Temir devoridan elektr aravalar uchun tarixni o'rganing
Ammo keyingi bir necha ming yil mobaynida ishlab chiqarilgan temirning sifati ishlab chiqarish usullari bo'yicha mavjud javharga bog'liqdir.
XVII asrga kelib, temirning xossalari yaxshi tushunilgan, ammo Evropada shaharlararo obro'-e'tibor yanada kattaroq tizimli metallni talab qilgan.
XIX asrga kelib, temir yo'llarni kengaytirish orqali iste'mol qilinadigan temir miqdori metallurglarni temirning qattiqqo'lligi va samarasiz ishlab chiqarish jarayonlarini yechish uchun moddiy rag'batlantirib qo'ydi.
Shubhasiz, po'lat tarixidagi asosiy yutuq 1856 yili Genri Bessemer temirning uglerod tarkibini kamaytirish uchun kisloroddan foydalanishning samarali usulini ishlab chiqqanida paydo bo'ldi: zamonaviy po'lat sanoati tug'ildi.
Temir davri
Juda yuqori haroratda temir metalning erishi nuqtasini kamaytiradigan uglerodni ugitishni boshlaydi, bu esa quyma temirga (2,5 dan 4,5 foizgacha uglerod) olib keladi. Birinchi oltinchi asrda xitoyliklar tomonidan ishlatiladigan, lekin o'rta asrlarda Evropada keng qo'llaniladigan yuqori o'choqli pechlarning rivojlanishi quyma temir ishlab chiqarishni ko'paytirdi.
Po'lat dazmol yuqori temperaturali o'choqlardan temir eritiladi va asosiy kanalda va qo'shni plyonkalarda sovutiladi. Katta, markaziy va unga yaqinroq bo'lgan kichikroq külçeler bir ekilgan sigir va emizadigan qo'zichoqlarga o'xshardi.
Chang dazmol kuchli, ammo uning uglerod tarkibiga bog'liqligi sababli qattiqqo'llikdan aziyat chekadi, bu ishni qilish va shakllantirish uchun idealdir. Metallurgchilar temirning yuqori uglerodli tarkibi kambag'allik muammosiga e'tibor qaratganligi sababli ular temirni yanada qulayroq qilish uchun uglerod tarkibini kamaytirishning yangi usullarini sinab ko'rishdi.
18-asrning oxiriga kelib, temirchilar temir-po'lat quyqani quyi karbonli tarkibga ega bo'lgan, temir-burunli pechlar yordamida (1784-yilda Genri Kort tomonidan ishlab chiqilgan) quyoshga aylantirilishini o'rgandi. Nonvoyxonalar eritilgan temirni isitadi, bu esa pudralar tomonidan uzunroq , yalang'och shaklli asboblarni ishlatib, kislorodni birlashtirib, sekin-asta uglerodni olib tashlashga imkon beradi.
Uglerod miqdori kamayganligi sababli, temirning erish nuqtasi oshadi, shuning uchun olovda temir massasi aglomeraatlashadi. Ushbu massa silindrsimon yoki relslarga joylashtirilgunga qadar puddler tomonidan bir bolg'acha bolg'asi bilan olib tashlanadi va ishlaydi. 1860-yilga kelib, Buyuk Britaniyada 3000 dan ortiq puddingli pechlar mavjud edi, ammo bu jarayon o'z mehnat va yoqilg'i zichligi bilan to'sqinlik qildi.
17-asrda Germaniyada va Angliyada ishlab chiqarish boshlangan po'lat va blister po'latning eng qadimgi shakllaridan biri eritilgan po'lat temirida uglerod tarkibini sementatsiya deb ataladigan jarayon yordamida ko'paytirish orqali ishlab chiqarilgan. Ushbu jarayonda temir qoziqlar barmoqli toshlar bilan tosh qutilarda qatlamlangan va isitiladi.
Taxminan bir hafta o'tgach, temir karbonli ko'mirni o'zlashtiradi. Qayta isitish uglerodni teng ravishda taqsimlaydi va natijada, sovutishdan so'ng, blister po'latdir. Oliy uglerod tarkibi temir po'latdan porloq po'latdan ishlangan bo'lib, uni presslash yoki o'rashga imkon beradi.
1740-yillarda ingliz soat ishlab chiqaruvchisi Benjamin Huntsman o'zining soat manbaalari uchun yuqori sifatli po'latni ishlab chiqarishga harakat qilganda po'latdan yasalgan po'latdan ishlov berish metallni loy qoshiqlarda eritishi mumkinligini aniqladi va tsementlash jarayonining ortida. Natija po'lat-po'latdan qilingan. Ammo ishlab chiqarish xarajatlaridan kelib chiqqan holda, har ikkala blister va quyma po'latdan ham faqatgina ixtisoslashgan dasturlarda qo'llanilgan.
Natijada, 19-asrning eng katta davrida Angliyani sanayileştiren asosiy temir metal bo'lib, suyuq olovda ishlab chiqarilgan quyma temir.
Bessemer jarayoni va zamonaviy temir ishlab chiqarish
19-asrda Evropa va Amerikada temir yo'llarning o'sishi temir sanoatiga katta bosim ko'rsatdi, bu esa hali samarasiz ishlab chiqarish jarayonlari bilan kurashdi.
Biroq, temir xom ashyo hali ishlab chiqarilmadi va ishlab chiqarish sekin va arzon edi. 1856-yilgacha Genri Bessemer uglerod tarkibini kamaytirish uchun erigan temirga kislorodni kiritish uchun yanada samarali usulni qo'llagan.
Endi Bessemer jarayoni sifatida tanilgan Bessemer, "konvertor" deb nomlangan armut shaklidagi idishni ishlab chiqardi, bu erda temirni eritilgan metalldan kislorodni shishishi mumkin bo'lganida isitish mumkin. Kislorod erigan metalldan o'tib ketganda, u uglerod bilan reaksiyaga kirib, karbonat angidridni chiqarib, yana toza temir ishlab chiqaradi.
Jarayon tez va arzon edi, bir necha daqiqada uglerod va silikonni temirdan olib tashladi, ammo juda muvaffaqiyatli bo'lishdi. Oxirgi mahsulotda juda ko'p uglerod chiqarildi va juda ko'p kislorod qoldi. Bessemer uglerod tarkibini ko'paytirish va istalmagan kislorodni olib tashlash uchun uslub topa olmaguncha investorlarini to'lashga majbur bo'ldi.
Bir vaqtning o'zida, britaniyalik metallurg Robert Mushet speigeleisen sifatida ma'lum bo'lgan temir, uglerod va marganets birikmasini sinovdan o'tkaza boshladi. Marganets eritilgan temirdan oksijeni olib tashlash va speigeleisen ichidagi uglerod miqdori to'g'ri miqdorda qo'shilsa, Bessemer muammosiga yechim beradi. Bessemer, uni konvertatsiya qilish jarayoniga katta muvaffaqiyat bilan qo'shishni boshladi.
Shunga qaramay, bir muammodir. Bessemer fosforni yo'q qilish yo'lini topa olmadi - bu zararli nopoklikdir. Shunday qilib, Shvetsiya va Uelsdan faqat fosforsiz ruda foydalanish mumkin.
1876-yilda Welshman Sidney Gilchrist Tomas Bessemer jarayoniga kimyoviy asosda oqsil-ohaktosh qo'shib, bu eritma bilan chiqdi. Ohaktosh, cho'chqadan temirdan tushgan fosforni shlakga tushirib, istalmagan elementni olib tashlash imkonini berdi.
Ushbu yangilik, nihoyat, dunyoning istalgan nuqtasidan temir javhari temir ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin degan ma'noni anglatadi. Tabiiyki, po'lat ishlab chiqarish xarajatlari sezilarli darajada kamayib ketdi. Jahon po'lat sanoati rivojlanishining yangi po'lat ishlab chiqarish texnikasi natijasida 1867 va 1884 yillar mobaynida po'latdan temir bahosi 80% dan oshdi.
Ochiq eshitish jarayoni
1860-yillarda nemis muhandisi Karl Vilgelm Siemens ochiq ohak jarayonini yaratish orqali po'lat ishlab chiqarishni kengaytirdi. Ochiq o'choqning jarayoni katta sayozli pechlarda po'latdan temir ishlab chiqarildi.
Haddan tashqari uglerod va boshqa begona moddalarni yoqish uchun yuqori haroratni qo'llash orqali jarayon jahlning ostidagi isitilgan g'isht kameralariga asoslangan. Rejeneratif pechlar keyinchalik g'isht kameralarida yuqori haroratni saqlab qolish uchun o'choqdan ishlangan gazlarni ishlatgan.
Bu usul juda katta miqdorda (bir o'choqda 50-100 metrik tonna) ishlab chiqarish imkonini berdi, eritilgan po'latdan davriy sinovdan o'tkazildi, shundan ma'lum xususiyatlarni qondirish va xomashyo sifatida hurda po'latdan foydalanish . Jarayonning o'zi ancha sekin bo'lsa-da, 1900 yilga qadar ochiq ohak jarayoni asosan Bessemer jarayonini o'zgartirgan edi.
Chelik sanoatining tug'ilishi
Po'lat ishlab chiqarishda arzon, yuqori sifatli mahsulotni taqdim etgan inqilob kunning ko'plab tadbirkorlari tomonidan investitsiya imkoniyati sifatida tanildi. XIX asr oxiridagi kapitalistlar, shu jumladan Endryu Karnegi va Charlz Schwab, po'lat sanoati uchun millionlab (millionlab Karnegi misolida) sarmoyalar kiritdilar. Karnegi 1901-yilda tashkil etilgan AQShning Chelik korporatsiyasi 1 milliard dollarga baholangan birinchi korporatsiya edi.
Elektr yassi po'lat ishlab chiqarish
Asrning boshidanoq, po'lat ishlab chiqarish evolyutsiyasiga kuchli ta'sir ko'rsatadigan yana bir rivojlanish yuz berdi. Pol Heroultning elektr ostidagi pechkasi (EAF) plyonkalarni ishlab chiqarish uchun etarli bo'lganidan ortiqroq 3272 ° F (1800 ° S) ga qadar bo'lgan issiqlik va ekzotermik oksidlanishni keltirib chiqaradigan zaryadlangan materialdan elektr tokini o'tkazish uchun mo'ljallangan.
Dastlab maxsus po'lat uchun ishlatiladigan EAFs foydalanishga ulgurgan va Ikkinchi jahon urushi bilan po'lat alyuminiy ishlab chiqarishda ishlatilgan. EAO tegirmonlarini qurish uchun sarflanadigan past investitsiya qiymati ularni AQSHning yirik ishlab chiqaruvchilari - AQSh Steel Corp va Bethlehem Steel kabi, ayniqsa, uglerodli choyshabda yoki uzoq mahsulotlarga raqobatlash imkonini berdi.
EAFs 100% sovuq yoki qora sovuqdan po'lat ishlab chiqarishi mumkinligi sababli, ishlab chiqarish birligiga nisbatan kam energiya talab qilinadi. Asosiy kislorod o'choqlaridan farqli o'laroq, operatsiyalarni to'xtatish va ozgina bog'liq xarajatlar bilan boshlash mumkin. Shu sabablarga ko'ra, EAFlar orqali ishlab chiqarish 50 yildan ortiq muntazam ravishda oshib bormoqda va hozirgi kunda global po'lat ishlab chiqarishning taxminan 33% ni tashkil qiladi.
Kislorodli po'latdan ishlov berish
Jahon po'lat ishlab chiqarishining aksariyati - taxminan 66% - hozir asosiy kislorod zavodlarida ishlab chiqarilmoqda. 1960-yillarda sanoat miqyosida kislorodni azotdan ajratish usulini ishlab chiqish asosiy kislorodli nonvoyxonalarni rivojlantirishga imkon berdi.
Asosiy kislorodli pechlar kislorodni katta miqdorda eritilgan temir va po'latdan po'latga soladi va ochiq datchik usullaridan ko'ra tezroq zaryadlashni bajarishi mumkin. 350 metrik tonna temirga ega bo'lgan katta idishlar temirga bir soatdan kamroq vaqt ichida konvertatsiya qilishni yakunlashi mumkin.
Kislorodli po'lat ishlab chiqarishning iqtisodiy samaradorligi ochiq-oydin fabrikalarni raqobatbardosh bo'lmagan holga keltirdi va 1960-yillarda kislorodli po'lat ishlab chiqarishni boshlaganidan so'ng, ochiq osilgan operatsiyalar yopildi. AQShda so'nggi ochilgan svetofor, 1992 yilda va 2001 yilda Xitoyda yopildi.
Manbalar:
Spoerl, Jozef S. Temir va po'lat ishlab chiqarishning qisqacha tarixi. Sankt-Anselm kolleji.
Jahon Chelik Jamiyati. www.steeluniversity.org
Ko'cha, Artur. Aleksandr, WO 1944. Inson xizmatidagi metallar . 11-nashr (1998).