Produção de ferro-gusa na Rússia, histórico de desenvolvimento

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2024-01-02 14:01

Por várias centenas de anos, a Federação Russa está entre os líderes mundiais na produção de ferro-gusa. Esta liga é usada em uma variedade de indústrias, é usada para criar produtos artísticos e decorativos. Especialistas dizem: o ferro fundido é parte integrante da vida humana, é merecidamente considerado um dos materiais mais procurados. Hoje propomos falar sobre metalurgia ferrosa, a produção de ferro e aço, seu impacto sobre os seres humanos. Vamos voltar para a crônica do desenvolvimento do negócio de fundição em geral: fatos históricos e informações interessantes estão esperando por você!

História: Idade do Cobre

O ferro fundido é um metal com milhares de anos de história, suas raízes remontam a AC. Em geral, os historiadores datam as primeiras evidências do surgimento da metalurgia no 6º-5º milênio aC. Então uma pessoa ainda usava pedra para criar ferramentas, mas já se deparava com pepitas de cobre. Pegando pepitas para pedras comuns e processando-as da mesma maneira que foi aplicada a quaisquer pedras - apenas batendo umas nas outras - uma pessoa entendeu: essas pedras não se quebram, mas apenas se deformam e, portanto, elaspode ser moldado em quase qualquer forma. Os historiadores mais tarde chamariam esse método de forjamento a frio. Assim, o cobre tornou-se um substituto da pedra, tornando muito mais fácil fazer anzóis, pontas de lança e punhais; além disso, a qualidade desses produtos excedeu significativamente a qualidade dos análogos feitos de pedra e osso. Ao mesmo tempo, o processamento da madeira foi aprimorado, tornando possível a produção de peças pequenas. A propósito, os cientistas provaram que nos territórios onde o cobre foi usado ativamente, o aparecimento da roda aconteceu muito antes. Isso prova o fato de que o desenvolvimento da humanidade está intimamente ligado ao desenvolvimento da metalurgia.

Idade do Bronze

Quando as pessoas aprenderam a criar bronze - uma liga composta de cobre e estanho, a humanidade entrou na Idade do Bronze. Hoje, os historiadores não podem responder à pergunta de como exatamente uma pessoa inventou tal liga. A maioria dos pesquisadores acredita que isso aconteceu por puro acaso, quando o estanho entrou em um recipiente com cobre fundido. O fato é que por mil anos as pessoas lutaram com espadas de bronze e cozinharam em panelas de bronze.

Idade do Ferro

Os historiadores dizem: era muito mais fácil conseguir ferro do que cobre ou estanho. O fato é que ele é encontrado na forma de óxido e óxido em todos os lugares. Então, por que as pessoas não começaram a usar ferro mais cedo? A resposta é simples: a produção desse metal é um processo incrivelmente complexo e demorado, ocorrendo em várias etapas. Levou mais de um século de desenvolvimento para estudar este processo. É por issonão é de surpreender que os metalúrgicos daquela época fossem considerados pelo povo como verdadeiros feiticeiros, queimando coisas mágicas.

Primeira menção ao ferro fundido

O país onde começou a produção de ferro é hoje considerado a China. Os historiadores dizem que isso aconteceu por volta do século V aC. No Império Celestial, moedas, utensílios domésticos e várias armas feitas de ferro fundido eram extremamente populares. Muitas peças de ferro fundido sobreviveram aos nossos tempos, por exemplo, um magnífico leão de ferro fundido, que tem 6 metros de altura e 5 metros de comprimento. Os cientistas provaram que esta estátua foi fundida de uma só vez, o que sem dúvida atesta a grande habilidade dos primeiros metalúrgicos chineses.

Fato interessante: em todo o mundo, o início da produção de ferro dúctil é considerado o século 19 dC, embora se saiba com segurança que na China as espadas eram feitas mesmo antes do nascimento de Cristo!

A origem da produção na Rússia

Quando começou a produção de ferro na Rússia? Escavações arqueológicas realizadas no território das grandes cidades da Horda Dourada provam que o surgimento e o desenvolvimento dessa produção na Rússia começaram nos dias do jugo tártaro-mongol! A proximidade do reino mongol com a China desempenhou um certo papel nisso.

Praticamente em todas as cidades tártaro-mongóis vivia Rusichi, que tinha suas próprias oficinas e bancas de comércio aqui. Eles não apenas adotaram o conhecimento dos mestres locais, mas também compartilharam os seus. Depois que a Horda caiu, a tecnologia continuou a se desenvolver e melhorar. Ja entrouNo século 16, sob Vasily III e Ivan, o Terrível, a produção de ferro de fundição começou a ser usada ativamente na artilharia, principalmente balas de canhão e pequenos canhões. Ao mesmo tempo, dizem os historiadores, o ferro fundido também foi usado na fundição de sinos. A produção principal ocorreu em cidades como Moscou e Tula. Vale a pena notar que até o século XVII, a Europa não conhecia tais tecnologias e, portanto, as fábricas russas podiam exportar ativamente várias ferramentas e núcleos de ferro fundido para países europeus.

Desenvolvimento ativo

Durante a era petrina, começou o desenvolvimento ativo da produção de ferro e aço. O czar entendeu que um aumento nas capacidades metalúrgicas levaria a Rússia ao desenvolvimento. Para implementar planos incríveis, Peter I tinha tudo o que era necessário: tanto materiais quanto tecnologias de produção. Foi sob este rei que a construção ativa de fábricas começou na Sibéria, nos Urais. Durante todo o reinado de Pedro, o Grande, a produção de ferro e aço aumentou 770 vezes, 16 grandes usinas metalúrgicas apareceram na Rússia. O desenvolvimento continuou após a morte do imperador, no final do século 18 havia mais de uma centena de fábricas no território do Império Russo, o país se tornou líder mundial neste campo. Junto com o desenvolvimento da indústria, as indústrias de aplicação de metal também se desenvolveram. Agora não só as armas eram feitas de ferro fundido, mas também pratos, monumentos, portões e cercas.

Vale destacar que os altos-fornos domésticos utilizados na produção de ferro foram reconhecidos como os melhores do mundo. Eles foram caracterizados pela maior produtividade mesmo a um custo mínimo. Em XIXNo século XX, as fundições foram separadas dos altos-fornos, o que possibilitou não só especializar o processo, mas também mecanizá-lo. Foi nesse período que surgiram as fundições de tubos e oficinas de fundição de ferro maleável.

Rússia é líder mundial

No século 20, a Rússia não desacelerou e permaneceu líder na fundição de ferro. Na URSS, o volume de ferro fundido representou cerca de 75% da quantidade total de fundição de metal, era a matéria-prima número um, seus principais consumidores eram a indústria de defesa e a agricultura. Era do ferro fundido que os especialistas faziam peças e várias unidades para equipamentos. Deve-se notar que ainda hoje a Rússia mantém uma posição de liderança em termos de produção e uso de ferro fundido. Ele é usado para fazer não apenas produtos de grande porte, mas também trabalhos delicados como elementos de portão, joias, fundição de forno e lembranças!

Produção de ferro: equipamentos necessários

Vamos começar com uma definição. O ferro fundido é geralmente chamado de liga de ferro com carbono, e o carbono aqui deve ser de pelo menos 2%. Então, qual é o processo de produção de ferro? Em primeiro lugar, isso requer um enorme alto-forno. Suas dimensões são surpreendentes: a altura de tal forno é de 30 m e o diâmetro interno é de 12 m. A parte mais larga do forno é chamada de vapor, a inferior, através da qual o ar quente entra no forno, é uma lareira, a superior é um eixo. A propósito, na parte superior há um buraco especial - um topo, que é fechado com um obturador especial. O princípio de operação de um alto-forno é contracorrente: de baixo para eleo ar é fornecido e os materiais são fornecidos por cima. Os materiais necessários para fazer ferro incluem fundente (nenhuma escória pode se formar sem ele), coque (necessário para aquecer a água, derretê-la e reduzi-la) e minério (que é a principal matéria-prima).

Para produção, você também precisará de:

• carrinhos;
• transportadores;
• bunkers;
• torneira especial, etc.

Matérias-primas

Introdução às ligas, a produção de ferro e aço começa na escola - este tópico está previsto no programa de trabalho em química. Os livros didáticos discutem a composição do minério de ferro: é a própria substância do minério, ou seja, carbonatos de ferro, silicatos e óxidos, e estéril, constituído por dolomita, arenito, calcário e quartzito. Deve-se notar que diferentes quantidades de substância de minério podem estar presentes em diferentes minérios. É por esse critério que o minério é dividido em pobre e rico. O primeiro é enviado para enriquecimento e o segundo pode ser utilizado imediatamente na produção.

Para produzir uma tonelada de ferro gusa, você vai precisar de: três toneladas de minério, uma tonelada de coque, vinte toneladas de água. A quantidade de fluxo depende do tipo de minério.

Tipos de minério de ferro

Antes de passarmos ao processo de produção de ferro, oferecemos informações sobre os tipos de minérios de ferro. Pode ser:

1. Minério de ferro marrom. Caracteriza-se pelo teor de 25-50% de ferro na forma dos chamados óxidos aquosos. A rocha residual é argilosa.
2. Hematita(também é chamado de minério de ferro vermelho). Este é um óxido anidro, o conteúdo de impurezas nocivas é mínimo aqui. Ferro aqui é cerca de 45-55%.
3. Minério de ferro magnético. O teor de ferro aqui é de cerca de 30-37%. A rocha residual é uma massa de sílica.
4. Siderita (seu segundo nome é minério de ferro espatulado) é extremamente facilmente oxidada, transformando-se em calcário marrom.

Tecnologia de produção

A tecnologia de produção de ferro consiste em várias etapas. Tudo começa com a preparação do minério: ele é classificado por composição química e, claro, por tamanho. Grandes matérias-primas são trituradas e pequenas partículas ou pó de minério são aglomerados. Na mesma etapa, ocorre também o beneficiamento de minérios pobres. Além disso, durante o processo de preparação, uma parte significativa do estéril é removida, respectivamente, o teor de ferro aumenta. A próxima etapa da tecnologia de produção de ferro é a preparação do combustível. Tudo começa com coca. Nessa etapa, o coque é peneirado - dele são retirados todos os finos desnecessários, o que pode levar à perda de combustível. A próxima etapa da produção de ferro de alto-forno é a preparação de fundentes. As vantagens são esmagadas, uma ninharia é peneirada. Após este procedimento, todos os materiais são carregados no forno. Em seguida, a produção de ferro-gusa no alto-forno começa diretamente: o forno é preenchido com coque, um aglomerador é adicionado (este é o nome do minério sinterizado com fluxo) e o coque é adicionado novamente.

A temperatura necessária para a fundição é mantida soprando ar aquecido. No processo de combustãocoque na lareira produz dióxido de carbono. CO_{2 passa pelo coque para se tornar CO. Além disso, o monóxido de carbono restaura a parte principal do minério. Nesse processo, o ferro torna-se sólido, passando para aquela parte do forno, o ar em que está muito quente. Aqui o ferro dissolve o carbono dentro de si. Na verdade, é assim que a produção de ferro em um alto-forno se parece. O ferro líquido do forno cai em conchas especiais, das quais é despejado em moldes pré-preparados. É possível despejar em misturadores de coleções especiais, nos quais a liga permanecerá na forma líquida por algum tempo. Simultaneamente com a produção de ferro-gusa de alto-forno, silício, manganês e uma série de outras impurezas estão sendo reduzidos.}

Tipos de ferro fundido

Existem apenas dois tipos de ferro fundido: branco e cinza. A diferença entre eles está na composição química e no processo de tratamento térmico. Assim, os ferros fundidos brancos são o resultado de um resfriamento muito rápido, enquanto os ferros fundidos cinzentos são obtidos como resultado do resfriamento lento. Os brancos são caracterizados por qualidades como fragilidade e dureza. Eles são extremamente difíceis de cortar; no processo, pedaços se soltam deles. Portanto, os ferros fundidos brancos são usados apenas como blanks para a produção de outros tipos de ferro fundido. Por exemplo, como resultado da queima deste tipo, são obtidos ferros fundidos maleáveis. Atenção: o nome maleável nada tem a ver com o processo de forjamento. Segundo os historiadores, surgiu devido ao fato de que as ferraduras eram anteriormente feitas de ferro fundido com tais características. Este tipo é muito utilizado emengenharia agrícola e a indústria automotiva. A principal diferença entre os ferros fundidos cinzentos é a ductilidade combinada com alta resistência. Isso permite que eles sejam usados em áreas como máquinas-ferramentas, agricultura e indústria automotiva e uso doméstico.

A propósito, existem os chamados ferros semi-fundidos. Eles têm propriedades intermediárias de espécies brancas e cinzentas. Além disso, ajustando a intensidade de resfriamento dessa liga, é possível obter uma variedade de peças fundidas que diferem em resistência, ductilidade e outras propriedades. Ferros fundidos com propriedades especiais incluem:

• antifricção, utilizado na fabricação de buchas, eixos, rolamentos;
• resistente ao desgaste, necessário para a criação de equipamentos de bombeamento, várias peças para a indústria de nitrogênio, fundição de forno;
• resistentes ao calor, que são utilizados na fabricação de fundidos para fornos, sistemas de tubulação e motores de turbina a gás;
• resistente ao calor, adequado para acessórios de forno e peças de caldeira;
• resistente à corrosão, indispensável para a fabricação de diversas peças nas indústrias química e aeronáutica, que são utilizadas em ambientes agressivos.

Características do ferro fundido

O ferro fundido de qualidade é caracterizado pelas seguintes qualidades:

• excelente capacidade calorífica;
• boa resistência à corrosão;
• maior resistência ao calor.

Estas e outras características permitem a utilização do ferro fundido emvida cotidiana e na indústria pesada. As panelas de ferro fundido de fabricação russa são especialmente populares. Não só frigideiras e panelas são feitas com este material, há fondue, braseiros, assadeiras, panelas e grelhas.

Vale a pena notar que os pratos feitos com este material são igualmente adequados para fritar panquecas, cozinhar ensopados, cereais e para cozinhar pilaf. O fato é que o ferro fundido aquece bastante lentamente, mas acumula perfeitamente o calor e o distribui uniformemente. Especialistas dizem: diferentes empresas estão envolvidas na produção de panelas de ferro fundido. Todos eles produzem produtos com aproximadamente a mesma qualidade. De toda esta diversidade, destacam-se os produtos da fábrica de São Petersburgo "Neva". É esta fábrica que é um dos maiores fabricantes de panelas de ferro fundido na Federação Russa.