкристаллизации стального слитка и внес коренные усовершенствования в процессразливки стали [4].

К.П. Поленов основал бессемерование на Урале (Нижнее-Салдинскийзавод, 1872 г.) и, независимо от работ Чернова, применил русский вариантпроцесса.

А.А. Износков при содействии Н.Н. Кузнецова построил первую мартеновскую печь на Сормовском заводе в1870 г.

Братья Горяиновы изобрели рудный процесс мартенования (Александровскийзавод, 1894 г.), который завоевал главенствующее положение в современноммировом сталеплавильном производстве.

Во второй половине

XVIII в. в России выдвинулось немало талантливыхорганизаторов и умелых руководителей горнозаводского дела, людей просвещенных,хорошо понимавших интересы и потребности развивающейся промышленности. Одним изних был Аникита Сергеевич Ярцов (1737 — 1819).

Аникита Ярцов известен и как историк горнозаводского дела в России.В начале

XIX в. он завершил работу над капитальным трудом “Российская горнаяистория”.

Итак,

XVIII в. вошел в историю нашей Родины как век большого подъемагорнометаллургической промышленности. В XVIII в. были заложеныосновы науки о металле, созданы первые технические школы – начальные, средние ивысшие – для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.

Начало

XX столетия характерно резким замедлением темпов развития чернойметаллургии в условиях загнивающего капиталистического строя. Ежегодный приростгодовой выплавки стали не превышал 6% в среднем, и капиталистическая царскаяРоссия по производству стали не смогла подняться выше пятого места в мире.

6. Металлургия стали какнаука

Железоделательное производство издавна считалось тяжелым исложным. Оно требовало большой физической силы и выносливости, производственнойсноровки и определенного объема знаний, обычно передавшихся из поколения впоколение, часто тщательно оберегавшихся от посторонних и считавшихсянезыблемыми.

Отдельные шедевры металлургии, такие, как знаменитая колона вДели, клинки из Дамаска, испанские латы, русские кольчуги с «зерцалами» и.т.п.снискали уважение к мастерству древних железоделателей и позволили считать ихтруд высоким искусством.

Но опыт и искусство старых мастеров могли привести только к повторениюуже пройденного, к копированию уже опробованных приемов и изредка к случайнымнаходкам нового. Чисто эмпирический подход к производству железа и сталисохранялся до конца

XIX в. Лишь отдельные вопросы например, кристаллизация стальногослитка (Д.К. Чернов), получили научное объяснение. Между тем металлургическиепроцессы как процессы химии высоких температур имеют общую природу со многимидругими явлениями и управляются общими законами, хотя и специфично.

Многие передовые металлурги понимали необходимость обобщения накопленногоопыта и обучения молодых поколений инженеров на базе этого опыта. Появилиськниги по металлургии и среди них знаменитый труд М.В. Ломоносова «Первыеоснования металлургии или рудных дел» (1763 г.), в котором автор дал некоторыенаучные основы в форме открытого им же закона сохранения материи. В целом жеосновы металлургии чугуна и стали как науки положили А.А. Байков, В.Е.Грум-Гржимайло, М.А. Павлов. Использование ими принципа подвижного равновесияВант-Гоффа и Ле-Шателье и в ряде случаев закона действующих масс позволилообъяснить все известные в то время случаи влияния внешних условий (температуры,давлений, концентрации компонентов в растворе) на равновесие металлургическихреакций, на состав и количество получаемых продуктов. Таким образом, появиласьвозможность управления процессами для проведения их в нужном направлении.

В результате увеличения производства металлов уже в первой половине

XVIII в. начали складываться предпосылки для разработки научных основметаллургии, вся препятствующая история которой начиная с глубокой древности невыходила за пределы эмпиризма. Она “была цепью непрерывных практических исканийновых способов получения металлов, передела их и производства специальныхсплавов”. Древние и средневековые мастера хорошо знали приемы получения иобработки железа, передаваемые из поколения в поколение. Часто эти приемы инакопленный опыт были достоянием отдельных семей или небольших групп мастеров ихранились в тайне.

Все большаяпотребность в металлах, необходимость получать для изготовления различныхизделий сплавы с разными свойствами заставили многих представителей науки

XVIII в., преждевсего физиков и химиков, заняться разработкой теоретических основметаллургических процессов, постараться выяснить зависимость свойств металла отего состава, методов получения и характера обработки.

Зачинателем науки ометаллах на Руси по праву считается наш великий соотечественник МихаилВасильевич Ломоносов. Это был замечательный ученый, один из образо

www.ronl.ru

История металлургии мышьяка - Реферат

До настоящего времени не определены наиболее эффективные и экономичные приемы его выделения в пиро- и гидрометаллургических процессах цветной металлургии. Ограниченность спроса на металлический мышьяк и его соединений предопределяет необходимость выделения его в малотоксичные, слаборастворимые и неокисляющиеся формы, что также негативно сказывается на технико-экономических показателях работы предприятий.

Комплексное решение проблемы мышьяка предопределяет: его использование, вывод из технологических процессов, обезвреживание мышьякосодержащих отвалов, очистка от него сточных вод и отходящих технологических газов предприятий.

Поскольку традиционные области потребления мышьяка и его соединений не являются достаточно емкими, необходимо выявить дополнительные области, которые обеспечили бы многотоннажное его использование.

Создание современных технологий для переработки существующего сложного сырья в условиях ограниченной рудной базы и высоких требований к охране окружающей среды невозможно без фундаментального научного задела, технологического опыта и информации по этим проблемам.

В работе Селимханова И.Р. «Разгаданные секреты древней бронзы», изданная в 1970 г. рассказывается о секретах получения древней стали, древней бронзы.В этой книге рассказывается о способах производства бронзы в древности, о районах добычи сырья, химическом составе древних изделий из бронзы и способах плавки, позволявших достигать высокого качества металлов[1].

Небольшая по объему монография В.Г.Рцхиладзе «Мышьяк», изданная в 1969 г., обобщила имевшиеся на тот период сведения по химии мышьяка и его основных соединений. Значительная часть материала в ней посвящена результатам проведенных автором работ по теории и практики получения элементного мышьяка диссоциирующим обжигом арсенопирита. Книга касается вопросов переработки сырья, поведения мышьяка при производстве цветных металлов и проблем его удаления, техники безопасности и охраны труда[2].

Нельзя обойти вниманием и очень ценный, серьезный труд Бетехтина А.Г. «Минералогия», изданный в 1950 г. Выдержавший три издания и переведенный на многие иностранные языки учебник был и остается одним из наиболее востребованных руководств по минералогии[3].

Следует отметить работу Петрянова-Соколова И.В. «Популярная библиотека химических элементов. Водород-палладий». Эта книга содержит сведения обо всех элементах, известных человечеству. Сегодня их 207, причем некоторые получены искусственно. Как неодинаковы свойства каждого из «кирпичей мироздания», так же неодинаковы их истории и судьбы. Одни элементы, такие, как медь, железо, сера, углерод, известны с доисторических времен. Возраст других измеряется только веками, несмотря на то, что ими, еще не открытыми, человечество пользовалось в незапамятные времена. Словом, сколько элементов, столько индивидуальностей, столько историй, столько неповторимых сочетаний свойств. В первую книгу вошли материалы о 46 первых по порядку атомных номеров, элементах, во вторую – обо всех остальных»[4].

Использованная в данной работе книга Н.И.Копылова и Ю.Д.Каминского посвящена одному из самых древних объектов технологии – мышьяку. В книге содержится много интересных сведений исторического плана, превосходно описанные минералы и руды, содержащие мышьяк, обсуждены вопросы химии соединений мышьяка, характеризуются наиболее важные технологические процессы[5].

Авторы книги «Мышьяк в цветной металлургии» Набойченко С.С., Мамяченков С.В., Карелов С.В кроме рассмотрения научных основ проблемы, значительное внимание уделили результатам решения практических задач, возникающих при переработке мышьяковистого сырья. Поэтому наряду с главами, посвященными химии, физической химии, свойствам элемента и его соединений, достаточно большое место в работе отводится технологическим и экологическим аспектам проблемы мышьяка в металлургии[6].

Гамаюрова В.С. в своей работе «Мышьяк в экологии и биологии» выдвигает идею использования мышьякосодержащих веществ в качестве кормовых добавок. Проводит сравнительную характеристику в присутствием и отсутствием мышьяка. Заключает, что отсутствие токсичных метаболитов и быстрое выведение мышьяка из организма животных делают безопасным его использование[7].

Мышьяк (As Arsenicum, греч. ársěn, arrěn – сильный, могучий) – один из немногих металлов, известных с глубокой древности. Его соединения, привлекавшие внимание на протяжении многих веков, в определенной мере оказали влияние на развитие человеческой цивилизации. Результаты археологических поисков указывают на то, что еще в 4 – 2 тыс. до н.э. оружие, украшения, предметы быта и труда производились главным образом из мышьяковой бронзы. Свойство элемента придавать расплавам меди высокую жидкотекучесть, а изделиям – особые прочностные свойства уже на начальном этапе развития литейного производства использовалось древними мастерами при отливке различных предметов. Так, содержание мышьяка от 1,0 до 2,5% в бронзе древних топоров, ножей, кованых украшений придавало им особые формовочные и прочностные качества.

Предметы из мышьяковой бронзы были найдены при многочисленных раскопках в Европе, Азии и Африке. Бронзовые изделия ранних эпох Индии, Египта, Месопотамии содержали от 0,5 до 50% мышьяка; а кинжалы, найденные в Италии, – до 7,8-8,0%. Мышьяксодержащая бронза была найдена и в степных курганах Причерноморья и Каспия, в Грузии и Азербайджане. В бронзовом инвентаре археологических памятников Грузии времен глубокой древности (4 – 2 тыс. до н.э.) содержание мышьяка находится в пределах 2-6%. Это, видимо, обусловлено присутствием мышьяка в самородной меди и медных рудах.

Изделия из бронзы более позднего периода характеризуются увеличением содержания мышьяка – до 19%[1, С.123]. Вероятно, в то время его уже целенаправленно вводили в расплав меди, что подтверждается описаниями процесса выплавки меди и латуни в Грузии в XVII – XVIII вв., составленными на основе сохранившихся старых рецептов[2, С.99].

Широкое применение медно-мышьяковых сплавов в эпоху бронзовой культуры объясняется, видимо, наличием в природе самородной меди с ассимилированным в ней мышьяком (например, минерала самородной меди, содержащего до 11,6% мышьяка[3, С.476], а также медных руд, что с успехом использовали пытливые древние рудознатцы и плавильщики.

Аспирант: Антонович Ю.Ф.
Руководитель: Бармин А.В.

Огромную роль призван сыграть катализ в решении актуальнейшей проблемы – охраны окружающей среды. Химики-катДобыча и переработка мышьяксодержащих руд, необходимость удаления мышьяка из технологических процессов, его складирования в отвалах, захоронения в могильниках получили значение острой экологической проблемы.

загрязнение;
экология;
мышьяк;
арсенопирит;
получение мышьяка.

Селимханов И.Р. Разгаданные секреты древней бронзы. М.: Наука, 1970. С.520
Рцхиладзе В.Г. Мышьяк. М.: Металлургия. 1969. С.189
Бетехтин А.Г. Минералогия. М.: Госгеолтехиздат, 1950. С.956
Петрянов-Соколов И.В. Популярная библиотека химических элементов. Водород-палладий. 2-е изд. М.: Наука, 1977. Кн. 1. С.566
Копылов Н.И., Каминский Ю.Д. Мышьяк/ Под. ред. Г.А. Толстикова. Новосибирск: Сиб. унив. Изд-во, 2004. С.367
Набойченко С.С., Мамяченков С.В., Карелов С.В. Мышьяк в цветной металлургии / Под ред. С.С.Набойченко. Екатеринбург: Уро РАН, 2004. С.240
Гамаюрова В.С. Мышьяк в экологии и биологии. М.: Наука, 1993. С.208

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

metalspace.ru

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..