रूस में पिग आयरन का उत्पादन, विकास का इतिहास

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 13:55

कई सौ वर्षों से, रूसी संघ पिग आयरन के उत्पादन में विश्व के नेताओं में से एक रहा है। इस मिश्र धातु का उपयोग विभिन्न प्रकार के उद्योगों में किया जाता है, इसका उपयोग कलात्मक और सजावटी उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है। विशेषज्ञों का कहना है: कच्चा लोहा मानव जीवन का एक अभिन्न अंग है, इसे योग्य रूप से सबसे अधिक मांग वाली सामग्रियों में से एक माना जाता है। आज हम लौह धातु विज्ञान, लौह और इस्पात के उत्पादन, मनुष्यों पर उनके प्रभाव के बारे में बात करने का प्रस्ताव करते हैं। आइए सामान्य रूप से फाउंड्री व्यवसाय के विकास के क्रॉनिकल की ओर मुड़ें: ऐतिहासिक तथ्य और रोचक जानकारी आपकी प्रतीक्षा कर रही है!

इतिहास: ताम्र युग

कच्चा लोहा एक ऐसी धातु है जिसका इतिहास हजारों साल पुराना है, इसकी जड़ें ईसा पूर्व तक जाती हैं। सामान्य तौर पर, इतिहासकारों ने धातु विज्ञान के उद्भव का पहला प्रमाण 6ठी-5वीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व का बताया है। तब भी एक व्यक्ति ने औजार बनाने के लिए पत्थर का इस्तेमाल किया, लेकिन वह पहले से ही तांबे की डली के सामने आ गया। साधारण पत्थरों के लिए डली लेना और उन्हें उसी तरह संसाधित करना जो किसी भी पत्थर पर लगाया गया था - बस एक दूसरे को मारना - एक व्यक्ति समझ गया: ये पत्थर टूटते नहीं हैं, लेकिन केवल विकृत होते हैं, और इसलिए वेलगभग किसी भी आकार में ढाला जा सकता है। इतिहासकार बाद में इस पद्धति को कोल्ड फोर्जिंग कहेंगे। इसलिए तांबा पत्थर का विकल्प बन गया, जिससे फिशहुक, स्पीयरहेड और खंजर बनाना बहुत आसान हो गया, इसके अलावा, ऐसे उत्पादों की गुणवत्ता पत्थर और हड्डी से बने एनालॉग्स की गुणवत्ता से काफी अधिक हो गई। उसी समय, लकड़ी के प्रसंस्करण में सुधार हुआ, छोटे भागों का उत्पादन संभव हो गया। वैसे, वैज्ञानिकों ने साबित कर दिया है कि उन क्षेत्रों में जहां तांबे का सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता था, पहिया की उपस्थिति बहुत पहले हुई थी। यह इस तथ्य को साबित करता है कि मानव जाति का विकास धातु विज्ञान के विकास के साथ अटूट और निकटता से जुड़ा हुआ है।

कांस्य युग

जब लोगों ने सीखा कि कांस्य कैसे बनाया जाता है - तांबे और टिन से मिलकर एक मिश्र धातु, मानवता कांस्य युग में प्रवेश करती है। आज, इतिहासकार इस सवाल का जवाब नहीं दे सकते कि किसी व्यक्ति ने इस तरह के मिश्र धातु का आविष्कार कैसे किया। अधिकांश शोधकर्ताओं का मानना है कि यह शुद्ध संयोग से हुआ, जब टिन पिघले हुए तांबे के कंटेनर में घुस गया। सच तो यह है कि हज़ार साल तक लोग काँसे की तलवारों से लड़ते रहे और काँसे के बर्तनों में खाना बनाते रहे।

लौह युग

इतिहासकार कहते हैं: लोहा प्राप्त करना तांबे या टिन से कहीं अधिक आसान था। बात यह है कि यह हर जगह ऑक्साइड और ऑक्साइड के रूप में पाया जाता है। तो लोगों ने जल्द ही लोहे का उपयोग क्यों शुरू नहीं किया? उत्तर सरल है: इस धातु का उत्पादन एक अविश्वसनीय रूप से जटिल और समय लेने वाली प्रक्रिया है, जो कई चरणों में होती है। इस प्रक्रिया का अध्ययन करने में विकास की एक सदी से अधिक समय लगा। इसीलिएयह आश्चर्य की बात नहीं है कि उस समय के धातुकर्मी लोगों द्वारा जादुई चीजों को जलाने वाला असली जादूगर माना जाता था।

कच्चा लोहा का पहला उल्लेख

जिस देश में लोहे का उत्पादन शुरू हुआ उसे आज चीन माना जाता है। इतिहासकारों का कहना है कि यह ईसा पूर्व पांचवीं शताब्दी के आसपास हुआ था। स्वर्गीय साम्राज्य में, सिक्के, घरेलू बर्तन और कच्चा लोहा से बने विभिन्न हथियार बेहद लोकप्रिय थे। कई कास्ट-आयरन कास्टिंग हमारे समय तक जीवित रहे हैं, उदाहरण के लिए, एक शानदार कास्ट-आयरन शेर, जो 6 मीटर ऊंचा और 5 मीटर लंबा है। वैज्ञानिकों ने साबित किया है कि यह मूर्ति एक समय में डाली गई थी, जो निस्संदेह महान कौशल की गवाही देती है पहले चीनी धातुकर्मी।

दिलचस्प तथ्य: दुनिया भर में, नमनीय लोहे के उत्पादन की शुरुआत 19वीं शताब्दी ईस्वी से मानी जाती है, हालांकि यह विश्वसनीय रूप से ज्ञात है कि चीन में मसीह के जन्म से पहले भी इससे तलवारें बनाई जाती थीं!

रूस में उत्पादन की उत्पत्ति

रूस में लोहे का उत्पादन कब शुरू हुआ? गोल्डन होर्डे के बड़े शहरों के क्षेत्र में किए गए पुरातात्विक उत्खनन से साबित होता है कि रूस में इस उत्पादन का उद्भव और विकास तातार-मंगोल जुए के दिनों में शुरू हुआ था! मंगोल साम्राज्य की चीन से निकटता ने इसमें एक निश्चित भूमिका निभाई।

व्यावहारिक रूप से सभी तातार-मंगोलियाई शहरों में रुसीची रहते थे, जिनकी यहाँ अपनी कार्यशालाएँ और व्यापारिक स्टॉल थे। उन्होंने न केवल स्थानीय आकाओं के ज्ञान को अपनाया, बल्कि अपने स्वयं के ज्ञान को भी साझा किया। होर्डे के गिरने के बाद, प्रौद्योगिकी का विकास और सुधार जारी रहा। पहले से मौजूद16 वीं शताब्दी में, वासिली द थर्ड और इवान द टेरिबल के तहत, फाउंड्री आयरन का उत्पादन तोपखाने में सक्रिय रूप से इस्तेमाल किया जाने लगा, मुख्य रूप से तोप के गोले और छोटी तोपें इससे बनाई गईं। वहीं, इतिहासकारों का कहना है कि घंटियों की ढलाई में ढलवां लोहे का भी प्रयोग किया जाता था। मुख्य उत्पादन मास्को और तुला जैसे शहरों में हुआ। यह ध्यान देने योग्य है कि 17वीं शताब्दी तक, यूरोप ऐसी तकनीकों को नहीं जानता था, और इसलिए रूसी कारखाने सक्रिय रूप से कास्ट आयरन से बने विभिन्न उपकरणों और कोर को यूरोपीय देशों में निर्यात कर सकते थे।

सक्रिय विकास

पेट्रिन युग के दौरान, लोहे और स्टील के उत्पादन का सक्रिय विकास शुरू हुआ। ज़ार समझ गया था कि धातुकर्म क्षमताओं में वृद्धि से रूस विकास की ओर अग्रसर होगा। अविश्वसनीय योजनाओं को लागू करने के लिए, पीटर I के पास आवश्यक सब कुछ था: सामग्री और उत्पादन प्रौद्योगिकियां दोनों। यह इस राजा के अधीन था कि साइबेरिया में, उरल्स में कारखानों का सक्रिय निर्माण शुरू हुआ। पीटर द ग्रेट के पूरे शासनकाल के दौरान, लोहे और स्टील के उत्पादन में 770 गुना की वृद्धि हुई, रूस में 16 बड़े धातुकर्म संयंत्र दिखाई दिए। सम्राट की मृत्यु के बाद विकास जारी रहा, 18 वीं शताब्दी के अंत में रूसी साम्राज्य के क्षेत्र में सौ से अधिक कारखाने थे, देश इस क्षेत्र में विश्व नेता बन गया। उद्योग के विकास के साथ-साथ धातु अनुप्रयोग उद्योगों का भी विकास हुआ। अब न केवल हथियार ढलवां लोहे के बने थे, बल्कि बर्तन, स्मारक, द्वार और बाड़ भी थे।

यह ध्यान देने योग्य है कि लोहे के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली घरेलू ब्लास्ट फर्नेस को दुनिया में सर्वश्रेष्ठ के रूप में मान्यता दी गई थी। उन्हें न्यूनतम लागत पर भी उच्चतम उत्पादकता की विशेषता थी। XIX. मेंसदी में, फाउंड्री को ब्लास्ट फर्नेस से अलग कर दिया गया था, जिससे न केवल प्रक्रिया का विशेषज्ञ होना संभव हो गया, बल्कि इसे मशीनीकृत करना भी संभव हो गया। यह इस अवधि के दौरान था कि पाइप फाउंड्री और निंदनीय लोहे की ढलाई का उत्पादन करने वाली कार्यशालाएँ दिखाई दीं।

रूस विश्व नेता है

20वीं सदी में रूस धीमा नहीं पड़ा और लोहे की ढलाई में अग्रणी बना रहा। यूएसएसआर में, कच्चा लोहा की मात्रा धातु की ढलाई की कुल मात्रा का लगभग 75% थी। यह नंबर एक कच्चा माल था, इसके मुख्य उपभोक्ता रक्षा उद्योग और कृषि थे। यह कच्चा लोहा था कि विशेषज्ञों ने उपकरणों के लिए पुर्जे और विभिन्न इकाइयाँ बनाईं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आज भी रूस कच्चा लोहा के उत्पादन और उपयोग के मामले में अग्रणी स्थान रखता है। इसका उपयोग न केवल बड़े आकार के उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है, बल्कि गेट तत्वों, गहने, भट्ठी की ढलाई और स्मृति चिन्ह जैसे नाजुक काम के लिए भी किया जाता है!

लौह उत्पादन: आवश्यक उपकरण

आइए एक परिभाषा के साथ शुरू करते हैं। कच्चा लोहा आमतौर पर कार्बन के साथ लोहे का मिश्र धातु कहा जाता है, और यहां कार्बन कम से कम 2% होना चाहिए। तो लौह उत्पादन की प्रक्रिया क्या है? सबसे पहले, इसके लिए एक विशाल ब्लास्ट फर्नेस की आवश्यकता होती है। इसके आयाम अद्भुत हैं: ऐसी भट्टी की ऊंचाई 30 मीटर और भीतरी व्यास 12 मीटर है। भट्टी के सबसे चौड़े हिस्से को स्टीमिंग कहा जाता है, निचला वाला, जिसके माध्यम से गर्म हवा भट्ठी में प्रवेश करती है, एक चूल्हा है, ऊपरी एक शाफ्ट है। वैसे, ऊपरी हिस्से में एक विशेष छेद होता है - एक शीर्ष, जो एक विशेष शटर के साथ बंद होता है। एक ब्लास्ट फर्नेस के संचालन का सिद्धांत प्रतिवर्ती है: नीचे से इसमेंहवा की आपूर्ति की जाती है, और सामग्री ऊपर से आपूर्ति की जाती है। लोहे को बनाने के लिए आवश्यक सामग्री में फ्लक्स (इसके बिना कोई धातुमल नहीं बन सकता), कोक (पानी गर्म करने, इसे पिघलाने और इसे कम करने के लिए आवश्यक) और अयस्क (जो मुख्य कच्चा माल है) शामिल हैं।

उत्पादन के लिए आपको इसकी भी आवश्यकता होगी:

• गाड़ियाँ;
• ट्रांसपोर्टर;
• बंकर;
• विशेष नल, आदि

कच्चा माल

मिश्र धातुओं का परिचय, लोहे और स्टील का उत्पादन स्कूल में शुरू होता है - यह विषय रसायन विज्ञान में कार्य कार्यक्रम में प्रदान किया जाता है। पाठ्यपुस्तकें लौह अयस्क की संरचना पर चर्चा करती हैं: यह स्वयं अयस्क पदार्थ है, यानी लौह कार्बोनेट, सिलिकेट और ऑक्साइड, और अपशिष्ट चट्टान, जिसमें डोलोमाइट, बलुआ पत्थर, चूना पत्थर और क्वार्टजाइट शामिल हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न अयस्क में विभिन्न मात्रा में अयस्क पदार्थ मौजूद हो सकते हैं। इस मानदंड से अयस्क को गरीब और अमीर में विभाजित किया जाता है। पहला संवर्धन के लिए भेजा जाता है, और दूसरा तुरंत उत्पादन में उपयोग किया जा सकता है।

एक टन पिग आयरन का उत्पादन करने के लिए, आपको आवश्यकता होगी: तीन टन अयस्क, एक टन कोक, बीस टन पानी। फ्लक्स की मात्रा अयस्क के प्रकार पर निर्भर करती है।

लौह अयस्क के प्रकार

लौह उत्पादन की प्रक्रिया में आगे बढ़ने से पहले, हम लौह अयस्क के प्रकारों के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। यह हो सकता है:

1. भूरा लौह अयस्क। यह तथाकथित जलीय आक्साइड के रूप में 25-50% लोहे की सामग्री की विशेषता है। बेकार चट्टान मिट्टी की होती है।
2. हेमेटाइट(इसे लाल लौह अयस्क भी कहा जाता है)। यह एक निर्जल ऑक्साइड है, यहां हानिकारक अशुद्धियों की सामग्री न्यूनतम है। यहाँ आयरन लगभग 45-55% है।
3. चुंबकीय लौह अयस्क। यहाँ आयरन की मात्रा लगभग 30-37% है। अपशिष्ट चट्टान एक सिलिका द्रव्यमान है।
4. साइडराइट (इसका दूसरा नाम स्पर लौह अयस्क है) बहुत आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है, भूरे रंग के चूना पत्थर में बदल जाता है।

उत्पादन तकनीक

लौह उत्पादन की तकनीक में कई चरण होते हैं। यह सब अयस्क की तैयारी के साथ शुरू होता है: यह रासायनिक संरचना द्वारा और निश्चित रूप से, आकार के अनुसार क्रमबद्ध होता है। बड़े कच्चे माल को कुचल दिया जाता है, और छोटे कण या अयस्क की धूल जमा हो जाती है। इसी अवस्था में घटिया अयस्कों का बेनीफिकेशन भी होता है। इसके अलावा, तैयारी की प्रक्रिया के दौरान, अपशिष्ट चट्टान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हटा दिया जाता है, क्रमशः, लोहे की मात्रा बढ़ जाती है। लौह उत्पादन तकनीक का अगला चरण ईंधन तैयार करना है। यह सब कोक से शुरू होता है। इस चरण के दौरान, कोक की जांच की जाती है - इसमें से सभी अनावश्यक जुर्माना हटा दिए जाते हैं, जिससे ईंधन की हानि हो सकती है। ब्लास्ट फर्नेस लोहे के उत्पादन का अगला चरण फ्लक्स की तैयारी है। प्लसस को कुचल दिया जाता है, इसमें से एक तिपहिया निकाला जाता है। इस प्रक्रिया के बाद, सभी सामग्रियों को भट्ठी में लोड किया जाता है। फिर पिग आयरन का ब्लास्ट-फर्नेस उत्पादन सीधे शुरू होता है: भट्ठी कोक से भर जाती है, एक एग्लोमरेटर जोड़ा जाता है (यह फ्लक्स के साथ sintered अयस्क का नाम है), और कोक फिर से जोड़ा जाता है।

गलने के लिए आवश्यक तापमान गर्म हवा में उड़ाकर बनाए रखा जाता है। दहन प्रक्रिया मेंचूल्हे में कोक कार्बन डाइऑक्साइड पैदा करता है। CO_{2 CO बनने के लिए कोक से होकर गुजरता है। इसके अलावा, कार्बन मोनोऑक्साइड अयस्क के मुख्य भाग को पुनर्स्थापित करता है। इस प्रक्रिया में लोहा ठोस हो जाता है, भट्टी के उस हिस्से में चला जाता है, जिसमें हवा बहुत गर्म होती है। यहां लोहा अपने भीतर कार्बन को घोलता है। दरअसल, ब्लास्ट फर्नेस में लोहे का उत्पादन कुछ इस तरह दिखता है। भट्ठी से तरल लोहा विशेष करछुल में गिरता है, जिससे इसे पहले से तैयार सांचों में डाला जाता है। विशेष संग्रह-मिक्सर में डालना संभव है, जिसमें मिश्र धातु कुछ समय के लिए तरल रूप में रहेगी। इसके साथ ही ब्लास्ट-फर्नेस पिग आयरन के उत्पादन के साथ, सिलिकॉन, मैंगनीज और कई अन्य अशुद्धियों को कम किया जा रहा है।}

कच्चा लोहा के प्रकार

कच्चा लोहा केवल दो प्रकार का होता है: सफेद और ग्रे। उनके बीच का अंतर रासायनिक संरचना और गर्मी उपचार प्रक्रिया में निहित है। इस प्रकार, सफेद कच्चा लोहा बहुत तेजी से ठंडा होने का परिणाम है, जबकि ग्रे कच्चा लोहा धीमी गति से ठंडा होने के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है। गोरों को नाजुकता और कठोरता जैसे गुणों की विशेषता है। उन्हें काटना बेहद मुश्किल है, इस प्रक्रिया में, उनके टुकड़े टूट जाते हैं। इसलिए, सफेद कच्चा लोहा अन्य ग्रेड के कच्चा लोहा के उत्पादन के लिए केवल रिक्त स्थान के रूप में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, इस प्रकार की फायरिंग के परिणामस्वरूप, निंदनीय कच्चा लोहा प्राप्त होता है। कृपया ध्यान दें: निंदनीय नाम का फोर्जिंग प्रक्रिया से कोई लेना-देना नहीं है। इतिहासकारों के अनुसार, यह इस तथ्य के कारण प्रकट हुआ कि घोड़े की नाल पहले ऐसी विशेषताओं के साथ कच्चा लोहा से बनाई गई थी। इस प्रकार का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता हैकृषि इंजीनियरिंग और मोटर वाहन उद्योग। ग्रे कास्ट आयरन के बीच मुख्य अंतर उच्च शक्ति के साथ संयुक्त लचीलापन है। यह उन्हें मशीन टूल्स, कृषि और मोटर वाहन उद्योग और घरेलू उपयोग जैसे क्षेत्रों में उपयोग करने की अनुमति देता है।

वैसे, तथाकथित आधा कच्चा लोहा होते हैं। उनके पास सफेद और भूरे रंग की प्रजातियों के मध्यवर्ती गुण हैं। इसके अलावा, इस मिश्र धातु के शीतलन की तीव्रता को समायोजित करके, विभिन्न प्रकार के कास्टिंग प्राप्त करना संभव है जो ताकत, लचीलापन और अन्य गुणों में भिन्न होंगे। विशेष गुणों वाले कास्ट आयरन में शामिल हैं:

• एंटी-घर्षण, झाड़ियों, शाफ्ट, बियरिंग्स के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है;
• पहनने के लिए प्रतिरोधी, पंपिंग उपकरण के निर्माण के लिए आवश्यक, नाइट्रोजन उद्योग के लिए विभिन्न भागों, भट्ठी की ढलाई;
• गर्मी प्रतिरोधी, जिनका उपयोग फर्नेस कास्टिंग, पाइप सिस्टम और गैस टर्बाइन इंजन के निर्माण में किया जाता है;
• गर्मी प्रतिरोधी, भट्ठा फिटिंग और बॉयलर भागों के लिए उपयुक्त;
• जंग प्रतिरोधी, रासायनिक और विमानन उद्योगों में विभिन्न भागों के निर्माण के लिए अपरिहार्य, जो आक्रामक वातावरण में उपयोग किए जाते हैं।

कच्चा लोहा की विशेषताएं

गुणवत्ता वाला कच्चा लोहा निम्नलिखित गुणों की विशेषता है:

• उत्कृष्ट ताप क्षमता;
• अच्छा संक्षारण प्रतिरोध;
• गर्मी प्रतिरोध में वृद्धि।

ये और अन्य विशेषताओं में कच्चा लोहा का उपयोग करने की अनुमति हैरोजमर्रा की जिंदगी, और भारी उद्योग में। रूसी निर्मित कच्चा लोहा कुकवेयर विशेष रूप से लोकप्रिय है। इस सामग्री से न केवल फ्राइंग पैन और बर्तन बनाए जाते हैं, बल्कि फोंड्यू, ब्रेज़ियर, बेकिंग डिश, स्टीवन और ग्रिल भी होते हैं।

यह ध्यान देने योग्य है कि इस सामग्री से बने व्यंजन पैनकेक तलने, स्टू, अनाज पकाने और पिलाफ को पकाने के लिए समान रूप से उपयुक्त हैं। तथ्य यह है कि कच्चा लोहा धीरे-धीरे गर्म होता है, लेकिन यह पूरी तरह से गर्मी जमा करता है और समान रूप से वितरित करता है। विशेषज्ञों का कहना है: विभिन्न कंपनियां कच्चा लोहा कुकवेयर के उत्पादन में लगी हुई हैं। ये सभी लगभग एक ही गुणवत्ता के उत्पादों का उत्पादन करते हैं। इस सभी विविधता में से, सेंट पीटर्सबर्ग संयंत्र "नेवा" के उत्पाद बाहर खड़े हैं। यह वह संयंत्र है जो रूसी संघ में कच्चा लोहा कुकवेयर के सबसे बड़े निर्माताओं में से एक है।