Периоды истории человечества и металлургия

Металлургическое производство - процесс извлечения (экстракция) металлов из руд, берет свое начало в эпоху «неолитической революции» (10–6 тыс. лет до н.э.), когда человечеством была освоена технология термической обработки изделий. Первыми такими изделиями были керамические, а первым термическим агрегатом – костер без принудительного дутья, обеспечивающий температуры 600–700 °С. С этого момента начинается постепенный рост температурного потенциала цивилизации, т.е. температурного уровня термообработки изделий и извлечения металлов из руд.

Периоды истории человечества принято осуществлять на основе достижения цивилизацией определенного материального уровня развития, т.е. орудий труда и используемых для их изготовления материалов.

Человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа – первый шаг по пути отказа от бронзы. С этого начался переход от бронзового века к железному. Археологические раскопки древних поселений в центральной части России, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что люди уже 2, 5 – 3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.

Общепринятая в настоящее время естественно-историческая периодизация была предложена датским коммерсантом Христианом Юргенсом Томсеном в 1816 г.

Начало металлургического производства, связанного с освоением выплавки меди в специально устраиваемом для этого агрегате «волчьей яме» хронологически соответствует появлению письменности, т.е. началу общения между людьми посредством абстрактных символов.

Появление колесных повозок непосредственно следует за освоением производства первых мышьяковых бронз.

Патриархат явился прямым следствием развития производительных сил, что выразилось в освоении производства изделий из бронзы и перехода от медно-каменного века к бронзовому.

Структура общественно-экономических отношений, основанная на денежном обращении, сложилась в привычном для нас виде в начале железного века, когда железо стало основным металлом цивилизации.

Таким можно сказать, что история человеческой цивилизации в последние 10–12 тыс. лет определяется развитием металлургии.

Начиная с 1735 г. непрерывно совершенствуется конструкция доменной печи и технология выплавки чугуна.

В ХIХ в. были изобретены эффективные способы передела чугуна в сталь, и процесс получения стали из руды сделался двухстадийным.

Производство стали из чугуна вели:

- в окислительных кричных горнах;

- затем в пудлинговых печах (Г. Корт, 1784 г.);

- мартеновских печах (Эмиль и Пьер Мартены, 1864 г.);

- конвертерах (Г. Бессемер, 1856 г. и С. Дж. Томас, 1878 г.),

- кислородных конвертерах.

Доменная печь явилась плодом коллективного труда многих поколений металлургов, осуществивших постепенный многовековой переход от примитивных сыродутных горнов к домницам и к доменным печам. Последующая история доменного производства представляет непрерывную цепь открытий и изобретений. Наиболее важные из них следующие.

1802 г. - создание водоохлаждаемых воздушных фурм связано с именем Конди (завод «Кальдер», Шотландия).

1828 г. - нагрев дутья перед подачей в печь был предложен Нельсоном (завод «Клайд», Шотландия).

1857 г. использование для нагрева дутья регенеративных кирпичных воздухонагревателей Э. Каупера.

1832 г. - первые опыты использования доменного газа в качестве топлива на металлургических заводах были проведены французом Фабер дю Фором;

1889 г. на заводе «Серен» (Бельгия) была пущена доменная газовоздуходувная машина.

1825 г. Нельсон (Шотландия) предложил метод работы на осушенном от водяных паров дутье, осуществленный впоследствии в 1890 г. Фрайером (США) и в 1904 г. Гейли (США).

1830 г. - предложение немецкого химика Штромейера о вдувании в доменную печь паровоздушного дутья.

1850 г. - загрузка шихты в печь с помощью засыпного аппарата Парри, применяемого и в настоящее время.

1871 и 1876 гг. Г. Бессемер запатентовал вдувание в печь воздушного дутья, обогащенного кислородом, и на метод работы с высоким давлением газов в рабочем пространстве доменной печи.

1926 г. - патент Гескампа вдувание угольной пыли в доменную печь через фурмы вместе с воздушным дутьем.

1938 г. - вдувание природного газа, мазута и нефти в фурмы было предложено Барнетом.

1907 - внедрение распределительного аппарата Мак-Ки.

1950 г. советские инженеры А.П. Любимов и Е.Н. Тихомиров предложили первый в мире засыпной лотковый аппарат.

1972 г. французская фирма «Поль Вюрт» усовершенствовала эту конструкцию, меняя угол наклона лотка.

1884 г. Кеннеди и в 1887 г. Гейли предложили конструкцию водоохлаждаемых холодильников кладки доменный печи;

1958 г. – изобретение системы испарительного охлаждения доменных печей советскими инженерами А.М. Андоньевым и Е.Е. Крушелем

Значительный вклад в развитие теории доменного производста и совершенствование технологии выплавки чугуна внесли французский инженер Луи Грюнер, шведский инженер Р. Оккерманом, акад. М.А. Павлова, А.Н. Похвисневым, А.Н. Рамм, Б.И. Китаев.