Вход

Металлургия в XIV – XVIII вв

Реферат по металлургии
Дата добавления: 23 января 2002
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 126 кб
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу

Введение Черная металлургия – основа экономического и оборонного мо гущества государства . В наших планах , в то м числе и на перспективу , развитию этой решающей отрасли народного хозяйства отводи ться должное место . Металлы являются в ерными друзьями и надежными помощниками челов ека . Современную жизнь без них невозможно даже представить. Тысячи лет наза д люди научились пользоваться металлами и добывать их из природных соединений . Почти три четверти менделеевской таблицы хим ических элементов , из которых построено все существующее во Вселенной , составляют металлы . Десятки из них широко применяются в технике и быту . Остальные с каждым годом все глубже внедряются в практику . Еще большее распространение п олучили спл авы , состоящие из нескольких металлов и не металлических элементов . Как правило , такие сп лавы обладают свойствами , превосходящими свойства чистых металлов. Большой путь прошла отечественная метал лургия . Это был путь труда и неутомимых исканий у ченых – металлургов , инженеро в , техников и рабочих . Труды русских учены х – металлургов явились достойным вкладом как в науку , так и в практику метал лургического производства . Именно в России вп ервые зародилась и от десятилетия к десят илетию успешно развив а лась наука о металле , сложилась прославленная школа учен ых – металлургов , традиции которой передавал ись от одного поколения ученых к другому. Археологи утвержда ют , что человек научился получ ать железо с незапамятных време н . Применение метеоритного железа – пер вый шаг по пути отказа от бронзы . С этого начался переход от бронзового века к железному . Бронза , как известно , сохраняет ся в земле , точнее – в ее культурном слое , тысячелетия . Железо , напротив , довольно быстро возвращается в первозданное сост о яние – ржавление превращает его снова в своего рода руду , т.е . в со единения железа с кислородом . Тогда почему же можно говорить о применении железа в незапамятные времена ? Основанием для этого служат остатки , говоря современным языком , металлургического о б орудования , которы м пользовались наши предки , отходы древнего “металлургического производства” в виде шлака , неиспользованное сырье в виде угля и т.д . Производство железа на территории нашей страны было известно еще в доисторически е времена . Археологическ и е раскопки древних поселений в центральной части СССР , на Урале , Украине , в Белоруссии , Закавказь е и в ряде других районов показывают , что наши далекие предки уже 2,5 – 3 тысячеле тия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие , ор у дия труда и предметы домашнего обихода. Конечно , уровень мастерства древнего стал еделателя поначалу был не очень высок , а костровая металлургия давала не железо , а , скорее , хрупкий чугун . Позже чугун стали нагревать в горне вместе с куском же лезной руды , что позволило превратить эт от хрупкий чугун в ковкий металл – в сталь , вполне пригодную для изготовления нужных человеку предметов быта , орудий охоты , войны . Костровая металлургия сменилась горно вой . Много веков существовал сыродутный способ получения ж елеза . Железная руда нагревалась в небольших горнах – ямах , вырытых в земле и выложенных обоженной глиной . В дальнейшем п оявились и наземные печи – домницы . В качестве топлива использовался древесный уголь . При нагревании происходило восстановление ж елеза из его окислов с помощью углерода топлива . На дне горна образовывала сь крица – раскаленный ком железа , по структуре напоминающий губку . Его проковывали под молотом для уплотнения и выдавливани я шлаков. Производительность таких сыродутных горнов была незнач ите льной . Вес железного кома – крицы редко превышал 20 – 25 кг . Появление в середине XIV в . доменны х печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла . Демидовская мета ллургия знала кричное железо , домницы , а п отом домны , литейный чуг ун , прокатное производство . В конце XVIII в . англичане вырвались вперед : п оявилась тигельная плавка стали . Новая технол огия предусматривала ведение процесса под сил икатным шлаком , т.е . под битым бутылочным с теклом (мы сказали бы теперь , что это б ыл кислый сталеплавательный агрегат ). Нужно было найти замену древесному уг лю : развитие металлургии привело в свое вр емя к тому , что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены . Еще во времена Кромвеля здесь предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле , которым богата Англия , а потом и на каменноугольном коксе . В конечн ом счете двести лет тому назад была с оздана , как мы говорим теперь , коксовая до менная металлургия . Появление доменной печи и бессемеровского конвертера , которым о з наменовалась новая эра в черной метал лургии , одновременно означало и конец тысячел етней эпохи “чистой” стали и начало новог о периода – “грязной” стали . Доменные печ и существуют и сегодня , а последние в нашей стране бессемеровские конвертеры Днепровск ого м е таллургического завода им . Д зержинского потушены – в 1983 г .! На их м есто пришли современные конвертеры с комбинир ованной продувкой – сверху и снизу . Древн ие металлурги действительно умели делать из булатной стали мечи , превосходные латы и кольчуги . Они “ в ыжали” все , чт о можно было , из углеродистой стали , т.е . из сплавов железо – углерод . Но им и в мечтах не могло представиться , что сделает человек из железа , если он вв едет в него помимо (а то и вместо !) углерода различные легирующие примеси . Легировани е ж е леза открыло новую эру в металлургии , а значит , и в сфере потре бления ее продукции. Все эти удивительные изобретения были сделаны почти столетие назад . Они не ут ратили своего выдающегося значения в наши дни , не утратят и в обозримом будущем. Нам остается лишь преклоняться перед древними мастерам и , отнюдь не владевшими теорией металлургичес ких процессов , но умевшими тысячу лет тому назад ковать мечи из непревзойденной и сегодня булатной (дамасской ) стали , готовить латы и шлемы , удивительной вязки стальные к ольчуги . В XVI – XVII вв . на Руси создаются первые железо делательные заводы . Они строятся вблизи стари нных русских городов – Тулы , Каширы , Серп ухова , в Новгородском крае и других района х страны . Уже к концу XVII в . их суммарная произв одительность достигает 150 тыс . пудов . В нач але XVIII в . о течественная металлургия развивается еще более быстрыми темпами . Это была славная эпоха Петра I , кот орой отлично понимал , что для решения пост авленных им задач – укрепить Русское гос ударство , завоевать выходы к морям , “п рорубить окно в Европу” - потребуется немало металла , чтобы обеспечить сооружение кораблей и производство вооружения . Однако разведанны х рудных запасов и лесных ресурсов Центра России было явно недостаточно . Нужно было создать новую металлургическую базу с траны . Ею явился Урал , с его богате йшими запасами высококачественной железной руды и древесноугольного топлива. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллург ическим районом России . Туда направляются спе циалисты с тульских и других старых завод ов ; при влекаются опытные заграничные маст ера . Один за другим на Урале возникают крупные по тому времени железоделательные заводы – Каменский , Невьянский , Уктусский , Ала паевский и др . Одновременно продолжается расш ирение и строительство предприятий в централь ной ч асти страны , близ Москвы , Ли пецка , Воронежа , в северо – западных райо нах . Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота . Достаточно сказать , что тол ько один первенец уральской металлургии – Каменский завод с 1702 по 1709 г . вып устил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс . пудов снарядов к ним . Они помогли русск ому народу одержать победу в решающем сра жении со шведами под Полтавой. В петровскую эпоху выдвинулось немало талантливых людей , поставивших своей це лью изучить природные богатства русской земли , создать рудники , построить заводы , укрепить экономическое могущество Родины. Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром . Выплавка чугуна и производ ство железа росли в первой четверти XVIII в . стреми тельными темпами . По данным акад . С.Г . Струмилина , металлургическая промышленность России произвела в 1725 г . 1165 тыс . пудов чугуна , т.е . свыше 19 тыс . т . Производительность английских заводов не превышало в это время 17 ты с . т 3 . Таким обр азом , за четверт ь века производство че рных металлов в России увеличилось почти в восемь раз . В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире , оставив позади себя Англию , Францию , Германию и другие страны. Русский металл отличался высоким к ачеством . Это не удивительно . Ведь на Урал е он выплавлялся из прекрасной руды – магнитного железняка , на чистом древесном у гле , опытными металлургами . Вместе с тем о н приобретал все большую популярность на мировом рынке . В 1716 г . наиболее индустриальная страна того времени – Англия ввезла первую партию русского железа – 2200 пудов . 16 лет спустя эта цифра увеличилась почти в 100 раз , а через несколько десятил етий более трети применяемых в Англии чер ных металлов имели клеймо русских заводов . Россия стала о сновным поставщиком металла для Англии , вступившей в это вр емя на путь создания крупной машинной инд устрии . “Без импортного железа , - указывает акад . С.Г . Струмилин , - промышленный переворот в Англии задержался бы , несомненно , на целые десятки лет” . Конеч н о , оживленный заграничный спрос на русское железо и рас ширение отечественной промышленности , прежде всег о оружейной , стимулировали дальнейшее развитие русской металлургии. В результате увеличения производства ме таллов уже в первой половине XVIII в . начали складываться предпосылки для разработки научны х основ металлургии , вся препятствующая истор ия которой начиная с глубокой древности н е выходила за пределы эмпиризма . Она “была цепью непрерывных практических исканий новых способов получения металлов , перед е ла их и производства специальных спла вов” . Древние и средневековые мастера хорошо знали приемы получения и обработки желез а , передаваемые из поколения в поколение . Часто эти приемы и накопленный опыт были достоянием отдельных семей или небольших групп мас т еров и хранились в тайне. Все большая потребность в металлах , необходимость получать для изготовления различны х изделий сплавы с разными свойствами зас тавили многих представителей науки XVIII в ., прежде все го физиков и химиков , заняться разработкой теорет ических основ металлургических проце ссов , постараться выяснить зависимость свойств металла от его состава , методов получения и характера обработки. Зачинателем науки о металлах на Руси по праву считается наш великий соотечест венник Михаил Васильевич Ломон осов . Это был замечательный ученый , один из образован нейших людей своего времени , человек большого , многогранного таланта . Он многое сделал для выяснения сущес тва геологических процессов , для изыскания сп особов рациональной промышленной разработки поле зн ых ископаемых . Ломоносов впервые создал стройную , подлинно научную теорию металлурги ческого производства , сыгравшую огромную роль в развитии горнозаводской промышленности. Металлургическая техника России в конце XVIII в . не уступала западноевропейской , а во многом даже превосходила ее . Уральские доменные печи , например , считались в то время крупн ейшими в мире . Их высота доходила до 13 м , т.е . была почти предельной для печи , работавшей на древесном угле . Наибольший диам етр такой печи (в распаре ) составлял п очти 4 м , а ее недельная выработка достигала 200 – 300 т . Такая высокая производитель ность по свидетельству видного немецкого исто рика металлургии Л.Бека , была недостижимой тог да для самых больших английских домен , раб отавших на коксе. Размеры и производи тельность доменн ых печей того времени больше всего зависе ли от количества и давления воздуха , нагне таемого в печи . Русские изобретатели XVIII в . успешно ра ботали над совершенствованием воздуходувных устр ойств доменных печей . В 1743 г . крепостной мас тер ура льских заводчиков Демидовых Григор ий Махотин предложил вдувать воздух в дом енную печь не через одну , а через две фурмы . Это мероприятие улучшило работу пе чи и ускорило процесс плавки. Однако этого было мало . Крупные доме нные печи требовали большего давлен ия вдуваемого в них воздуха . Эту задачу ус пешно решил выдающийся русский теплотехник и изобретатель Иван Иванович Ползунов (1728 - 1766). В 1765 г ., за три года до английского изобрета теля Смитона , он сконструировал цилиндрическую воздуходувку , заменив ею малопроизводит ельные меха ящичного типа . Ползунов предложил также оригинальную конструкцию воздушного ак кумулятора , названного им “воздушным ларем” . Э то был большой деревянный ящик , связанный трубами с несколькими воздуходувками , обеспечиваю щими печи возд у хом . По другим трубам воздушное дутье подавалась в домну . “Воздушный ларь” , подобно резиновой груше п ульверизатора , обеспечивал равномерное и непрерыв ное поступление воздуха в печь. Во второй половине XVIII в . в России выдвинулос ь немало талантливых орга низаторов и умелых руководителей горнозаводского дела , людей просвещенных , хорошо понимавших интересы и потребности развивающейся промышленности . Одним из них был Аникита Сергеевич Ярцов (1737 - 1819). Аникита Ярцов известен и как историк горнозаводского дела в России . В на чале XIX в . он завершил работу над капитальным трудом “Российская горная история” . Итак , XVIII в . вошел в историю нашей Родины как век большого подъема горнометаллургической промышленности . В XVIII в . были заложены основы науки о метал ле , созданы первые технические ш колы – начальные , средние и высшие – для подготовки квалифицированных кадров горноз аводского дела. Заключение Как только не называют наше время – космической эрой , веком кибернетик и и автоматики , эпохой генной инженерии и а томной техники… Каждое из этих определений верно , но не всеобъемлюще . Более точно звучит “ж елезный век” . И на самом деле : без желе за нет авиации и космонавтики , нет киберне тики и автоматики , нет генной инженерии и атомной техники. Железо – это основа всей совр еменной земной цивилизации . Нет сомнений , что в начале третьего тысячелетия нашей эры , железо останется основным конструкционным м атериалом , из которого строят машины и мех анизмы , мосты и суда , приборы и инструмент ы. Литература 1. А.С . Федоров . « Тв орцы науки о металле» , М .: Наука , 1968. 224с. 2. Б.И . Медовар . «Металлурги я вчера , сегодня и завтра» , Киев наукова думка 1986 г . – 132с. 3. С.Г . Струмилин «История черной металлургии в СССР» , т . I М .:, 1954, 184с.

© Рефератбанк, 2002 - 2017