ОБРАБОТКА МЕТАЛЛА НА ВЕКАХ
За тысячи лет человечество росло и развивалось во многих отношениях. Одним из примечательных достижений является наше развитое понимание и использование обработки металлов от древних цивилизаций до современного общества. Переход от сжигания железной руды в мартеновском горне к переработке стали и использованию электрических печей является огромным. Купить металлопрокат по хорошей цене m-invest.ru
Если вам интересно, как мы достигли того, что имеем сегодня в области обработки металлов, читайте дальше.
ИСТОРИЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА
Начало производства железа насчитывает много столетий. Первое зарегистрированное использование железа было в 1800 году до нашей эры народом, известным как халибы. Халибы хотели создать не имеющее аналогов оружие. В то время в основном использовалась бронза, но она не была идеальной, поскольку была мягче железа. Поэтому халибы клали железную руду в очаг, забивали ее, а затем неоднократно поджигали. Этот метод обработки металлической руды позволил создать кованое железо, предшественник современной стали.
В 500 г. до н.э. китайцы разработали другой метод. Железо выплавляли в высоких печах на дровах, а полученную жидкость разливали в формы. Это один из первых экземпляров чугуна, еще один предшественник современной стали.
Индийские мастера по производству железа в 400 г. до н. э. изобрели метод выплавки, который позволил создать идеальное сочетание углерода и железа для производства стали. Они использовали тигли. Тигли представляли собой небольшие глиняные чашечки, в которые можно было положить железную руду и древесный уголь, затем тигель обжигали в печи, и как только он остывал, получался слиток чистой стали. Однако этот метод не получил распространения в других странах, и поэтому секреты стали остались неизвестными для большей части мира.
Крупный прогресс произошел столетия спустя в современной Германии. Доменная печь. Доменная печь была похожа на метод, используемый китайцами, за исключением большего масштаба. Эта доменная печь была способна производить огромное количество железа.
Это нововведение было невероятно популярным, однако для выплавки железа требовалось много древесины. Пока британский производитель чугунных горшков по имени Абрахам Дарби не сделал открытия.
Дарби поняла, что, обжигая уголь, а затем используя его для выплавки железа, уголь удерживает тепло гораздо дольше, что позволяет получать более тонкое железо, которое можно использовать для изготовления более точных изделий, таких как формы для оружия. Однако этот метод еще не был до конца усовершенствован.
Затем, примерно в 1740 году, на сцену вышел британский часовщик по имени Бенджамин Хантсман. Хантсман начал экспериментировать с производством железа, потому что обнаружил, что производимое в настоящее время железо слишком различается для изготовления часовых пружин. Этот эксперимент привел его к открытию, подобному открытию древнеиндийского тигля. Двумя ключевыми отличиями являются использование обожженных углей в качестве источника тепла и вместо объединения топлива и руды в тигле он нагревал смесь над углями. Результаты потрясли мир. Хантсман создал сталь, какой мы ее знаем сегодня.
Доменная печь
Доменная печь
НАЧАЛО СТАЛЬНОЙ ЭРЫ
Генри Бессемер, известный британский изобретатель 1850-х годов, признал, что самой большой проблемой в производстве стали были затраты. Поэтому он разработал новый метод производства стали, названный бессемеровским конвертером. Конвертер имел яйцеобразную форму, изнутри облицован глиной, а снаружи покрыт сталью. Конвертер взрывал расплавленные соединения железа горячим кислородом струями воздуха. Углерод в соединении железа связывается с кислородом, образуя чистое железо. Все, что им тогда нужно было сделать, это добавить в железо соединения углерода, и в результате получилась идеальная сталь. Единственная проблема заключалась в том, что сталь была слишком хрупкой.
Бессемеровский конвертер
Затем появился Сидни Гилкрист Томас из Британии. Путем экспериментов он понял, что в сталь необходимо добавлять фосфор, чтобы она не была такой хрупкой. Чтобы решить эту проблему, он заменил глиняную футеровку в конвертере Бессемера известняковой. Эта небольшая корректировка стала серебряной пулей, которая позволила конвертеру производить во много раз больше стали, чем когда-либо прежде.
Производство стали впервые достигло Америки в начале 1800-х годов, но его производительность и популярность не росли до тех пор, пока Эндрю Карнеги не начал производить сталь с использованием бессемеровского конвертера. Сталелитейная промышленность в США быстро бурно развивалась, и вскоре Америка стала мировым лидером по производству стали.
Вернувшись в Европу, немецкий ученый по имени Уильям Сименс разработал печь, которая могла перерабатывать горячий воздух, вырабатываемый печью, чтобы дольше поддерживать его пиковую температуру. Идее Siemens потребовалось два десятилетия, чтобы набрать обороты. В 1860-х годах французский инженер Пьер-Эмиль Мартен перенял конструкцию печи Сименса и построил ее в большем масштабе. Он обнаружил, что более длительная пиковая температура дает металлургам больше времени для добавления точного количества углерода в железо для производства стали. Это также позволило переплавлять стальной лом. Этот дизайн стал известен как процесс Сименса-Мартина.
В 20 веке швейцарский инженер Роберт Дюррер еще больше модифицировал процесс Сименса-Мартина. Он обнаружил это, взорвав