Ce este fierul ironic? Nume modern, primire

Fierul este un element care este familiar pentru fiecare persoană de pe planeta noastră. Și nu este surprinzător. La urma urmei, în ceea ce privește conținutul său în crusta pământului (până la 5%), această componentă este cea mai comună. Cu toate acestea, doar 40 dintre aceste rezerve se găsesc în domenii adecvate dezvoltării. Principalele minerale din fier sunt sideritul, minereul de fier brun, hematitul și magnetitul.

Originea numelui

De ce are fierul acest nume? Dacă luăm în considerare un tabel de elemente chimice, atunci această componentă este marcată ca "ferrum" în ea. Este abreviat ca Fe.

Potrivit multor etimologi, cuvântul "fier" a venit la noi din limba proto-slavă, în care suna ca și "zelezo". Și acest nume a trecut de la lexiconul anticilor greci. Ei au numit metalul atât de cunoscut până acum "fier".

Există încă o versiune. Potrivit ei, numele "fier" a venit la noi din latină, unde a însemnat "înstelat". Explicația pentru acest lucru constă în faptul că primele eșantioane ale acestui element, descoperite de oameni, au avut originea meteoritului.

Utilizarea fierului

În istoria omenirii a existat o perioadă în care oamenii valorau mai mult fier decât aurul. Acest fapt este înregistrat în "Odiseea" lui Homer, unde se spune că câștigătorilor jocurilor aranjate de Ahile li sa dat o bucată de fier pe lângă aur. Acest metal era extrem de necesar pentru aproape toți artizanii, boboci și soldați. Iar necesitatea enormă a acesteia a devenit cel mai bun motor pentru producerea acestui material, precum și un progres tehnic în fabricarea acestuia.

Secolele IX-VII. BC sunt considerate Vârsta de fier în istoria omenirii. În această perioadă, multe triburi și popoarele din Asia și Europa a început să dezvolte metalurgia. Cu toate acestea, fierul rămâne o cerere mare astăzi. La urma urmei, acesta este încă principalul material folosit pentru a produce unelte.

Produs impermeabil

Care este tehnologia obținerii minereului de fier, pe care omenirea a început să o producă la începutul dezvoltării metalurgiei? Prima cale, inventată de omenire, a fost numită prime. Și a fost folosit timp de 3000 de ani, fără a se schimba de la sfârșitul epocii bronzului până în secolul al XIII-lea. în Europa, nu a fost inventat un cuptor de furnal. A fost numită o astfel de metodă de sirop. Minele pentru el erau construite din piatră sau lut. Uneori piesele pentru zidurile lor erau bucăți de zgură. Ultima versiune a cuptorului din interior a fost murdară cu argilă refractară, în care s-a adăugat nisip sau un corn zdrobit pentru a îmbunătăți calitatea.

Care este rezultatul fierului? În gropile pregătite au fost puse "pământul" brut sau minereul de mlaștină. Spațiul de topire al acestor cuptoare a fost umplut cu cărbune, care apoi a fost încălzit corespunzător. În partea inferioară a puțului era un orificiu de alimentare cu aer. Inițial, a fost suflat cu blănuri operate manual, care ulterior au fost înlocuite cu cele mecanice.

În cele mai vechi dealuri, a fost organizată tracțiunea naturală. Acesta a fost realizat prin găuri speciale - duze, care erau situate pe pereții părții inferioare a cuptorului. Adesea, oferta de metallurgiști antic de aer furnizate prin utilizarea unui design care vă permite să obțineți efectul de țeavă. Ei au creat un spațiu interior înalt și în același timp un interior îngust. Foarte des, astfel de cuptoare au fost construite la poalele dealurilor. În aceste locuri, a existat cea mai mare presiune naturală a vântului, care a fost folosită pentru a mări forța.

Ca rezultat al procesului, minereul a fost transformat într-un metal. În același timp, roca goală sa drenat treptat în jos. La baza cuptorului s-au format granule de fier. Se lipesc împreună, transformându-se într-un așa-zis "țipăt". Este o masă spongioasă liberă, impregnată cu zgură. În cuptor, fluajul era incandescent. În acest stadiu a fost scoasă și falsificată rapid. În același timp, bucăți de zgură pur și simplu au căzut. Apoi, materialul rezultat a fost sudat într-o piesă monolit. Ca urmare, sa dovedit a fi fier. Produsul final arăta ca un tort plat.

Care era compoziția fierului? A fost un aliaj de Fe cu carbon, care în produsul final a fost foarte mic (dacă luăm în considerare procentul, atunci nu mai mult de o sută de fracție).

Cu toate acestea, fierul pe care oamenii l-au primit în coșul umed nu a fost foarte dur și puternic. De aceea, produsele fabricate din astfel de materiale au dispărut repede. Spears, axe și cuțite îndoite și nu au rămas foarte ascuțite pentru foarte mult timp.

oțel

În producția de fier în cuptor, împreună cu bucățele sale moi, cei care au avut o duritate mai mare, de asemenea, a venit peste. Acestea erau bucăți de minereu care au intrat în contact cu cărbune în timpul procesului de topire. Omul a observat acest tipar și a început să mărească în mod specific zona în contact cu cărbunele. Aceasta a permis carburizarea fierului. Metalul primit a început să satisfacă nevoile maeștrilor și celor care au folosit produsele fabricate din el.

Acest material era din oțel. Este încă folosit pentru a face un număr mare de desene și produse. Oțelul, topit de metalurgiștii antice, este un fier de lame care conține până la 2% carbon.

A existat, de asemenea, un astfel de lucru ca oțelul moale. Era un fier purpuriu, care conținea mai puțin de 0,25% carbon. Dacă luăm în considerare istoria metalurgiei, atunci a fost oțelul moale care a fost produs în faza inițială a industriei de fabricare a brânzei. Cum altfel este fierul numit fier? Există și al treilea tip. Atunci când conține mai mult de 2% carbon, este din fontă.

Invenția furnalelor

Metoda critică de obținere a fierului utilizând cuptorul cu humus a fost extrem de dependentă de vreme. La urma urmei, pentru o astfel de tehnologie, era important ca vântul să explodeze în tubul fabricat. Este dorința de a scăpa de vagarele vremii și a determinat persoana să creeze burdufurile. Acestea erau adaptările necesare pentru a umfla cuptorul într-un cuptor brut.

După apariția burdufurilor, formele de producere a metalului au încetat a fi construite pe versanții dealurilor. Oamenii au început să folosească cuptoare de un tip nou, numit "gropi de lup". Ele erau structuri, o parte din care era în pământ, iar al doilea (domnitsy) se înălța peste ea sub forma unei structuri din pietre strânse împreună. La baza unui astfel de cuptor a fost o gaură în care a fost introdus un tub de burduf pentru a umfla focul. Cărbunele, care a fost pusă în casă, a ars, după care a fost posibilă obținerea kricului. A fost scos prin gaura, care a fost formata dupa indepartarea mai multor pietre din partea inferioara a structurii. Apoi zidul a fost restaurat și cuptorul a fost umplute cu minereu și cărbune pentru a începe din nou.

Producția de fier se îmbunătățește constant. Odată cu trecerea timpului domenica a început să construiască o dimensiune mai mare. Acest lucru a necesitat o creștere a performanței burdufului. Ca rezultat, cărbunele au început să ardă mai repede, saturând fierul cu carbon.

Fontă

Care este numele fierului de fier cu conținut ridicat de carbon? Așa cum am menționat deja mai sus, este astăzi larg răspândită fonta. Caracteristica sa distinctivă este capacitatea de a se topi la temperaturi relativ scăzute.

Fier fieros - fontă în formă solidă - era imposibil de falsificat. De aceea, metalurgiștii antice nu au acordat atenție la început. De la o simplă lovitură cu un ciocan, acest material se împrăștia în bucăți. În acest sens, fonta, precum și zgura, a fost inițial considerată o risipă de producție. În Anglia, acest metal era numit chiar și "fontă". Și numai de-a lungul timpului, oamenii au realizat că acest produs, în timp ce este în formă lichidă, poate fi turnat în forme pentru a produce diferite produse, de exemplu, ghiulele. Este datorită acestei descoperiri în secolele 14-15. în industrie a început să construiască furnale pentru producția de fontă. Înălțimea acestor structuri a ajuns la 3 și mai mulți metri. Cu ajutorul lor, fonta a fost topită pentru a produce nu numai nuclee, ci și canoane.

Dezvoltarea producției de furnal

O revoluție reală în industria metalurgică sa produs în anii 1880. Atunci, unul dintre funcționarii lui Demidov a decis că, pentru o mai mare eficiență a cuptoarelor de ardere, aerul din ele ar trebui să fie alimentat nu prin una, ci prin două duze, care ar trebui să fie situate pe ambele părți ale cuptorului. Treptat, numărul de astfel de duze a crescut. Acest lucru a făcut posibil ca procesul de explozie să fie mai uniform, să crească diametrul cuptorului și să crească productivitatea cuptoarelor.

Dezvoltarea producției de furnal a fost facilitată, de asemenea, prin înlocuirea cărbunelui, pentru care au fost tăiate pădurile, pentru cocs. În 1829, în Scoția, la uzina Clade a fost folosit pentru prima oară în aerul fierbinte. Această inovație a sporit semnificativ productivitatea cuptorului și a redus consumul de combustibil. În prezent, procesul de explozie a fost îmbunătățit prin înlocuirea unora dintre cocs cu gaze naturale, care are un cost chiar mai mic.

damasc

Care este numele fierului strâmb, care are proprietăți unice care au fost folosite la fabricarea de arme? Știm acest material ca damasc. Acest metal, precum și oțelul Damasc, este un aliaj de fier cu carbon. Cu toate acestea, spre deosebire de alte specii, este un fier șchiopătat care posedă calități bune. Este rezistentă și fermă, dar și capabilă să ofere o claritate excepțională în lamă.

Secretul producției de bulat a încercat să dezlănțuiască metalurgiștii multor țări pentru mai mult de un secol. Au fost propuse un număr mare de rețete și metode, printre care adăugarea de fildeș, pietre prețioase, aur și argint la fier. Cu toate acestea, secretul bulletului a fost descoperit abia în prima jumătate a secolului XX de remarcabilul metalurgist rus P. Anosov. Au fost luați de fier, care a fost așezat în cuptor cu cărbune, unde un foc deschis a ars. Metalul se topește, în timp ce este saturat cu carbon. În acest moment a fost acoperită cu zgură de dolomită cristalină, uneori cu adăugarea celei mai pure pietre de fier. Sub acest strat, metalul a fost eliberat foarte intens din siliciu, fosfor, sulf și oxigen. Cu toate acestea, nu a fost totul. Oțelul rezultat a trebuit să fie răcit cât mai încet și mai liniștit posibil. Acest lucru a făcut posibil, în primul rând, formarea unor cristale mari având o structură ramificată (dendrite). O astfel de răcire a fost direct în cuptor, care a fost umplut cu cărbune fierbinte. În următoarea etapă, s-au făcut niște forjări, în care structura formată nu ar fi trebuit să se prăbușească.

Proprietățile unice ale damascului au găsit mai târziu o explicație în lucrările unui alt metalurgist rus, DK Chernov. El a explicat că dendritele sunt refractare, dar oțel relativ moale. Spațiul dintre "ramurile" lor în timpul congelării fierului este umplut cu un carbon mai saturat. Adică, oțelul moale îl înconjoară mai greu. Aceasta explică proprietățile damascului, închise în viscozitatea sa și, în același timp, înaltă rezistență. Un astfel de hibrid de oțel în timpul topirii își păstrează structura de copac, transformându-l numai de la rectilinie la zig-zag. Particularitatea desenului rezultat depinde într-o mare măsură de direcția grevelor, puterea și priceperea fierarului.

Damasc Steel

În antichitate, acest metal a fost același buzunar. Cu toate acestea, un pic mai târziu, oțelul Damasc a început să fie numit material obținut prin forjarea sudării dintr-un număr mare de fire sau benzi. Aceste elemente erau fabricate din oțel. Și pentru fiecare dintre ele se caracteriza printr-un conținut diferit de carbon.

Arta de a face un astfel de metal de cea mai mare dezvoltare sa atins în Evul Mediu. De exemplu, în structura lamei japoneze cunoscute, cercetătorii au găsit aproximativ 4 milioane de filamente de oțel cu grosimea microscopică. Această compoziție a făcut ca procesul de fabricare a armelor să fie foarte laborios.

Producție în condiții moderne

Metalurgiștii vechi au lăsat un eșantion din abilitățile lor nu numai în produsele de arme. Cel mai frapant exemplu de fier pur este faimoasa coloană din apropierea capitalei Indiei. Arheologii au determinat vârsta acestui monument al artei metalurgice. Sa dovedit că coloana a fost construită acum 1,5 mii de ani. Dar cel mai surprinzător lucru este că, până în prezent, este imposibil să se detecteze chiar urme mici de coroziune pe suprafața sa. Materialul coloanei a fost supus unei examinări atente. Sa dovedit că acesta este un fier pur, în care există doar 0,28% impurități străine. O astfel de descoperire a condus la uimirea chiar a metalurgilor moderni.

De-a lungul timpului, fierul și-a pierdut treptat popularitatea. Cea mai mare cerere a început să folosească metalul, topit într-un cuptor cu vatră deschisă sau cuptor de furnal. Cu toate acestea, atunci când se utilizează aceste metode, se obține un produs de puritate insuficientă. Acesta este motivul pentru care cea mai veche metodă de producere a acestui material, care permite eliberarea metalului cu caracteristici de cea mai înaltă calitate, a primit recent a doua viață.

Ce este fierul numit fier azi? Este cunoscut pentru noi ca o reducere directă de metal. Desigur, fierul rău astăzi nu este așa cum era în antichitate. Cele mai moderne tehnologii sunt folosite pentru producția sa. Ele permit, de asemenea, eliberarea de metal, practic fără impurități străine. În producție se utilizează cuptoare cu tub rotativ. Astfel de elemente structurale sunt utilizate pentru calcinarea diferitelor materiale în vrac, folosind temperaturi ridicate în industria chimică, ciment și multe alte industrii.

Care este numele fierului? El este considerat a fi curat și aplică o metodă care, în mod inerent, nu este diferită de cea care a existat în cele mai vechi timpuri. Totuși, metalurgiștii folosesc minereu de fier, care este încălzit în procesul de obținere a produsului final. Cu toate acestea, până în prezent, materiile prime sunt inițial supuse procesării suplimentare. Este îmbogățit, creând un fel de concentrat.

Industria modernă utilizează două metode. Amândoi permit ca fierul să iasă din concentrat.

Prima dintre aceste metode se bazează pe aducerea materiei prime la temperatura necesară folosind combustibil solid. Un astfel de proces este foarte asemănător cu cel al metalurgiștilor antice. În locul combustibilului solid, se poate utiliza un gaz, care este o combinație de hidrogen și monoxid de carbon.

Ce precede primirea acestui material? Care este numele fierului rău astăzi? După încălzirea concentratului de minereu de fier, peleții rămân în cuptor. Din ele se produce mai târziu metalul pur.

A doua metodă, utilizată pentru a restabili fierul, este foarte asemănătoare tehnologiei cu prima. Singura diferență este că, în calitate de combustibil pentru încălzirea concentratului, metalurgii folosesc hidrogen pur. Cu această metodă, fierul este mult mai rapid. De aceea se distinge printr-o calitate superioară, deoarece în procesul de interacțiune a hidrogenului cu minereul îmbogățit se obțin doar două substanțe. Primul dintre acestea este fierul pur, iar al doilea este apa. Se poate presupune că această metodă este foarte populară în metalurgia modernă. Cu toate acestea, astăzi se utilizează rar și, de regulă, numai pentru eliberarea pulberii de fier. Acest lucru se explică prin faptul că este destul de dificil să se obțină hidrogen pur atât din punctul de vedere al rezolvării problemelor tehnice, cât și din cauza dificultăților economice. Este, de asemenea, o provocare pentru stocarea combustibilului.

Mai recent, oamenii de stiinta au dezvoltat un alt mod de producere a unui fier redus. El sugerează producția de metale din minereul concentrat, fără a trece etapa transformării sale în pelete. Studiile au arătat că, prin această metodă, fierul pur poate fi produs mult mai rapid. Cu toate acestea, în industrie, această metodă nu a fost încă introdusă, deoarece necesită schimbări tehnologice semnificative și o schimbare în echipamentul întreprinderilor metalurgice.

Care este numele fierului rău astăzi? Acest material este cunoscut ca un metal de reducere directă, uneori se numește și spongios. Acesta este un material profitabil din punct de vedere economic, de înaltă calitate, ecologic, care nu are impurități de fosfor și sulf. Datorită caracteristicilor sale, fierul este utilizat în industria mecanică (aeronave, construcții navale și instrumente).

Fehral

După cum vedem, astăzi, folosind cele mai moderne tehnologii, folosim materiale precum fierul. Fechral este, de asemenea, un aliaj căutat. În compoziția sa, pe lângă fier, există componente precum cromul și aluminiu. Există nichel în structura sa, dar nu mai mult de 0,6%.

Fehral are o rezistență electrică bună, duritate mare, lucru fin cu ceramică ridicat de alumină nu are tendința de a corodare și zharostoek în atmosfera în care sulful și compușii acestuia, hidrogen și carbon. Dar prezența fierului în aliaj o face suficient de fragilă, ceea ce face dificilă procesarea materialului la fabricarea diferitelor produse.

Fechral își găsește aplicația în fabricarea elementelor de încălzire pentru cuptoarele de laborator și industriale, a căror temperatură maximă de funcționare este de 1400 de grade. Uneori, piese din acest aliaj sunt folosite într-un alt scop. Ele sunt puse în aparatele de încălzire de uz casnic, precum și în aparatele electrice de acționare termică. Folosit în mare măsură fehral primit în producția de țigări electronice. De asemenea, un aliaj de fier, aluminiu și crom este solicitat în domeniul fabricării elementelor rezistive. Acestea pot fi, de exemplu, rezistențele de pornire și de frânare ale locomotivelor electrice.

De la fehral, ​​se produce sârmă, ca și firele și banda. Uneori se întâmplă cercuri și tije. Toate aceste produse sunt utilizate în fabricarea diferitelor tipuri de încălzitoare pentru cuptoare electrice.