Темир - биздин планетадагы ар бир адамга тааныш элемент. Жана бул жерде таң калыштуу эч нерсе жок. Чынында эле, жер кыртышында (5% чейин) анын мазмуну боюнча, бул компонент абдан көп таралган. Бирок бул запастардын кырктан бир бөлүгүн гана иштетүүгө ылайыктуу кендерден табууга болот. Темирдин негизги руда минералдары сидерит, күрөң темир рудасы, гематит жана магнетит.
Аттын келип чыгышы
Эмне үчүн темир мындай аталышка ээ? Эгерде биз химиялык элементтердин таблицасын карай турган болсок, анда анда бул компонент "ferrum" деп белгиленген. Ал Fe деп кыскартылган.
Көптөгөн этимологдордун айтымында, "темир" деген сөз бизге протославян тилинен кирген, ал тилде зелезо сыяктуу угулган. Жана бул ысым байыркы гректердин лексикасынан келип чыккан. Алар бүгүнкү күндө абдан белгилүү болгон металлды "темир" деп аташкан.
Башка версиясы бар. Анын айтымында, "темир" деген ат бизге латын тилинен келген, кайдан"жылдыздуу" дегенди билдирген. Мунун түшүндүрмөсү бул элементтин адамдар тарабынан табылган алгачкы үлгүлөрү метеориттерден болгондугунда.
Темир колдонуу
Адамзаттын тарыхында темирди алтындан да жогору баалаган доор болгон. Бул факт Гомердин Одиссеясында жазылган, анда Ахиллес уюштурган оюндардын жеңүүчүлөрүнө алтындан тышкары темир кесим да берилгени айтылат. Бул металл дээрлик бардык кол өнөрчүлөр, дыйкандар жана жоокерлер үчүн зарыл болгон. Жана ага болгон эбегейсиз зор муктаждык бул материалды өндүрүү үчүн эң мыкты кыймылдаткыч болуп калды, ошондой эле аны өндүрүүдө мындан аркы техникалык прогресс болду.
9-7 cc. BC. адамзат тарыхында темир доору деп эсептелет. Бул мезгилде Азиянын жана Европанын көптөгөн уруулары жана элдери металлургия өнүгө баштаган. Бирок, темирге бүгүнкү күндө да суроо-талап жогору. Анткени, ал дагы эле аспаптарды жасоодо колдонулган негизги материал болуп саналат.
Сыр продукты
Адамзат металлургия өнүккөндө эле казып ала баштаган гүлдөөчү темирди өндүрүүнүн технологиясы кандай? Адамзат ойлоп тапкан эң биринчи ыкма сыр жасоо деп аталды. Мындан тышкары, коло доорунун акырынан 13-кылымга чейинки мезгилге чейин өзгөрбөстөн, 3000 жыл бою колдонулган. Домна меши Европада ойлоп табылган эмес. Бул ыкма чийки деп аталды. Ал үчүн мүйүздөр таштан же чоподон жасалган. Кээде шлактардын бөлүктөрү дубалдары үчүн материал катары кызмат кылган. Ичинен устанын акыркы версиясы болгонсапатты жакшыртуу үчүн отко чыдамдуу чопо менен капталган, ага кум же майдаланган мүйүз кошулган.
Флеш темирди эмне кылат? Даярдалган чуңкурларга «чийки» шалбаа же саз рудасы толтурулган. Мындай мештердин эри турган жери көмүр менен толтурулган, андан кийин жакшылап ысытылган. Чуңкурдун түбүндө аба кирүүчү тешик болгон. Адегенде кол көөрүгү менен үйлөп, кийинчерээк анын ордуна механикалык көөрүгү пайда болгон.
Алгачкы цехтерде натуралдык чийме уюштурулган. Ал атайын тешиктер аркылуу ишке ашырылган - мештин төмөнкү бөлүгүнүн дубалдарында жайгашкан саптамалар. Көбүнчө, байыркы металлургдар түтүктүн эффектин алууга мүмкүндүк берген дизайнды колдонуу аркылуу абаны камсыз кылышкан. Алар бийик жана ошол эле учурда тар ички мейкиндикти жараткан. Көп учурда мындай мештер адырлардын этегинде курулган. Бул жерлерде эң чоң табигый шамал басымы болгон, ал тартылуу күчүн жогорулатуу үчүн колдонулган.
Учурдагы процесстин натыйжасында руда металлга айландырылды. Ошол эле учурда бош таш бара-бара ылдый агып кетти. Мештин түбүндө темир бүртүкчөлөрү пайда болгон. Алар бири-бири менен жабышып, «сойлогонго» айланып кетишти. Бул шлактар менен сиңирилген бош губкалуу масса. Меште крекер ак-ысык болчу. Мына ушундай абалда алып чыгып, бат эле жасалмалашты. Шлактардын бөлүктөрү жаңы эле түшүп калды. Андан кийин, алынган материал монолиттүү бир бөлүгүн ширетилген. Натыйжада жаркыраган темир болду. Акыркы продукт жалпак нан сыяктуу болгон.
Эмне болдугүлдөгөн темирдин курамы? Бул Fe жана көмүртектин эритмеси болгон, ал акыркы продуктта өтө аз болгон (эгер биз пайызды эсептесек, анда жүздөн ашык эмес).
Бирок адамдар чийки меште алган гүлдөп турган темир өтө катуу жана бышык болгон эмес. Мына ошондуктан мындай материалдан жасалган буюмдар тез эле иштен чыгып калды. Найзалар, балталар жана бычактар ийилген жана көпкө курч болгон эмес.
Болат
Усталардагы темирди өндүрүүдө анын жумшак кесектери менен бирге катуулугу жогору болгондор да болгон. Бул эритүү процессинде көмүр менен тыгыз байланышта болгон руда кесимдери болгон. Бул көрүнүштү бир киши байкап, көмүр менен байланышта болгон аянтты атайылап көбөйтө баштаган. Бул темирди карбюризациялоого мүмкүндүк берди. Алынган металл усталардын жана андан жасалган буюмдарды колдонгондордун муктаждыктарын канааттандыра баштады.
Бул материал болот болчу. Ал дагы эле структуралардын жана буюмдардын көп сандагы өндүрүүдө ушул күнгө чейин колдонулат. Байыркы металлургдар эриткен болот 2% чейин көмүртекти камтыган жаркыраган темир болуп саналат.
Жумшак болот деген нерсе да болгон. Бул 0,25% кем көмүртек камтыган жаркыраган темир болчу. Эгерде биз металлургиянын тарыхына токтолсок, анда сыр өндүрүүнүн алгачкы этабында жумшак болот. Флеш үтүктүн башка аталышы кандай? Үчүнчү сорт дагы бар. 2% дан ашык көмүртек камтыса, андабул чоюн.
Домна мешинин ойлоп табуусу
Чийки кандуу усталарды колдонуу менен темирди алуунун гүлдөө ыкмасы аба ырайына абдан көз каранды болгон. Анткени, мындай технология үчүн шамалдын өндүрүлгөн түтүккө согуусу маанилүү болгон. Аба ырайынын беймазалыгынан алыс болуу каалоосу адамды түктөрдү жаратууга алып келген. Булар чийки мештеги отту күйгүзүү үчүн керектүү түзмөктөр эле.
Көрүктөр пайда болгондон кийин тоо боорунда металл өндүрүү үчүн усталар курулбай калган. Элдер «карышкырдын чуңкурлары» деп аталган жаңы типтеги мештерди колдоно башташты. Алар бир бөлүгү жерде турган, ал эми экинчиси (үйлөр) анын үстүндө чопо менен бириктирилген таштардан курулган конструкция түрүндө тургузулган курулуштар болгон. Мындай мештин түбүндө отту желдетүү үчүн көрүк түтүгү киргизилген тешик болгон. Үйгө төшөлгөн көмүр жагылган, андан кийин крекер алууга мүмкүн болгон. Ал конструкциянын ылдыйкы бөлүгүндөгү бир нече таштар алынгандан кийин пайда болгон тешик аркылуу чыгарылды. Андан кийин дубал калыбына келтирилип, меш кайра баштоо үчүн руда жана көмүргө толтурулду.
Жаркыраган темир өндүрүү тынымсыз жакшыртылды. Убакыттын өтүшү менен үйлөр чоңураак курула баштады. Бул меха-низаторлордун эмгек ендурум-дуулугун жогорулатууну талап кылды. Натыйжада, көмүр тезирээк күйө баштады жана темирди көмүртек менен каныктырат.
Чойун
Жогорку көмүртектүү темир эмне деп аталат? Болгондойжогоруда айтылган, бул бүгүнкү күндө абдан көп таралган чоюн болуп саналат. Анын айырмалоочу өзгөчөлүгү - салыштырмалуу төмөн температурада эрүү жөндөмдүүлүгү.
Кыш темир - катуу формадагы чоюн - аны согуу мүмкүн эмес болчу. Ошондуктан ага байыркы металлургдар адегенде эч кандай маани беришкен эмес. Балка менен бир соккудан бул материал жөн эле майдаланып кеткен. Бул жагынан алганда, чоюн, ошондой эле шлак, адегенде калдык болуп эсептелген. Англияда бул металлды «чоюн» деп да аташкан. Убакыттын өтүшү менен гана, адамдар бул продукт суюк абалда турганда, ар кандай буюмдарды, мисалы, замбирек окторун алуу үчүн калыптарга куюп болорун түшүнүштү. Бул ачылыштын аркасында 14-15-кылымдарда. енер жайда чоюн чыгаруучу домна мештери курула баштады. Мындай курулуштардын бийиктиги 3 метрге же андан да ашкан. Алардын жардамы менен куюучу темир эритип, замбиректерди гана эмес, замбиректерди да чыгарууга жетишти.
Домна өндүрүшүн өнүктүрүү
Металлургиялык бизнесте чыныгы революция 18-кылымдын 80-жылдары болгон. Дал ошондо Демидовдун кызматкерлеринин бири домна мештерин иштетүүдө эффективдүү болушу үчүн аларга абаны бир эмес, очоктун эки жагына жайгаштырылган эки сопло аркылуу берүү керек деп чечкен. Акырындык менен мындай насадкалардын саны өстү. Бул үйлөө процессин бир калыпта кылууга, очоктун диаметрин көбөйтүүгө жана мештердин өндүрүмдүүлүгүн жогорулатууга мүмкүндүк берди.
Домна өндүрүшүнүн өнүгүшүнө көмүрдүн,кокс учун токойлор кыйылган. 1829-жылы Шотландияда Клейд заводунда биринчи жолу домна мешине ысык аба үйлөнгөн. Мындай жанылык мештин ендурумдуулугун бир кыйла жогорулатып, отундун чыгымдалышын азайтты. Азыр кокстун бир бөлүгүн жаратылыш газына алмаштыруу менен домна мешинин процесси жакшыртылды, анын баасы дагы төмөн.
Булат
Курал жасоодо колдонулган уникалдуу касиетке ээ жаркылдаган темир кандай аталат? Биз бул материалды дамаск болот деп билебиз. Бул металл, Дамаск болот сыяктуу, темир менен көмүртектин эритмеси болуп саналат. Бирок, анын башка түрлөрүнөн айырмаланып, ал жакшы сапаттары менен жаркыраган темир. Ал ийкемдүү жана катуу, ошондой эле бычакта өзгөчө курчтук бере алат.
Коп елкелердун металлургдары бир кылымдан ашык убакыттан бери дамаск болотун чыгаруунун сырын ачууга аракет кылып жатышат. Темирге пилдин сөөгүн, асыл таштарды, алтын жана күмүш кошууну камтыган көптөгөн рецепттер жана ыкмалар сунушталган. Бирок дамаск болоттун сырын 20-кылымдын биринчи жарымында гана көрүнүктүү орус металлургу П. П. Аносов ачкан. Алар ачык от күйүп жаткан мешке көмүр салынган, гүлдөп турган темирди алышты. Металл эрип, көмүртек менен каныккан. Ошол кезде ал кристаллдык доломит шлактары менен капталган, кээде эң таза темир шкаласы кошулган. Мындай катмардын астында металл кремнийден, фосфордон, күкүрттөн жана кычкылтектен абдан интенсивдүү түрдө бошотулган. Бирок, мунун баары болгон жок. Алынган болотту мүмкүн болушунча муздатуу керек болчужайыраак жана тынчыраак. Бул, биринчи кезекте, тармакталган түзүлүшкө ээ (дендриттер) чоң кристаллдарды пайда кылууга мүмкүндүк берди. Мындай муздатуу түздөн-түз ысык көмүргө толтурулган очокто болгон. Кийинки этапта чебер согуу жүргүзүлдү, анын жүрүшүндө пайда болгон структура урап калбашы керек.
Дамаск болотунун уникалдуу касиеттери кийинчерээк дагы бир орус металлургу Д. К. Черновдун эмгектеринде түшүндүрмө тапты. Ал дендриттер отко чыдамдуу, бирок салыштырмалуу жумшак болот деп түшүндүрдү. Темирдин катуулануу процессинде алардын "бутактарынын" ортосундагы мейкиндик көбүрөөк каныккан көмүртек менен толтурулат. Башкача айтканда, жумшак болот катуу болот менен курчалган. Бул анын илешкектүүлүгү жана ошол эле учурда жогорку күч камтылган Дамаск болот касиеттерин түшүндүрөт. Мындай болот гибрид эрүү учурунда дарак структурасын сактап, аны түз сызыктан зигзагга гана айлантат. Натыйжадагы үлгүнүн өзгөчөлүгү көбүнчө соккунун багытына, күчүнө, ошондой эле устанын чеберчилигине жараша болот.
Дамаск болот
Байыркы убакта бул металл дамаск болот. Бирок, бир аз убакыт өткөндөн кийин, Дамаск болотту зымдардын же тилкелердин көп сандаган темир ширетүүдө алынган материал деп атала баштады. Бул элементтер болоттон жасалган. Мындан тышкары, алардын ар бири ар кандай көмүртек мазмуну менен мүнөздөлгөн.
Мындай металлды жасоо өнөрү эң чоң өнүгүүсүнө орто кылымдарда жеткен. Мисалы, белгилүү жапон бычак структурасында, изилдөөчүлөр табылганмикроскопиялык калыңдыктагы 4 миллионго жакын болот жиптери. Бул композиция курал жасоо процессин абдан түйшүктүү кылды.
Заманбап шарттарда өндүрүш
Байыркы металлургдар курал-жарак боюнча гана эмес, өздөрүнүн чеберчилигинин үлгүсүн калтырышкан. Таза гүлдөгөн темирдин эң айкын мисалы Индиянын борборуна жакын жерде жайгашкан атактуу колонна болуп саналат. Археологдор металлургиялык искусствонун бул эстелигинин жашын аныкташкан. Мамыча дагы 1,5 миң жыл мурун курулган экен. Бирок эң таң калычтуусу бүгүнкү күндө анын бетинде дат басуунун кичинекей издерин аныктоо мүмкүн эмес экендигинде. Колоннанын материалы кылдаттык менен текшерил-ген. Бул 0,28% гана кирди камтыган таза флеш темир экени белгилүү болду. Мындай ачылыш азыркы металлургдарды да таң калтырды.
Убакыттын өтүшү менен жаркыраган темир акырындык менен популярдуулугун жоготкон. Мартен же домна мешинде эритилген металл эң көп суроо-талапка ээ боло баштады. Бирок бул ыкмаларды колдонууда тазалык жетишсиз продукт алынат. Мына ушундан улам бул материалды өндүрүүнүн эң эски ыкмасы жакында өзүнүн экинчи өмүрүн алды, бул эң жогорку сапаттык мүнөздөмөлөргө ээ металлды чыгарууга мүмкүндүк берет.
Бүгүнкү күндө флеш темир эмне деп аталат? Ал бизге түздөн-түз калыбына келтирүүчү металл катары тааныш. Албетте, бүгүнкү күндө гүлдөп турган темир байыркы убактагыдай өндүрүлгөн эмес. Аны өндүрүү үчүн эң заманбап технологиялар колдонулат. Алар иш жүзүндө жок металл өндүрүүгө мүмкүндүк беретчет элдик аралашмалар. Өндүрүштө айланма түтүктүү мештер колдонулат. Мындай структуралык элементтер химиялык, цемент жана башка көптөгөн тармактарда жогорку температураны колдонуу менен ар кандай көлөмдөгү материалдарды күйгүзүү үчүн колдонулат.
Флеш үтүк азыр эмне деп аталат? Ал таза деп эсептелет жана байыркы убактагыдан анча деле айырмаланбаган ыкманы алууда колдонулат. Ошентсе да металлургдар акыркы продукты алуу процессинде ысытылган темир рудасын колдонушат. Бирок, бүгүнкү күндө чийки зат адегенде кошумча иштетүүгө дуушар болот. Ал концентраттын түрүн түзүп, байытылган.
Заманбап өнөр жай эки ыкманы колдонот. Экөө тең концентраттан флеш үтүк алууга мүмкүндүк берет.
Бул ыкмалардын биринчиси чийки материалдарды катуу отундун жардамы менен керектүү температурага чейин жеткирүүгө негизделген. Мындай процесс байыркы металлургдар жүргүзгөн процесске абдан окшош. Катуу отундун ордуна суутек менен көмүртек кычкылы кошулган газды колдонсо болот.
Бул материалды алуудан мурун эмне керек? Бүгүнкү күндө флеш темирдин аты кандай? Темир рудасынын концентратын ысыткандан кийин меште гранулдар калат. Алардан кийин таза металл өндүрүлөт.
Темирди калыбына келтирүү үчүн колдонулган экинчи ыкма технология жагынан биринчиге абдан окшош. Бир гана айырмасы металлургдар концентратты ысытуу үчүн отун катары таза суутекти колдонушат. Бул ыкма менен темир алда канча тез алынат. Такдемек, ал жогорку сапаты менен айырмаланат, анткени суутектин байытылган руда менен өз ара аракеттенүү процессинде эки гана зат алынат. Булардын биринчиси таза темир, экинчиси суу. Бул ыкма заманбап металлургияда абдан популярдуу деп болжолдоого болот. Бирок, бүгүнкү күндө ал сейрек колдонулат, жана, эреже катары, бир гана темир порошок өндүрүү үчүн. Бул таза водородду алуу техникалык маселелерди чечуу жагынан да, экономикалык кыйынчылыктардан улам да бир топ кыйын экендиги менен тушундурулет. Алынган күйүүчү майды сактоо да татаал иш.
Салыштырмалуу жакында эле окумуштуулар темирди кыскартуунун дагы бир үчүнчү ыкмасын иштеп чыгышты. Ал гранулга айландыруу стадиясынан өтпөстөн, руда концентратынан металл алууну камтыйт. Изилдөөлөр көрсөткөндөй, бул ыкма менен таза темирди алда канча тезирээк чыгарууга болот. Бирок бул ыкма енер жайына али киргизиле элек, анткени ал олуттуу технологиялык езгеруулерду жана металлургия ишканаларынын жабдууларын езгертууну талап кылат.
Бүгүнкү күндө флеш үтүктүн аты кандай? Бул материал бизге түздөн-түз калыбына келтирүүчү металл катары тааныш, кээде аны губка деп да коюшат. Бул үнөмдүү, сапаттуу, экологиялык жактан таза материал, анда фосфор жана күкүрт аралашмасы жок. Өзүнүн өзгөчөлүгүнөн улам блюминердик темир машина куруу тармактарында (авиация, кеме куруу жана прибор куруу) колдонулат.
Fechral
Көрүп тургандай, бүгүн колдонуудаабдан заманбап технологиялар гүлдөп темир сыяктуу материалды колдонот. Fechral да изделген эритме болуп саналат. Анын курамында темирден тышкары хром жана алюминий сыяктуу компоненттер бар. Анын түзүмүндө никель да бар, бирок 0,6% ашпайт.
Fechral жакшы электрдик каршылыкка, жогорку катуулукка ээ, жогорку глиноземдүү керамика менен сонун иштейт, чуңкурга түшүүгө тенденциясы жок жана күкүрт жана анын кошулмалары, суутек жана көмүртек камтыган атмосферада ысыкка чыдамдуу. Бирок эритмеде темирдин болушу аны бир топ морт кылып, түрдүү буюмдарды жасоодо материалды иштетүүнү кыйындатат.
Фечрал лабораториялык жана өнөр жай мештери үчүн жылытуучу элементтерди жасоодо колдонулат, алардын максималдуу иштөө температурасы 1400 градус. Кээде бул эритмеден бөлүктөр башка максаттар үчүн колдонулат. Алар тиричилик жылытуу приборлоруна, ошондой эле жылуулук аракетинин электр приборлоруна жайгаштырылат. Fechral электрондук тамеки өндүрүүдө көп колдонулган. Ошондой эле, темир, алюминий жана хром эритмеси каршылык элементтерин өндүрүү тармагында суроо-талапка ээ. Булар, мисалы, электровоздордун старт-тормоздук резисторлору болушу мүмкүн.
Fechral зым, ошондой эле жип жана лента өндүрүү үчүн колдонулат. Кээде андан тегерекчелер жана таякчалар алынат. Бул буюмдардын бардыгы электр мештери үчүн жылыткычтардын ар кандай формаларын жасоодо колдонулат.
