Роль заліза в історії людської цивілізації переоцінити дуже важко. Саме воно дало можливість людям протистояти навколишньому світу, послужило основою всього, що було створено в подальшому. Звичайно, першою була бронза, але вона через свого досить вузького поширення стала як би матеріалом для обраних, які мають допуском до джерела сировини. Тоді як залізо завдяки наявності практично в будь-якому місці застосовувалося всіма, при цьому перевершуючи своїми можливостями бронзу. Джерелом металу є широко розповсюджені мінерали. Але шлях від них до готових виробів дуже довгий, тому резонно поцікавитися, як і що роблять з залізної руди.
Зміст статті
- Кілька слів про руду
- Що отримують з залізної руди?
- Про різновиди заліза
- Сиродутний спосіб отримання заліза
- Чавун і його переділ
Кілька слів про руду
Чи не торкаючись конкретних порід мінералів, варто відзначити поділ на:
- багаті руди (вміст заліза більше 50%);
- рядові (25-50%);
- бідні (заліза менше 25%).
Інший підхід до класифікації руди - за складом. Зазвичай вона являє собою:
- гідрати окислів;
- окису заліза;
- вуглекислі солі закису заліза.
Для повноти відомостей про рудах варто назвати основні з них:
- магнітний залізняк;
- червоний залізняк;
- бурий залізняк;
- шпатовий залізняк.
Родовища заліза широко поширені по світу. Для потреб промисловості в першу чергу використовуються багаті руди, але і інші застосовуються цілком успішно. Правда, для цього вони проходять цикл збагачення, що включає в себе ряд операцій (роздрібнення, промивка, продування, випалення), в результаті яких у вихідній сировині підвищується концентрація заліза і зменшується вміст порожньої породи і домішок.
Рекламак змістом ↑Що отримують з залізної руди?
Найпростіша відповідь - залізо - хоч і буде правильним, але не є повним. Це мало місце на першому етапі, коли люди тільки починали розуміти суть металу.
до змісту ↑Про різновиди заліза
Перш за все треба сказати, що залізо - ковкий метал сріблястого кольору, легко реагує з іншими елементами, зокрема з киснем. Його позначення - Fe. Фактично залізо в промисловості в чистому вигляді не використовується, а застосовується в основному як сплав, в першу чергу з вуглецем (С). За його змістом говорять про:
- чистому залозі, С< 0,8 %;
- стали, коли С < 2,1 %;
- чавуні, при утриманні C> 2,14%.
Так ось, основним продуктом плавки в сучасній чорної металургії є чавун, з якого в подальшому виходить сталь. І вона, і чавун часто використовуються в якості вихідного матеріалу в самих різних областях господарства. Але все-таки якщо подивитися на історичний процес, то першим було залізо.
до змісту ↑Сиродутний спосіб отримання заліза
В даному випадку дуже часто сировиною була болотна руда, широко поширена по всій території Європи. Це дозволяло отримувати металеве зброя, знаряддя виробництва і господарське начиння практично повсюдно, що значно прискорило розвиток суспільства, а також відкрило шлях до освоєння нових, недоступних раніше територій.
Суть самого процесу досить проста - в глиняну піч, нагадує невеликий циліндр діаметром близько метра, зверху шарами засипали руду і деревне вугілля. Збоку були передбачені отвори (фурми) для подачі повітря за допомогою міхів. Піч розпалювали і починали плавку руди, постійно вдихаючи в піч повітря.
Особливістю технології були:
- подача холодного, "сирого" повітря, від чого й пішла назва процесу;
- досить низька температура плавки, приблизно 950 ° С.
В результаті виходив спечений шматок суміші заліза і шлаків, званий крицею. Його проковували для видалення всього сміття, і в підсумку залишалося чисте залізо. Надалі з нього виготовлялася господарське начиння, або метал використовували як заготовку для отримання сталі. Технології цього були різні. Багатьом знайомі такі слова, як харалуг або уклад (предмети, зроблені з певного матеріалу): вони означали стальну зброю, тільки способи його виробництва в кожному випадку були свої.
до змісту ↑Чавун і його переділ
Сиродутноє виробництво відрізнялося малим виходом готового продукту і великою кількістю сировини, що йшов в відходи (шлак). Зрештою в металургії широко стала застосовуватися інша технологія, яка полягає в тому, що з залізної руди спочатку отримували чавун, а потім з нього - сталь. Для цього необхідно було побудувати спеціальні печі, так звані домни, в яких і відбувалася плавка сировини.
При подібному підході розвивалася температура близько 1500 ° С, в результаті чого руда повністюрозплавляються, оксиди Fe, що входять до її склад, відновлювалися до чистого металу, і він насичується вуглецем. Виходив чавун, сплав Fe з C. Зазвичай 90% рідкого чавуну відправляється на переділ, т. Е. Після його обробки за спеціальною технологією в ньому зменшується вміст вуглецю, результатом чого буде освіту стали.
Її якість регулюється вмістом в складі С, а також спеціальних легуючих добавок, хрому, ванадію та інших, які надають готовому металі необхідні властивості.
Освоєння виплавки заліза дало людині ті інструменти, зброя, які дозволили значно розширити його можливості. Однак первісний спосіб виявився не зовсім зручним і вимагав занадто великої витрати сировини. Тому з часом була прийнята інша технологія, коли з залізної руди отримують чавун, а вже з нього - сталь з необхідними характеристиками.
