Металургія у XIV – XVIII ст.

Министерство освіти Російської Федерации ВлГУ Кафедра хімії.

Реферат з історії химии:

«Развитие металургії в XIV — XVIII вв.».

Выполнил: ст. грн. ХП — 200.

Рєпін П.И.

Руководитель: Діденко С.В.

Владимир 2000 год Введение Черная металургія — основа економічного і оборонної могутності держави. У наші плани, зокрема і перспективу, розвитку цієї вирішальної галузі народного господарства виділяється належне. Метали є вірними друзями і надійними помічниками людини. Сучасне життя без них неможливо навіть представить.

Тысячи років тому вони люди навчилися користуватися металами і вміння добувати їх із природних сполук. Майже три чверті менделєєвської таблиці хімічних елементів, із яких побудовані все існуюче у Всесвіті, становлять метали. Десятки їх широко застосовують у техніки і побуті. Інші з кожним роком усе глибше проникають у практику. Ще популярнішими отримали сплави, які з кількох металів і неметалічних елементів. Зазвичай, такі сплави мають властивостями, переважаючими властивості чистих металлов.

Великий шлях пройшла вітчизняна металургія. Це шлях праці та невтомних пошуків учених — металургів, інженерів, техніків та скорочення робочих. Праці російських учених — металургів з’явилися гідним внеском як і науку, і у практику металургійного виробництва. Саме Росії вперше зародилася і зажадав від десятиліття до десятиліття успішно розвивалася наука про металі, склалася прославлена школа учених — металургів, традиції якої передавалися від однієї генерації вчених до другому.

Археологи стверджують, що людина навчився отримувати залізо невідь-скільки років. Застосування метеоритного заліза — перший крок було шляхом відмовитися від бронзи. З цієї почався перехід від бронзової доби до залізній. Бронза, як відомо, зберігається у землі, точніше — у її культурному шарі, тисячоліття. Залізо, навпаки, досить швидко повертається у первозданне стан — іржавіння перетворює його знову у свого роду руду, тобто. в сполуки заліза з киснем. Тоді ж можна говорити про застосування заліза в незапам’ятні часи? Підставою при цьому служать залишки, як кажуть, металургійного устаткування, яким користувалися древні, відходи древнього «металургійного виробництва» як шлаку, невикористане сировину у вигляді вугілля й т.д. Виробництво заліза біля нашої країни був у доісторичні часи. Археологічні розкопки древніх поселень у частині СРСР, на Уралі, Україні, у Білорусі, Закавказзя та у низці інших ра-йонів показують, що діти наші далекі предки вже 2,5 — 3 тисячоліття тому вміли отримувати залізо з руд і виготовляти потім із нього зброю, знаряддя праці і предмети домашнього обихода.

Конечно, рівень майстерності древнього сталеделателя спочатку була дуже високий, а костровая металургія давала не залізо, а, скоріш, тендітний чавун. Пізніше чавун стали нагрівати в горнилі разом із шматком залізної руди, що дозволило перетворити ця тендітна чавун в ковкий метал — в сталь, цілком придатну виготовлення потрібних людині предметів побуту, знарядь полювання, війни. Костровая металургія змінилася горновий.

Багато століть існував сыродутный спосіб отримання заліза. Залізна руда нагрівалася в невеликих горнах — ямах, викопаних у землі і викладених обпаленої глиною. Надалі з’явилися б і наземні печі - домницы. Як паливо використовувався деревне вугілля. При нагріванні відбувалося відновлення заліза з його окислів з допомогою вуглецю палива. На дні горна утворювалася цвіт — розпечений кому заліза, структурою нагадує губку. Його проковывали під молотом для ущільнення і витискування шлаков.

Производительность таких сыродутных сурм була незначною. Вага залізного кулі - крицы рідко перевищував 20 — 25 кг. Поява у середині XIV в. доменних печей відкрило змогу значного збільшення випуску металу. Демидовська металургія знала кричное залізо, домницы, і потім домни, ливарний чавун, прокатне виробництво. Наприкінці XVIII в. англійці вирвалися вперед: з’явилася тигельна плавка стали. Нова технологія передбачала ведення процесу під силікатним шлаком, тобто. під битим пляшковим склом (ми сказали тепер, що це був кислий сталеплавательный агрегат).

Нужно було знайти заміну деревному вугіллю: розвиток металургії привело свого часу до того що, що у Англії й Ірландії лісу були знищені. Ще за часів Кромвеля тут були спроби виплавляти доменний чавун спочатку на кам’яному вугіллі, яким багата Англія, і потім і кам’яновугільному коксі. У кінцевому підсумку років тому було створено, як говоримо тепер, коксова доменна металургія. Поява доменної печі і бессемеровского конвертера, яким ознаменувалася нова ера у чорній металургії, одночасно означало і кінець тисячолітньої епохи «чистої» сталі та початок нового періоду — «брудної» стали. Доменні печі є і сьогодні, що нашій країні бессемеровские конвертери Дніпровського металургійного заводу їм. Дзержинського погашені - 1983;го р. На місце прийшли сучасні конвертери з комбінованої продувкой — зверху і знизу. Давні металурги справді вміли робити з булатной стали мечі, чудові лати і кольчуги. Вони «вичавили» усе, що можна було, з вуглецевої сталі, тобто. з сплавів залізо — вуглець. Але й мрійливо були представитися, що зробить людина з заліза, коли він запровадить у нього крім (або навіть замість!) вуглецю різні легирующие домішки. Легування заліза відкрило нову еру в металургії, отже, у сфері споживання її продукции.

Все ці дивовижні винаходи було зроблено майже століття тому. Не втратили свого видатного значення наші дні, не втратять й у доступному для огляду будущем.

Нам залишається тільки схилятися перед древніми майстрами, зовсім на які володіли теорією металургійних процесів, але які вміли тисячу років тому кувати мечі з неперевершеною і сьогодні булатной (дамаської) стали, готувати лати і шоломи, дивовижною в’язки сталеві кольчуги. У XVI — XVII ст. на Русі створюються перші железоделательные заводи. Вони будуються поблизу стародавніх російських міст — Тули, Кашири, Серпухову, в Новгородському краї та інших районах країни. Вже до кінця XVII в. їх сумарна продуктивність сягає 150 тис. пудів. На початку XVIII в. вітчизняна металургія розвивається більш швидкими темпами. Це була славна епоха Петра I, якої чудово розумів, що розв’язання поставлених їм завдань — зміцнити Російське держава, завоювати виходи до морях, «прорубати вікно до Європи» — потрібно буде чимало металу, щоб забезпечити спорудження кораблів і виробництво озброєння. Проте розвіданих рудних запасів і лісових ресурсів Центру Росії вочевидь не досить. Потрібно було створити нову металургійну базу країни. Нею з’явився Урал, з його багатющими запасами високоякісної залізної руди і древесноугольного топлива.

При Петра I Урал стає провідним горнометаллургическим районом Росії. Туди направляються фахівці з тульських та інших старих заводів; залучаються досвідчені закордонні майстра. Один одним на Уралі виникають великі на той час железоделательные заводи — Каменський, Невьянский, Уктусский, Алапаївський та інших. Одночасно триває розширення й будівництво підприємств у центральній частині країни, біля Москви, Липецька, Воронежа, в северо — західних районах. Ці заводи згодом зіграли більшу роль матеріальне забезпечення російської армії й флоту. Варто сказати, лише одна первісток уральської металургії - Каменський завод з 1702 по 1709 р. випустив 854 артилерійських гармати й понад 27 тис. пудів снарядів до них. Вони допомогли російському народу перемогти в вирішальному бої шведам під Полтавой.

У пєтровскую епоху висунулося чимало талановитих людей, поставили за мету вивчити природні багатства російської землі, створити рудники, побудувати заводи, зміцнити економічну могутність Родины.

Зусилля металургів петровській епохи не були марними. Виплавка чавуну і виробництво заліза росли У першій чверті XVIII в. навальними темпами. За даними акад. С.Г. Струміліна, металургійна промисловість Росії справило в 1725 р. 1165 тис. пудів чавуну, тобто. понад 19 тис. т. Продуктивність англійських заводів не перевищувало тим часом 17 тис. т3. Отже, за століття виробництво чорних металів у Росії збільшилася майже увосьмеро. У сфері чорної металургії Україна вийшла цей час перше місце світі, залишивши позаду Англію, Францію, Німеччину зі інші страны.

Російський метал вирізнявся високим якістю. Не дивно. Адже Уралі він выплавлялся з чудової ідеї руди — магнітного залізняку, чистою деревному вугіллі, досвідченими металургами. Разом із тим він набував дедалі більшу популярність на світовому ринку. У 1716 р. найбільш індустріальна країна на той час — Англія ввезла першу партію російського заліза — 2200 пудів. 16 років через цю цифру збільшилася майже 100 раз, а ще через кілька десятиріч більш як третина що застосовуються у Англії чорних металів мали тавро російських заводів. Росія став основним постачальником металу для Англії, вступила у цей час на шлях творення великої машинної індустрії. «Без імпортного заліза, — вказує акад. С. Г. Струмилин, — промисловий переворот в Англії затримався б, безсумнівно, на цілі десятки років». Звісно, оживлений закордонний попит на російське залізо і розширення вітчизняної промисловості, передусім збройової, стимулювали розвиток російської металлургии.

Внаслідок збільшення виробництва металів вже у першій половині XVIII в. почали складатися передумови і розробити наукових основ металургії, вся перешкоджає історія якої починаючи з глибокої давнини виходила в світ межі эмпиризма. Вона «була ланцюгом безперервних практичних пошуків нових засобів отримання металів, переділу їх і виробництва спеціальних сплавів». Давні і середньовічні майстра добре знали прийоми отримання й опрацювання заліза, передані з покоління до покоління. Часто ці прийоми та нагромаджений досвід були надбанням окремих родин чи невеликих груп майстрів і зберігалися в тайне.

Усі велика потреба у металах, необхідність отримувати виготовлення різних виробів сплави з різними властивостями змусили багатьох представників науки XVIII в., колись всього фізиків і хіміків, зайнятися розробкою теоретичних основ металургійних процесів, постаратися з’ясувати залежність властивостей металу від її складу, методів отримання й характеру обработки.

Зачинателем науки про металах на Русі з права вважається наше велике співвітчизник Михайло Васильович Ломоносов. Це чудовий учений, одне із образованнейших людей свого часу, людина великої, багатогранного таланту.

Він доклав зусиль для з’ясування істоти геологічних процесів, для пошуки способів раціональної промислової розробки копалин. Ломоносов вперше створив струнку, справді наукову теорію металургійного виробництва, зіграла величезну роль розвитку гірничозаводської промышленности.

Металургійна техніка Росії наприкінці XVIII в. не поступалася західноєвропейської, тоді як у що свідчить навіть перевершувала її. Уральські доменні печі, наприклад, вважалися тоді найбільшими у світі. Їх висота сягала 13 м, тобто. становила майже граничною для печі, працювала на деревному вугіллі. Найбільший діаметр такий печі (в распаре) становив майже 4 м, та її тижнева вироблення досягала 200 — 300 т. Така висока продуктивність по свідоцтву відомого німецького історика металургії Л. Бека, була недосяжною для найбільших англійських домен, які працювали коксе.

Розміри і продуктивність доменних печей на той час найбільше від кількості і тиску повітря, нагнетаемого в печі. Росіяни винахідники XVIII в. успішно працювали над удосконаленням воздуходувных пристроїв доменних печей. У 1743 р. фортечної майстер уральських заводчиків Демидовых Григорій Махотин запропонував вдуйте повітря в доменну піч не через одну, а ще через дві фурмы. Цей захід поліпшило роботу печі і прискорило процес плавки.

Однак було мало. Великі доменні печі вимагали більшого тиску вдуваемого в них повітря. Це завдання успішно вирішив видатний російський теплотехнік і винахідник Іване Івановичу Повзунів (1728 — 1766). У 1765 р., протягом трьох років до англійського винахідника Смитона, він сконструював циліндричну повітродувку, замінивши нею малопродуктивні хутра скринькового типу. Повзунів запропонував також оригінальну конструкцію повітряного акумулятора, названого їм «повітряним ларем». Це великий дерев’яний ящик, пов’язаний трубами з кількома воздуходувками, забезпечують печі повітрям. В інших трубах повітряний дуття подавалася в домну. «Повітряний ящик», подібно гумової груші пульверизатора, забезпечував рівномірний і безупинне надходження повітря на печь.

У другій половині XVIII в. у Росії висунулося чимало талановитих організаторів і умілих керівників гірничозаводського справи, людей освічених, добре розуміли інтереси й потреби що розвивається промисловості. Однією з яких був Аникита Сергійович Ярцов (1737 — 1819).

Аникита Ярцов відомий як історик гірничозаводського справи в самісінький Росії. На початку в XIX ст. він завершив роботу над капітальним працею «Російська гірська історія».

Отже, XVIII в. ввійшов у історію нашої Батьківщини як століття великого підйому горнометаллургической промисловості. У XVIII в. було закладено основи науки про металі, створено перші технічні школи — початкові, середні та вищі - на підготовку кваліфікованих кадрів гірничозаводського дела.

Заключение

Как тільки називають час — космічної ерою, століттям кібернетики і автоматики, епохою генної інженерії і атомної техники…

Каждое з цих визначень вірно, але з всеосяжно. Більше точно звучить «залізний століття». І насправді: без заліза немає авіації і космонавтики, немає кібернетики і автоматики, немає генної інженерії і атомної техники.

Залізо — це основа всім сучасним земної цивілізації. Поза сумнівом, що спочатку третього тисячоліття нашої ери, залізо залишиться основним конструкційним матеріалом, з яких будують машини та механізми, мости та суду, прилади й инструменты.

1. О. С. Федоров. «Творці науки про металі», М.: Наука, 1968. 224с.

2. Б.І. Медовар. «Металургія вчора, сьогодні й завтра», Київ наукова думка 1986 р. — 132с.

3. С. Г. Струмилин «Історія чорної металургії у СРСР», т. I М., 1954, 184с.