Mõiste malm, malmi tootmine ja kasutamine, malmi omadused. Malm - omadused, klassifikatsioon, liigid Mida tähendab malm?

See erineb terasest oma koostiselt suurema süsinikusisalduse poolest, tehnoloogiliste omaduste poolest - paremad valuomadused, madal plastne deformatsioonivõime (tavatingimustes ei saa seda sepistada). Malm on odavam kui teras.

Malmid on klassifitseeritud järgmiste näitajate järgi:

• süsiniku olek:

- valge malm- kogu süsinik on seotud olekus karbiidi kujul;

- hall malm- süsinik on suures osas või täielikult vabas olekus lamell- või kiulise (keeris)grafiidi kujul;

- kõrgtugev malm- süsinik on suures osas või täielikult vabas olekus sfäärilise grafiidi kujul;

- tempermalm- saadakse valgemalmvalandite lõõmutamisel. Kogu süsinik või märkimisväärne osa sellest on vabas olekus helbegrafiidi kujul (lõõmutatud süsinik);

• struktuur:

- ferriitne;

- ferriit-perliit;

- perliitne;

• keemiline koostis:

- legeerimata;

- sulam- eriotstarbeline.

Seega erineb malm (v.a valge) terasest selle poolest, et konstruktsioonis on grafiidist lisandeid (joon. 1) ja malmid erinevad üksteisest nende lisandite kuju poolest.

Riis. 1. Malmi klassifikatsioon vastavalt metallaluse struktuurile ja grafiidi lisandite kujule: A - ferriit; b - ferriit ja perliit; V- perliit; / - lamell; 2- keerlemine; 3 - helbed; 4- sfääriline.

Malmi mehaanilised omadused sõltuvad struktuurist ja peamiselt grafiidisulgude kujust, kogusest, suurusest ja leviku iseloomust. Grafiidi kandmised määravad malmi tehnoloogilised ja tööomadused. Grafiidi lisandite olemasolu hõlbustab malmist osade töötlemist rabedate laastude tõttu lõikamise teel. Grafiit suurendab kulumiskindlust ja annab malmile head hõõrdumist takistavad omadused tänu oma "määrdeainele". Malm on madala tundlikkusega erinevate pinnadefektide, lõigete, soonte jms suhtes, kuna grafiidisulgud ise on pinge kontsentraatorid ja nendele paari lisamine ei mõjuta oluliselt materjali üldist tugevust. Erinevalt metallalusest ei lase grafiit hästi elastseid vibratsioone, mistõttu on malmil kõrge summutusvõime, mis võimaldab summutada vibratsiooni ja resonantsvibratsiooni.

Malmi kõvadus sõltub grafiidisulgude kujust vähe ja selle määrab metallaluse struktuur. Ferriitmalmi kõvadus on ~150 HB ja ferriit-perliitmalmi kõvadus ~200 HB; perliit ~250 HB.

Malmi lisandid

Tavaline tööstuslik malm sisaldab sama lisandid , süsinikterase, st mangaani, räni, väävli ja fosforina, kuid suuremates kogustes. Need lisandid mõjutavad oluliselt grafitimise tingimusi ja sellest tulenevalt malmi struktuuri ja omadusi.

Silikoonid avaldab eriti tugevat mõju malmi struktuurile, suurendades grafitiseerumist. Ränisisaldus malmis on väga erinev: 0,3-0,5 kuni 3-5%. Ränisisaldust muutes on võimalik saada omadustelt ja struktuurilt täiesti erinevaid malme - vähese ränisisaldusega valgest kuni kõrge ränisisaldusega ferriitseni (lamell- või kõrgtugevad nodulaarse grafiidiga).

Mangaan erinevalt ränist takistab see grafitiseerumist või, nagu öeldakse, soodustab malmi pleegitamist.

Väävel aitab kaasa ka malmi pleegitamisele, kuid halvendab samal ajal selle valuomadusi (eriti vähendab voolavust). Seetõttu on malmi väävlisisaldus piiratud: väikeste valandite ülempiir on 0,08%; suurematele (kui talub veidi halvemat voolavust) - kuni 0,1-0,12% S.

Fosfor ei avalda praktiliselt mingit mõju grafitiseerimisprotsessile. Fosfor on aga kasulik lisand malmis, kuna see parandab voolavust.

Valge malm

Malm sai selle nimetuse mattvalge värvusega murru tüübi järgi. Kogu selles malmis sisalduv süsinik on seotud olekus tsementiidi kujul. Valgemalmid võivad olenevalt süsinikusisaldusest olla hüpoeutektilisi (perliit + ledeburiit), eutektilisi (ledeburiit) ja hüpereutektilisi (esmane tsementiit + ledeburiit). Need malmid eristuvad nende suure kõvadusega (450-550 HB), kuna neis on palju tsementiiti. Seetõttu on need väga haprad ja neid ei kasutata masinaosade valmistamiseks. Valgemalmist valandeid kasutatakse tempermalmi järgnevaks tootmiseks grafitiseeriva lõõmutamise teel. Seejärel kasutatakse seda suurenenud väsimustugevusega osade valmistamiseks: väntvõllid ja nukkvõllid, klapipesad, õlipumba käigud, ketaspidurisadulad jne.

Pleegitatud malmidel on valgemalmi struktuuriga pinnakihid (12-30 mm), hallmalmi struktuuriga südamik. Sellise valandi kõrge pinnakõvadus suurendab selle kulumiskindlust. Seetõttu kasutatakse pleegitatud malmi lehtveski rullide, rataste, piduriklotside ja paljude muude suurema kulumise tingimustes töötavate osade valmistamiseks.

Hall malm

Malm sai oma nime murru tüübi järgi, mis on halli värvi. Hallmalm sisaldab oma struktuuris grafiiti. Malmi struktuur koosneb metallalusest ja grafiidist (plaatide kujul) ning selle omadused sõltuvad nendest kahest komponendist.

Võrreldes paberiga on grafiidil madalad mehaanilised omadused, nii et mõnel juhul võime eeldada, et selle hõivatud kohad on tühimikud ja praod. Tühikeste arvu suurenemisega halvenevad järsult malmi mehaanilised omadused. Tõmbepingete korral tekivad grafiidisulgude otstes kergesti murdekeskused. Malm käitub kokkusurumisel ja painutamisel palju paremini.

Hallmalmid on keerulise koostisega sulamid, mis sisaldavad rauda, ​​süsinikku, räni, mangaani ja lisandeid, nagu väävel ja fosfor. Viimane lahustub osaliselt ferriidis (~0,3%) ja siseneb lisaks kolmekomponentsesse eutektikasse (Fe-C-P), mille sulamistemperatuur on 950 °C. See parandab oluliselt malmi valuomadusi.

Väävel on kahjulik lisand, mis vähendab malmi mehaanilisi ja valuomadusi ning suurendab nendes pragude tekke kalduvust.

Räni sisaldub hallmalmi koostises (1-3%) peamise keemilise elemendina ja suurendab grafiidi vabanemist eraldunud tsementiidi tahkumisel ja lagunemisel.

Mangaan (0,2-1,1%) avaldab positiivset mõju malmi mehaanilistele omadustele, kuid raskendab grafitiseerimisprotsessi või soodustab selle pleegitamist. Seega võime öelda, et grafitiseerumisaste sõltub otseselt süsiniku (2,2-3,7%) ja räni (1-3%) hulgast malmis.

Väikestes kogustes võivad maagist hallmalmi sattuda kroom, nikkel ja vask, mis samuti mõjutavad grafitiseerumist. Grafiidi lisandite arv ja aluse struktuur mõjutavad hallmalmi omadusi.

Metallaluse struktuuri järgi jagunevad hallmalmid kolme rühma:

1) hall perliit perliit+grafiit struktuuriga (seotud süsiniku hulk ~0,8%).

2) hall ferriit-perliit struktuuriga ferriit + perliit + grafiit (seotud süsiniku hulk on alla 0,8);

3) ferriit + grafiit struktuuriga hall ferriit (kõik süsinik grafiidi kujul).

Hallmalmi mehaanilised omadused sõltuvad metallaluse omadustest ja selle kogusest, grafiidisulgude (tühingute) kujust ja suurusest.

Märgistushall malm

Vastavalt standardile GOST 1412-85 sisaldab malmi tähistus tähtede ja numbrite kombinatsiooni, näiteks SCH15. SCH tähistab halli malmi, numbrid näitavad tõmbetugevuse väärtust. Standard näeb ette järgmised malmiklassid: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCh24; SCh25; SCh30; SCh35; SCh40; SCH45.

Mõne hallmalmi indikaatorite väärtused on toodud tabelis. 1.

Tabel 1. Mõne hallmalmi mehaanilised omadused

Grafiidi olemasolu aitab kaasa laastude lihvimisele lõikamise ajal ja sellel on määriv toime, mis suurendab malmi kulumiskindlust.

Ferriithalli malmi marke SCh10 ja SCh15 kasutatakse kergelt ja mõõdukalt koormatud osade jaoks: katted, äärikud, hoorattad, pidurisadulad, piduritrumlid, siduri ajamikettad jne.

Ferriit-perliit hallmalmi marke SCh20 ja SCh25 kasutatakse suurenenud staatilise ja dünaamilise koormuse all töötavate osade jaoks: mootori silindriplokid, silindrite kolvid, siduritrumlid, masinaalused jne.

Perliitmalmi kasutatakse võimsate tööpinkide ja mehhanismide raamide valamisel. Sageli kasutatakse perliithalli modifitseeritud malmi. Sellised malmid saadakse, lisades vedelmalmile enne valamist spetsiaalseid lisandeid - ferrosiliitsiumi (0,3-0,6% laengu massist) või ränikaltsiumi (0,3-0,5% laengu massist). Selliste malmide hulka kuuluvad SCh40 ja SCh45 klassi malmid, millel on paremad mehaanilised omadused tänu grafiidisulgude kuju täiustamisele. Neid malme kasutatakse pumbakorpuste, kompressorite ja hüdroajamite valmistamiseks.

Kõrgendatud temperatuuridel töötavate osade jaoks kasutatakse legeeritud hallmalmi, mis sisaldab lisaks kroomi, niklit, molübdeeni ja alumiiniumi.

Tempermalm

Tempermalmi nimetatakse tempermalmiks, kuna seda saab allutada survetöötlusele, kuigi malmi ei sepita ning malmist osi toodetakse ainult valamise teel, kuna tempermalm on hallmalmiga võrreldes kõrgem elastsus.

Tempermalmi toodetakse valgete hüpoeutektiliste malmivalandite grafitiseeriva lõõmutamise teel. Tempermalm ei tohiks sisaldada suures koguses mangaani, kuna lõõmutamise ajal segab see grafitiseerimisprotsessi, samuti suures koguses süsinikku ja räni, mis raskendab valandite saamist valgest malmist, kuna kristalliseerumise käigus eraldub grafiit. hakkab sadestuma plaatide kujul. Seetõttu on kõrgtugevaks malmiks lõõmutatud valgemalmi keemilisel koostisel sisalduspiirangud: 2,5-3,0% C; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; vähem kui 0,12% S; vähem kui 0,18% R.

Valuosa paksus ei tohiks ületada 40-50 mm, kuna suurema paksuse korral moodustub südamikus lamellgrafiit, mis muudab malmi lõõmutamiseks sobimatuks.

Lõõmutamine toimub kahes etapis. Esimesel etapil kuumutatakse valgemalmist valandid aeglaselt temperatuurini 930–1050 ° C ja hoitakse sellel temperatuuril 15 tundi. Sel juhul laguneb kõrgtemperatuurilises ledeburiidis sisalduv tsementiit ja vabanenud süsinikust moodustub helbetaoline grafiit.

Teises etapis jahutatakse valandid temperatuurini 700–760 °C, mis vastab eutektoidi transformatsioonile, ja hoitakse sellel temperatuuril kuni 30 tundi või jahutatakse väga aeglaselt. Sel juhul perliidis sisalduv tsementiit laguneb. Pärast teise etapi lõppu koosneb malmi struktuur ferriidist ja helbegrafiidist. Seda tüüpi malmi nimetatakse ferriitseks tempermalmiks.

Kui jahtumine ei olnud eutektoidi transformatsioonile vastavate temperatuuride piirkonnas piisavalt aeglane või grafitiseerimise teises etapis oli kokkupuude ebapiisav, siis perliidis sisalduva tsementiidi lagunemine ei toimu täielikult. Sel juhul koosneb malmi struktuur ferriidist, perliidist ja helvestest grafiidist. Seda tüüpi malmi nimetatakse ferriit-perliit tempermalmiks.

Kui temperatuurivahemikus jahutamist kiirendati, siis perliidis sisalduva tsementiidi lagunemist ei toimu. Sel juhul koosneb malmi struktuur perliidist ja helvestest grafiidist. Seda tüüpi malmi nimetatakse perliitmalmiks.

Märgistus. Tempermalm vastavalt standardile GOST 1215-79 on tähistatud tähtedega “KCH” ja kahe numbriga: esimene tähistab tõmbetugevust; teine ​​on suhteline pikenemine (%).

Mõne tempermalmi mehaaniliste omaduste väärtused on toodud tabelis. 2.

Tabel 2. Mõne kõrgtugeva malmi mehaanilised omadused

Kõrgtugev malm

Kõrgtugevat malmi nimetatakse sfäärilise grafiidiga malmiks, mis on saadud valu kristalliseerumise käigus. Sellel grafiidisulgusel on väiksem pind võrreldes sama mahuga plaadi- ja helbetaolistega ning see vähendab pingekontsentratsiooni.

Grafiidi sfääriline vorm saadakse magneesiumi või magneesiumi nikliga või ferrosiliitsi viimisega vedelasse malmi.

Modifikaatorite mõjul omandab grafiit kristalliseerumisel sfäärilise kuju. Sfäärilise grafiidiga malmidel on võrreldes teiste malmidega kõrgemad mehaanilised omadused. Kõrgtugevad malmid on omadustelt sarnased valatud süsinikterasele, kuid neil on paremad valuomadused, neid on lihtne lõigata ja need on kõrge kulumiskindlusega. Plastilisuse ja sitkuse suurendamiseks töödeldakse kõrgtugevast malmist valandeid kuumtöötlusega: lõõmutamine, normaliseerimine, süstimine ja karastamine. Samaaegselt plastilisuse suurenemisega vähendab kuumtöötlus valandites jääkpingeid, mis suurendab nende jõudlust.

Märgistus. Kõrgtugev malm vastavalt standardile GOST 7293-85 on tähistatud sarnaselt tempermalmile: tähtede “HF” ja numbritega: esimene tähistab tõmbetugevuse väärtust, teine ​​- suhtelist pikenemist (%).

Standard näeb ette järgmised malmiklassid: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Kõrgtugeva malmi keemiline koostis: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9% Si; 0,3-0,7% Mn; mitte rohkem kui 0,02% S; mitte rohkem kui 0,1% R. Kõrge tugevusega ferriitmalmidel (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) on δ 22 kuni 10%, 140-225 HB; perliidi baasil (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - δ 7 kuni 2%, 153-360 HB.

Kõrgtugevate malmide kõrge tugevus ja elastsus võimaldavad neid kasutada autode diiselmootorite väntvõllide ja muude osade valmistamiseks, mis töötavad hõõrdesõlmedes suurenenud koormuse all.

Hõõrdumisvastased malmid

Hõõrdumisvastased malmid on spetsiaalsed hallid ja ülitugevad malmid, millel on suurenenud hõõrdumisevastased omadused. Nendel malmidel on madal hõõrdetegur, mis sõltub ferriidi ja perliidi vahekorrast aluses, samuti grafiidi kogusest ja vormist. Perliitmalmides tagab kõrge kulumiskindluse metallalus, mis koosneb õhukesest perliidist ja ühtlaselt jaotunud fosforeutektikast eraldatud lamellgrafiidi lademete juuresolekul.

Hõõrdumisvastasest malmist (GOST 1585-85) valmistatud valandeid kasutatakse laagrite hõõrdesõlmedes töötavate osade valmistamiseks.

Märgistus. Hõõrdumisvastase malmi klassid on järgmised: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Tähed "ACS" tähistavad hõõrdumist takistavat hallmalmi; “AChV” - hõõrdumisvastane ülitugev malm; "AChK" - hõõrdumisvastane tempermalm.

Hõõrdevastased hallmalmid - perliitmalm AChS-1 ja AChS-2 ning perliit-ferriitmalm AChS-3 - on madala hõõrdeteguriga, olenevalt ferriidi ja perliidi vahekorrast aluses, samuti kogusest ja grafiidi vorm. Perliitmalmides tagab kõrge kulumiskindluse metallalus, mis koosneb õhukesest perliidist ja ühtlaselt jaotunud fosforeutektikast eraldatud lamellgrafiidi lademete juuresolekul.

Hõõrdumisvastast hallmalmi kasutatakse liuglaagrite, pukside ja muude osade valmistamiseks, mis töötavad metalliga hõõrdumisel, sageli määrdeaine juuresolekul. Karastatud või normaliseeritud terasvõllidega paralleelselt töötavad osad on valmistatud AChS-1 ja AChS-2 malmist ning töötamiseks koos termiliselt töötlemata võllidega kasutatakse malmi AChS-3.

Hõõrdevastast kõrgtugevat (nodulaarse grafiidiga) malmi valmistatakse perliitstruktuuriga - AChV-1 ja ferriit-perliiti (50% perliiti) - AChV-2. AChV-1 malmi kasutatakse töötamiseks suurenenud perifeerse kiirusega hõõrdeseadmetes koos karastatud või normaliseeritud võlliga.

Hõõrdumisvastaste malmide peamine eelis võrreldes hõõrdevastaste pronksidega on nende madal hind ning peamiseks puuduseks on halb sissesõit, mis nõuab hõõrdepindade täpset paaritamist.

1. Legeerimata malmi omadused

Hallmalmi omadused

Hallmalmi tootmine toimub kõrgahjus. Lähteaineks on. Halli sulami struktuuri moodustamine toimub ainult madala jahutuskiiruse tingimustes. Oma kujul meenutab malmis sisalduv süsinik lamellgrafiiti. Sellepärast iseloomustab luumurdu hall värv.

Märgistusfunktsioonid

Halli malmi märgistamiseks kasutatakse tähti SCH ja numbreid. Viimane neist näitab, milline on materjali tõmbetugevus venitamise perioodil. Seda materjali iseloomustavad universaalsed valuomadused - vähene kokkutõmbumine ja kõrge voolavus.

Rakendus

Materjali iseloomustab suur võime hajutada vibratsiooni vibratsiooni muutuva koormuse tingimustes. Metalli iseloomustab kõrge tsükliline viskoossus. Seetõttu valmistatakse sellest materjalist valtsimismasinad ja masinavoodid. Hoorattad, rihmarattad, korpused, kolvirõngad jne on samuti valmistatud hallist sulamist.

Kõrgtugeva malmi omadused

Kõrge tugevusega malmi iseloomustab sfääriliste grafiidi lisandite olemasolu. Nende lisandite tootmine on tagatud hallmalmi modifitseerimisega. Grafiidi sfäärilise kuju tõttu ei teki teravat pingekontsentratsiooni. Sellepärast iseloomustab seda materjali kõrge tugevus venitamise ja painutamise ajal.

Kõrge tugevusega malmi iseloomustab HF-märgiste ja numbrite olemasolu, mis näitavad selle materjali tugevust. Seda metalli iseloomustab kõrge voolavus ja vähene kokkutõmbumine.

2. Legeermalmi omadused

Legeeritud malm saadakse legeeritud komponentide, näiteks ja teiste lisamisega tavalise malmi koostisse. Legeerimine annab malmile erilised omadused. Legeermalmid võivad vastavalt nende omadustele olla:

Kulumiskindel;
Kuumuskindel;
Hõõrdumisvastane;
Kuumuskindel.

Legeermalmi märgistamine toimub vastavalt terase tüübile: Ch on kuumakindel malm, ICh on kulumiskindel malm, ACh on hõõrdumisvastane malm, ZhCh on kuumakindel malm. Pärast seda võivad olla tähed, mis näitavad legeerivaid elemente. Tähtede järel on numbrid, mis näitavad legeerivate elementide ligikaudset sisaldust protsentides. Joonise puudumisel saab hinnata umbes ühe protsendi legeeriva elemendi olemasolu.

Kulumiskindla malmi omadused

Kulumiskindlus on materjali omadus, mis võimaldab tal vastu pidada hõõrdumisest tingitud kulumisele. Selle omaduse tagamiseks lisatakse valgele malmile kroomi, volframi ja molübdeeni.

Kulumiskindla sulami märgistamiseks kasutatakse tähti ICH ja numbreid, mis näitavad legeerelementide protsenti neis.

Kulumiskindlat malmi iseloomustab kõrge vastupidavus abrasiivsele kulumisele, mis võimaldab seda kasutada siduriketaste, pidurite, abrasiivset ainet pumpavate pumpade osade ja liivapuhurite osade tootmiseks.

Kuumakindlate malmide omadused

Kuumakindlus on omadus, mille korral materjal suudab kõrgel temperatuuril gaasikeskkonnas oksüdeeruda.

Kuumakindlus tagatakse halli või valge malmi legeerimisel selliste materjalidega nagu räni, kroom ja alumiinium. Materjali pinnal on tihedad kaitsvad oksiidkiled, mille abil kaitstakse sulamit oksüdeerumise eest kõrgel temperatuuril.

Kuumakindla malmi märgistamine toimub tähtede ZhCH abil. Pärast seda on numbrid, mis tähistavad legeerivaid elemente.

Vedelkristallide abil valmistatakse osi, mis töötavad leelis-, gaasi- ja õhukeskkonnas ning taluvad kuni 1100 kraadi Celsiuse järgi. Neid kasutatakse selliste ahjude konstruktsioonide tootmisel nagu termilised, kõrgahjud ja lahtise koldega ahjud.

Kuumuskindla malmi omadused

Kuumakindlus on metalli võime säilitada oma omadused kõrgel temperatuuril.
Kuumakindlus saavutatakse, kui halli või valget malmi legeeritakse selliste materjalidega nagu kroom, nikkel, molübdeen või. Kõik kuumakindlad materjalid on ka kuumakindlad, kuid mitte kõik kuumakindlad materjalid ei ole kuumakindlad. Kuumakindel sulam on tähistatud tähega H.

Seda materjali kasutatakse laialdaselt gaasiahjude tootmiseks. Seda kasutatakse kompressorseadmete diiselmootoritesse paigaldatud osade valmistamiseks. Samuti paigaldatakse sellest materjalist osad saunadesse ja vannidesse. Kuumuskindel malm on materjal, millel on sõlmeline grafiit.

Hõõrdumisvastaste malmide omadused

Antihõõrdumine on materjali võime töötada hõõrdetingimustes. Hõõrdumisvastane malm võib olla hall, kõrgtugev või kõrgtugev malm, mida iseloomustab perliitne või perliit-ferriitne struktuur (perliit< 85 %). Для легирования антифрикционных чугунов в большинстве случаев используется хром, медь или титан.

Selle tulemuseks on peendispersne perliit-ferriidi struktuur. Hõõrdumisvastasel malmil on järgmised omadused: kõrge kulumiskindlus ja üsna madal hind. Kui võrrelda seda materjali, siis on sellel madalam hõõrdumise tase.

Selle materjali valmistamise aluseks on hall (ASH), tempermalm (AChK) ja kõrgtugev (ASHV) malm. Seda materjali kasutatakse väga sageli värviliste metallide sulamite asendajana. Materjali tõhusaks ja korrektseks tööks on vaja seda regulaarselt ja kvaliteetselt määrida. Kui täheldatakse suurt põrutuskoormust, vähendab see hõõrdumisvastase malmi jõudlust.

Malm on raua ja süsiniku sulam (mille kogus on üle 2,14%), mida iseloomustavad eutektilised moodustised. Malmis sisalduv süsinik on grafiidi ja tsementiidi kujul. Sõltuvalt grafiidi vormidest ja tsementiidi kogusest jaotatakse malm: valge ja hall, tempermalm ja kõrgtugev malm. Chem. Malmi koostis sisaldab püsivaid lisandeid (Si, Mn, PS, P) ja harvadel juhtudel esineb ka legeerivaid elemente nagu (> Cr, Ni, V, Al jne). Malm on tavaliselt rabe. Malmi laialdast levikut masinaehituses soodustas nii heade valukodade olemasolu kui ka tugevus ja kõvadus. Maailma toormalmi tootmine ulatus enne 2008. aasta kriisi enam kui 953 miljoni tonnini (eelkõige sulatati 477 miljonit tonni Hiinas).

Malmi ja selle tüüpide keemiline koostis

Valget ja halli malmi tüüpe eristab murde värvus, mille määrab malmis süsiniku struktuur raudkarbiidi või vaba grafiidina; kõrgtugev malm sõlmelise grafiidiga, malm vermikulaarse grafiidiga. nimetatakse tempermalmist. Süsinik valges malmis on tsementiidi kujul ja hallmalmis on see grafiidi kujul.

Valge malmi koostis

Valges malmis on kogu süsinik tsementiidi kujul. Valge malmi struktuur sisaldab perliiti, ledeburiiti ja tsementiiti. Heleda varjundi tõttu sai malm valge nime.

Hallmalmi koostis ja struktuur

Hallmalm on malmi tüüp, mis ei sisalda ledeburiiti, kuid sisaldab kogu süsinikku (või osa süsinikust) grafiidi kujul. See sai oma nime murdepinna halli värvi tõttu.

Koos valge malmiga kuulub see peamiste malmitüüpide hulka. Hallmalmi koostis sisaldab lisaks rauale ja süsinikule (2,5 ... 4,5%) räni (0,8 ... 4,5%), aga ka mangaani (0,1 ... 1,2%) ja fosforit (0,02...0,3%) väävliga (0,02...0,15%). Hallmalmi tõmbetugevus on 100 ... 350 MPa, survetugevus 450 ... 1400 MPa, Brinelli kõvadus 143 ... 289 HB.

Hallmalmi peamised omadused on madal rebenemiskindlus ja üsna madal löögitugevus. Seega, mida väiksemad on grafiitplaadid ja mida rohkem on plaadid üksteisest eraldatud, seda kõrgemad on sama metallalusega malmi tugevusomadused. See struktuur saadakse modifitseerimise teel, mille käigus viiakse vedelasse metallisulamisse väikeses koguses aineid, mida nimetatakse modifikaatoriteks (ferrosilicon ja ränikaltsium).

Tempermalm, tootmisprotsess

Tempermalm saadakse valgemalmi pikaajalisel lõõmutamisel, peale seda protsessi tekib helbekujuline grafiit. Tempermalmi metallist alus sisaldab: ferriiti ja harvemini perliiti.

Kõrgtugevast malmist struktuur

Kõrgtugeval malmil on oma struktuuris kerakujuline grafiit, mis saadakse materjali kristalliseerumise käigus. Nodulaarne grafiit nõrgestab metallist alust sama palju kui tabelgrafiit, ilma et see oleks pinget tõstev.

Poolmalmi ehituslikud omadused

Osa poolmalmi süsinikust (üle 0,8%) on tsementiidi kujul. Selle malmi peamised konstruktsioonikomponendid on perliit, ledeburiit ja lamegrafiit.

Malmi klassifikatsioon

Malmi keemilise koostise ja süsinikusisalduse põhjal nimetatakse hallmalmi hüpoeutektiliseks (2,14-4,3% süsinikku) ja eutektiliseks (4,3%), hüpereutektiliseks (4,3-6,67%). Sulami koostis mõjutab suuresti lõppmaterjali struktuuri.

Tööstuses on erinevat tüüpi malmil järgmised märgised:

• malm-P1, P2;
• valamiseks kasutatakse malmi - PL1, PL2,
• fosfori tüüpi malmi töötlemine - PF1, PF2, PF3,
• kvaliteetsete malmitüüpide töötlemine - PVK1, PVK2, PVK3;
• lamellgrafiit-SCh malm (tähtedele “> SCh” järgnevad numbrid näitavad tõmbetugevuse väärtust (vkgf / mm);

Hõõrdumisvastased malmi tüübid:

• hõõrdumisvastane hall-ASH,
• hõõrdumisvastane ülitugev AChV tüüp,
• hõõrdumisvastane tempermalmist tüüp-AChK;

Valandite sfäärilise grafiidiga malm - HF (tähtede "HF" järel olevad numbrid tähistavad tõmbetugevust vkgf / mm;

16. sajandi alguses hakati Vene impeeriumis malmi sulatama. Malmisulatus kasvas väga kiires tempos ja Peeter 1 valitsemisajal oli Venemaa metallisulatuse liider Euroopas. Aja jooksul hakkasid valukojad kõrgahjudest eralduma, mis andis tõuke iseseisvate rauavalukodade arengule. 19. sajandi alguses hakati tehastes tootma kõrgtugevat malmi ja 20. sajandi lõpus valdasid legeermalmi tootmist.

Kindlasti on paljud malmtoodetega igapäevaelus või tööl kokku puutunud. Sellel materjalil on hea tugevus ja suurepärased valuomadused.

Malm on teras või õigemini rauast ja süsinikust koosnev raua-süsiniku sulam, mille maht on 2,14% kuni maksimaalselt 6,67% ja mida võib koostisesse lisada tsementiidi või grafiidina. Malm on definitsiooni järgi insener-tehniline materjal, mis on odav ja kergesti valmistatav ning on terase sulatamise aluseks. Selle tootmine viitab keerukatele keemilistele protsessidele, mis toimuvad teatud tootmisetappides.

Peamised omadused ja koostis

Lisaks rauale ja süsinikule sisaldab see sulam täiendavaid lisandeid, mis mõjutavad selle omadusi. Malmi mitmekesine koostis annab sellele suure kõvaduse, voolavuse ja suurendab haprust. Sisaldab: väävlit, räni, mangaani, fosforit. Sissetuleva süsiniku tõttu on malmisulam kõrge kõvadusega, kuid samal ajal väheneb aine tempermalmistavus ja plastilisus. Metallile eriomaduste andmiseks lisatakse teatud lisandeid. Kasutatakse järgmisi legeerivaid komponente: nikkel, vanaadium, samuti kroom ja alumiinium. Malmist valem koosneb raud-süsinikusest alusest koos täiendavate lisanditega. Selle tihedus on umbes 7,2 g/cm3, mis on metalliühendite puhul üsna kõrge väärtus.

Malm koosneb mitmest komponendist, mistõttu võivad selle variatsioonide omadused oluliselt erineda. Lisaks süsinikule ja rauale sisaldab koostis kuni 2% mangaani, 1,2% fosforit, 4,3% räni ja kuni 0,07% väävlit. Räni vastutab voolavuse eest, parandab oluliselt valamisomadusi ja muudab selle ka pehmemaks. Mangaani kasutatakse tugevuse suurendamiseks. Väävli lisamine vähendab tulekindlust ja vähendab selle voolavust. Lisaks on sellel kahjulik mõju, mis väljendub pragude ilmnemises kuumadel valanditel (punane rabedus). Fosfori olemasolu vähendab mehaanilisi omadusi, kuid võimaldab valada keerulise kujuga esemeid.

Malmi struktuur näeb välja nagu grafiidist lisanditega metallalus. Olenevalt tüübist sisaldab see perliiti, helbegrafiiti ja ledeburiiti. Need elemendid määravad selle omadused ja esinevad erinevates kogustes või puuduvad täielikult.

Sulamistemperatuur jääb vahemikku minimaalselt +1160 °C kuni +1250 °C. Sellel on kõrged korrosioonivastased omadused ja see võitleb aktiivselt nii kuiva (keemilise) kui ka märgkorrosiooni vastu. Tänu temale sündis roostevaba teras – kõrge kroomikomponendi sisaldusega terasesulam.

Kasutusala

Malmi kasutatakse masinaehituses laialdaselt erinevate osade valamisel. Kasutatakse väntvõllide ja mootoriplokkide valmistamiseks. Lisaks toodetakse kvaliteetseid patju, mis on väga hõõrdumiskindlad. Neid kasutatakse madalatel temperatuuridel, kus malmi kasutatakse eranditult selle kõrgete tööomaduste tõttu. Neid omadusi kasutatakse mitmesuguste masinaelementide tootmisel, mis kasutavad malmist sulamit töötamiseks karmis kliimas. Seda materjali kasutavad metallurgid laialdaselt selle suurepäraste valuomaduste ja madala hinna tõttu. Valatud toodetel on kõrge kulumiskindlus ja suurenenud tugevus.

Paljud torustiku osad on samuti valmistatud malmist alusest. Need on radiaatorid, kütteradiaatorid, torud, vannid, erinevad valamud koos valamutega. Paljud tooted on endiselt kasutusel, kuigi need paigaldati mitu aastakümmet tagasi. Need esemed säilitavad oma esialgse välimuse aastaid ega vaja restaureerimistöid. Lisaks peetakse malmist kööginõusid paljude roogade valmistamisel üheks kõige mugavamaks.

Sordid

Oma omaduste järgi jaguneb malmisulam konversiooniks ja valukojaks. Esimest kasutatakse terase sulatamisel hapnikumuunduri meetodil. Seda liiki iseloomustab vähenenud mangaani ja räni kogus. Malmi valumaterjali kasutatakse paljude detailide tootmiseks. Sellelt aluselt valmistatud toodete näidised on näha vastavatel fotodel.

Erilist sorti kuuluvad nikli-kroomisulamid (nihardid). Nende hulka kuuluvad madala süsinikusisaldusega ja kõrge süsinikusisaldusega malm. Esimest iseloomustab suurenenud tugevus ja teist suurenenud kulumiskindlus. Peamised sordid on valged ja hallid sulamid. Need materjalid erinevad nii süsinikusisalduse kui ka omaduste poolest. Lisaks kasutatakse aktiivselt tempermalmist, legeeritud ja ülitugevaid tüüpe.

Hall

Hallmalmidel on madal elastsus, viskoossus ja neid on töötlemise ajal lihtne lõigata. Neid kasutatakse mittekriitiliste osade, aga ka kuluvate elementide valmistamisel. Hallmalm sisaldab süsinikku grafiidi, perliidi või ferriitperliidi kujul. Selle kogus on umbes 2,5%, mis tagab toodetele kõrge tugevuse. Hallist sulamist valmistatakse erinevate tööstusseadmete korpused, hammasrattad, kronsteinid ja puksid. Suures koguses fosforit (umbes 0,3 - 1,2%) sisaldav materjal on hea voolavusega ja seda kasutatakse kunstilises valus.

Valge

Sisaldab suures koguses süsinikku (üle 3%) tsementiidi või karbiidi kujul. Selle materjali murdumiskoha valge värv andis ühendusele nime. Seda tüüpi sulamil on suurenenud haprus ja rabedus, mis kitsendab oluliselt kasutusala. Selle põhjal toodetakse lihtsa kujuga osi staatiliste funktsioonide täitmiseks ilma oluliste koormusteta. Valge materjali tehnilisi omadusi saab parandada legeerivate komponentide lisamisega. Selleks kasutatakse niklit, kroomi ja palju harvem alumiiniumi või vanaadiumi. Selliste lisanditega kaubamärki nimetatakse sormiidiks. Seda kasutatakse mitmesuguste seadmete kütteelemendina. Sormiidil on stabiilsed omadused temperatuuril mitte üle +900 °C. See materjal on tavaliste majapidamisvannide valmistamise aluseks.

Tempermalmist

Seda tüüpi saadakse valgest valades edasise kuumtöötlemisega. Sel juhul kasutatakse pikaajalist lõõmutamist, mille käigus tsementiit laguneb, moodustades grafiidi. Seda protsessi nimetatakse grafitiseerimiseks koos süsinikuhelveste moodustumisega struktuuris. Grafiit omandab selle kuju pikaajalise lõõmutamise teel. Sellel on positiivne mõju metallalusele, mis muutub terviklikumaks, plastilisemaks ja viskoossemaks.

Tempermalm töötab hästi madalatel temperatuuridel ega ole väga tundlik lõigete suhtes. Kasutatakse pideva hõõrdumise all töötavate elementide valmistamisel. Lisaks on tempermalmist sulam aluseks väga keeruka konfiguratsiooniga toodetele: nurgad, piduriklotsid, tiisid, tagatelgede autokorpused ja muud konstruktsioonid. Paremad omadused saavutatakse boori, telluuri ja magneesiumi lisamisega.

Suur tugevus

See on suurendanud tugevust ja seda kasutatakse kriitiliste toodete tootmiseks ning mõnel juhul asendab see isegi terast. See ülitugev malm saadakse spetsiaalsete lisandite (tseerium, kaltsium, ütrium, magneesium) lisamisel hallile vormile. Sellest valmistatakse hammasrattad, kolvid, väntvõllid ja muud osad. Kõrge soojusjuhtivus võimaldab valada elemente nii kütteseadmete kui ka torustike jaoks.

Sulam

Legeeritud malmi sulam sisaldab täiendavaid lisandeid. Kompositsioon sisaldab suures koguses titaani, niklit, kroomi, aga ka tsirkooniumi, vanaadiumi, molübdeeni, alumiiniumi ja muid elemente. Need annavad suure tugevuse, kõvaduse ja kulumiskindluse. Legeeritud materjale kasutatakse mehhanismide osade tootmisel, mis interakteeruvad gaasilise ja agressiivse keskkonnaga, samuti vesilahuste mõjul töötavate mehhanismide osade tootmisel.

Metalli eelised

See sulam on klassifitseeritud mustmetallurgias toodetud materjaliks. Teatud omaduste määramisel võrreldakse seda sageli terasega. Malmist valmistatud esemel on terasest analoogiga võrreldes madal hind. Lisaks on malmist elementidel väiksem kaal ja tugevus. Neid malmi omadusi laiendavad oluliselt sulamites erinevate lisandite kasutamine. Selle parameetritel on järgmised positiivsed omadused:

• keskkonnasõbralik materjal, mida kasutatakse majapidamistarvete, sealhulgas nõude valmistamisel;
• vastupidav happe-aluse keskkonnale;
• hügieeniline;
• võime pikka aega säilitada temperatuuri;
• teatud tüüpide tugevus on võrreldav terasega;
• töö kestus, mille jooksul selle kvaliteedinäitajad ainult paranevad;
• Organismile täiesti kahjutu.

Tootmine

Malmissulami tootmine on materjalimahukas ja kulukas protsess. Ühe tonni materjali sulatamiseks kulub umbes 900 liitrit tavalist vett ja umbes 550 kg koksi. Sulamistemperatuur on umbes +1200 °C, mis nõuab spetsiifilisi sulatusseadmeid. Massi saamiseks on vaja maaki, kus sisalduva raua massiosa on üle 70%. Ammendatud maakive ei kasutata majandusliku ebaefektiivsuse tõttu.

Materjal sulatatakse spetsiaalsetes kõrgahjudes. Seal läbib rauamaak täieliku tehnoloogilise tsükli, alustades maagioksiidide redutseerimisest ja lõpetades malmisulami valmistamisega. Materjali valamine nõuab kütust: koksi, termoantratsiiti ja maagaasi. Redutseerimisprotsessi lõpus asetatakse tahkel kujul olev raud ahju spetsiaalsesse ossa, et selles sisalduv süsinik lahustuks. Pärast interaktsiooni saadakse malmmass, mis langeb vedelal kujul alla. Sulamata lisandid surutakse pinnale ja seejärel eemaldatakse. Seda räbu kasutatakse paljude materjalide tootmiseks. Pärast tarbetute osakeste eemaldamist sulatisest lisatakse lisandid, et saada teatud klassi malmisulamid.

sulam, mille tulemuseks on tööstuslikud materjalid

Malmi mõiste, selle avastamise ja tarbimise ajalugu, malmi tootmine, malmi tootmise etapid, malmi müügimaad, malmi üldised omadused, malmi esinemine looduses, malmi mineraalid, malm rauaühendid, malmi eraldamise meetodid tahketest materjalidest, malmi töötlemine, malmi töötlemise tööstuslikud protsessid, malmi omadused, malmi kasutusalad, malm ja sellega seotud keskkonnaprobleemid, peamised keskkonnasaasteallikad malm, malmi mürgistusest tulenevad haigused, malmi kvantitatiivne määramine, malmivarud maailmas, rauamaagi kaevandamine maailmas, malmi hind maailmaturgudel, huvitavad faktid malmi kohta

Laiendage sisu

Ahenda sisu

Määratlus on malm

Malm on suur anum, malmist, hiljem ka alumiiniumisulamist, ümara kujuga pott vene ahjus hautamiseks ja küpsetamiseks. Malmi eripäraks on kuju, mis järgib traditsioonilise savist pliidipoti kuju: alt kitsenev, ülevalt laienev ja kaela suunas taas kitsenev. See kuju võimaldab malmi ahju panna ja ahjust välja võtta, kasutades selleks spetsiaalset tööriista – käepidet, mis kujutab endast lahtist metallist rõngast pikal puidust käepidemel.

Malm on Fe (aluse) sulam C-ga (tavaliselt 2 4%), mis sisaldab püsivaid lisandeid (Si, Mn, S, P) ja mõnikord legeerivaid elemente (Cr, Ni, V, Al jne). Tavaliselt habras. Seda saadakse kõrgahjude rauamaagi materjalidest.

Malm on esimene sulatus, millest uuesti kuumutades ja tugeva haamri all pressides kaevandatakse. Valge malm, kõva ja rabe; hall ja must, pehme.

Malmist kuulid

Malm onüldnimetus erinevatele rauavormidele, peamiselt hallmalmile ja valuplokkidele (kohe pärast KÕHJUST lahkumist). See hõlmab mitmesuguseid raua sulameid süsiniku ja räniga, süsinikusisaldus jääb vahemikku 1,7–4,5%.

Malm on raua sulam süsinikuga (1,5–4%), sisaldab tavaliselt lisaks väikestes kogustes räni, mangaani, fosfori ja; saadakse kõrgahju abil rauamaakidest.

Malm on raua sulam suure hulga süsiniku ja muude elementidega. Suurem osa malmist töödeldakse.

Malmi, terase ja valtstoodete tootmine

Malm on raua sulam süsinikuga (ja muude elementidega). Süsinikusisaldus malmis on vähemalt 2,14% (faasidiagrammil süsiniku lahustuvuse piiramise punkt austeniidis): vähem - teras. Süsinik annab rauasulamitele kõvaduse, vähendades elastsust ja sitkust. Malmis sisalduv süsinik võib sisalduda tsementiidi ja grafiidi kujul. Sõltuvalt grafiidi kujust ja tsementiidi hulgast eristatakse valget, halli, tempermalmi ja kõrgtugevat malmi. Malm sisaldab püsivaid lisandeid (Si, Mn, S, P), mõnel juhul ka legeerivaid elemente (Cr, Ni, V, Al jne). Reeglina on malm rabe.

Malm on odav insenerimaterjal, millel on head valuomadused. See on terase sulatamise tooraine. Malmi saadakse rauamaagist kütuse ja räbusti abil.

Malm on süsinikuga segatud maagist sulatatud raud, hapram ja vähem tempermalmist kui teras . Ümara kujuga anum, metallist pott.

Malm on raua (aluse) sulam süsinikuga (2-4,5%), mis sisaldab püsivaid lisandeid (mangaani kuni 1,5%, räni kuni 4,5%, väävlit kuni 0,08%, fosforit kuni 1,8%) ja mõnikord ka legeerivaid elemente (kroom jne). Tavaliselt habras.

Malm on veidi süsinikku sisaldav raud, mis on saadud rauamaagi sulatamisel kõrgahjus, on hapram ja vähem tempermalmist kui teras. Pott, millestki sellisest tehtud anum.

Malm on raua sulam süsiniku ja mõnede muude elementidega, hapram ja vähem tempermalmist kui teras. Sellisest sulamist ümmarguse kujuga anum.

Malm on kõva rabe raua ja süsiniku sulam, mille viimase sisaldus on 2–5%; tõmbetugevus 8 12 kg/mm2; sulatatakse kõrgahjudes otse rauamaagist pooltootena), mida kasutatakse valamisel või ümbertöötlemisel.

Malm on rauasulam, milles süsiniku protsent jääb vahemikku 2,14–6,67. Selle materjali populaarsus on tingitud asjaolust, et see on odav ja sellel on suurepärased valuomadused. Peamiselt kasutatakse malmi terase tootmise toorainena. Lisaks võib legeerelementide lisamine malmile selle omadusi üsna oluliselt muuta, vähendades sellele materjalile omast haprust ja muutes selle isegi sarnaseks süsinikterastega. Malmi sulatamise tooraineks on raud, s.o. rauamaak. Väga lihtsalt öeldes näeb protsess välja umbes selline: oksiididest, milles see maagis on, redutseeritud raud sulatatakse õhu juurdevooluga, mille tulemuseks on keemiline reaktsioon süsinikuga – malmi moodustumine.

Malm onüks väheseid sulameid, mis võimaldab teil pikka aega säilitada sisu temperatuuri. Malmist teekannu on mugav kasutada teekannidena. Saate valmistada teed pikaks vestluseks, kartmata, et vestluse käigus valmistatud tee jahtub ja jääb maitsetuks. Selliste teekannide materjal on inimestele täiesti kahjutu ja seda on pikka aega kasutatud köögiriistade valmistamise materjalina. Sellist veekeetjat ei soovitata kasutada tee vee soojendamiseks, kuna seest kaetakse valmistamise ajal emailiga, mis võib kõrgete temperatuuride tõttu deformeeruda.

Malmi avastamise ja tarbimise ajalugu

Raud oli tööstuslikult kasutusel juba enne meie ajastut. Iidsetel aegadel saadi seda plastilises olekus sepis. Räbu eraldati seda käsnraudast haamrilöökidega välja pigistades. Raua tootmistehnoloogia arenedes tõusis järk-järgult protsessi temperatuur. Metall ja räbu hakkasid sulama; sai võimalikuks neid palju täielikumalt eraldada.

Kuid samal ajal suurenes metallis süsiniku ja muude lisandite sisaldus ning metall muutus rabedaks ja paindumatuks. Nii ilmus malm. Hiljem õpiti malmi töötlema; sündis maagist raua tootmise kaheetapiline meetod. Põhimõtteliselt jätkub see tänaseni: kaasaegne terase tootmise skeem koosneb kõrgahjuprotsessist, mille käigus saadakse maagist malm, ja terase valmistamisest, mis toob kaasa süsiniku ja muude lisandite hulga vähenemise metallis. .

Malmi ajalugu, malmtoodete kallal töötamine, sulatamine kõrgahjudes ja malmi enda välimus

Metallurgia tootmise kaasaegne kõrge tase põhineb teoreetilistele uuringutele ja erinevates valdkondades tehtud avastustele ning rikkalikele praktilistele kogemustele. Märkimisväärne osa selles protsessis kuulub Venemaa teadlastele. Näiteks olid Venemaa teadlased esimesed, kes kasutasid seda laialdaselt kõrgahjus sulatamiseks.

Malmi saadi kaubanduslikes kogustes juba enne meie ajaarvamist, kui rauda sulatasid sumerid, hiinlased, roomlased... Malmi peeti odavamaks kõrvalsaaduseks. Kuid nad leidsid sellele peagi kasutuse. Nii tekkisid malmist praepannid ja pajad. Ja tavalistel sajanditel on malmist juba saanud peamine materjal toiduvalmistamiseks mõeldud riistade valmistamisel. Vasest pada soojeneb muidugi kiiremini kui malmist, aga vask maksab kordades rohkem. Lisaks oksüdeerub vask kergesti ja selle oksiidid on tervisele väga kahjulikud. Seetõttu oli selliste nõude vaimne osa kaetud kõige õhema kihiga, mis kulus kasutamise käigus kiiresti ja tundis vajadust pideva uuendamise järele. Nõude ostmisele lisandusid tegevuskulud. Malm ei küsinud mingeid tegevuskulusid.

Tänapäeval jääb puuküttega ahjusid järjest vähemaks, terve malmpliit on muutumas eksootikaks ja paljud on haaret märganud alles filmides. Kuid ikkagi toodetakse malmist praepanne, hautamispanne, paja, pardi- ja hanepanne ning erinevaid küpsetusvorme. Sündisid kaaskodanikele seni tundmatud grillpannid - kandilise kujuga, künkliku põhjaga. Niisiis, hoolimata kõigist kulinaarse moe tehnilistest uuendustest ja siksakkidest, ei kavatse malm oma positsioonist loobuda.

See malmi lõikamine ajab mulle lihtsalt kananaha, aga tuleb päris hästi välja

Tempermalmi toodetakse valgemalmi pikaajalisel lõõmutamisel, mille tulemusena tekib helbekujuline grafiit. Sellise malmi metallist alus on ferriit ja harvem perliit. Tempermalm sai oma nime tänu suurenenud plastilisusele ja viskoossusele (vaatamata asjaolule, et see ei allu survetöötlusele). Tempermalm on suurendanud tõmbetugevust ja suurendanud löögikindlust. Keerulise kujuga osad on valmistatud tempermalmist: auto tagasilla korpused, piduriklotsid, tiisid, nurgad jne.

Politseisilla projekt oli väga edukas ja kiideti heaks „mudelina“. Mõni aeg hiljem valmistati kogu Moika sildade seeria jaoks malmplokke. Aleksandrovski tehas osales ka teiste pealinna sildade ehitamise projektides. Nii valati 1814. aastal külgplangud, piirded ja muud detailid Verise silla jaoks ning 1816. aastal Moskva eelposti juures asuva Suudlemissilla jaoks.

Terasest vannid kestavad umbes 15 aastat. Nende vannide miinusteks on maht vee tõmbamisel, duši all käimisel, vannis, samuti ei hoia nad hästi vee temperatuuri, st vesi muutub nendes vannides kiiresti jahedaks. Akrüülvannidel on puudus - kriimud tekivad kiiresti, vaatamata sellele, et neid saab poleerida, kuid 6-7 aasta pärast kaotab akrüülvann oma esialgse välimuse ja muutub katsudes ebameeldivaks.

Malmi kasutamise ajalugu iidses Hiinas

Rauda, ​​mis sisaldab rohkem kui 3% süsinikku, nimetatakse malmiks. Võrreldes rauaga on sellel oluliselt madalam sulamistemperatuur ja sobib hästi. Iidsetel aegadel loodi sellise metalli masstootmine. See oli suhteliselt odav, nii et malmist tööriistad olid peaaegu kõigile kättesaadavad. Peaaegu kõik muistsed põllutööriistad olid valmistatud nn valgest malmist. Seda iseloomustab kõrge kulumiskindlus, kõvadus ja rabedus. See viis selleni, et kivi vastu löömisel võis motikas lihtsalt mõraneda. Arheoloogid on leidnud palju Hani, Songi ja Qingi dünastia münte. Nad jõudsid järeldusele, et vase, traditsioonilise tootmise metalli nappuse tõttu oli vaja kasutada valget malmi. Kui see sulam valati spetsiaalsetesse keraamilistesse vormidesse ja lasti mitu päeva aeglaselt jahtuda, saadi metall, mida nimetatakse hallmalmiks.

Sel ajal suudeti toota ka tempermalmi, mille süsinikusisaldus ei ületanud 1%. Teadlased viitavad sellele, et "must" tempermalm saadi lõõmutamisel temperatuuril üle 900 kraadi mitme päeva jooksul. Sellest valmistati nooleotsi, mõõku, kääre, puidust labidaotsikuid ja muid esemeid. Selle metalli mehaanilised omadused olid oluliselt paremad kui valgemalm.

Tänapäevani on säilinud palju näiteid Vana-Hiina malmist valmistatud toodetest. Kõige ebatavalisem on ehk umbes 100 eKr kaljusse raiutud haud. Sissepääsu usaldusväärseks sulgemiseks täideti selle seinad pideva malmikihiga. Sellest metallist valmistati ka erinevas suuruses kujusid, kellasid, mille helina toon sõltus mullide arvust malmis, ankruid ja kette, kahureid, köögiriistu.

Malm leiutati esmakordselt Hiinas 4. sajandil eKr ja valati vormidesse, et valmistada adraterasid ja potte ning relvi ja pagoode. Läänes, kus see sai kättesaadavaks alles 14. sajandi lõpus, hõlmas selle varaseimat kasutust kahuri ja tulistamist. Henry hakkas Inglismaal relvi valama. Peagi töötasid kõrgahjude kasutanud Inglise rauatöölised välja malmkahurite valmistamise tehnika, mis olid küll raskemad kui levinud pronkskahurid, kuid olid palju odavamad ja võimaldasid Inglismaal oma mereväge paremini relvastada. Nõmme rauatöölised jätkasid malmi tootmist kuni 1760. aastateni ja relvastus oli pärast taastamist üks peamisi raua kasutusalasid.

Oma suhteliselt madala sulamistemperatuuri, hea voolavuse, valuvõime, suurepärase töödeldavuse, deformatsiooni- ja kulumiskindlusega on malmist saanud laia kasutusalaga insener-materjal ning seda kasutatakse torudes, masinates ja osades.

Vene malmi ajalugu

Kõige populaarsem sisekujunduses ja ehituses kasutatav metall on teras. Terastalade abil püstitatakse eelkõige elamuid ja erinevaid tootmiseks või haldamiseks mõeldud hooneid.

Kahjuks on unustuse hõlma jäetud malm, mida tänapäeval kasutatakse torude, äravoolurestide ja sõidukite varuosade valmistamisel.

Venemaa malmitootmine on arenenud viis sajandit. Alates seitsmeteistkümnendast sajandist on üks peamisi Uurali käsitööd olnud rauavalu. Valukojast, mille töökoda tegeles malmiga, sai Uuralite sümbol. Malmi kasutati maastikuaiaansamblite loomisel ja arhitektuuris. Meistrid valmistasid malmist kauneid tooteid: piirdeaiad, pingid, lambipostid, kaminavõred ja aknavõred, ahjuuksed, lehtlad, trepipiirded ja palju muud. Väga populaarsed olid ažuursete elementidega valatud väravatega malmvõred ning malmist valmistatud rõdud ja bareljeefid lisasid paleedele ja kortermajadele rafineeritust.

Mitu sajandit hiljem lõpetas malm oma võidukäigu kaunistuste alusena ja kahekümnendal sajandil hakati seda pidama "karedaks" metalliks, mida kasutati ainult mitmesuguste konstruktsioonide valmistamiseks. Samal ajal kasutati seda laialdaselt ehituses, näiteks raudbetoontoodete ja torujuhtmete osade armatuurvõrgu valmistamiseks.

Praegu kasutatakse taas malmi. Rõdude piirded ja ažuursed võred, kujud, pingid, lehtlad ja keerdlambipostid on taas malmist, ehitustellimusi täidab taas Foundry Mechanical Plant LLC. Interjöörides on märgitud malmi aktiivset kasutamist. Tänapäeval on taas populaarsed kaminarestid, dekoratiivlaternate kronsteinid ja lillepotid. Tajudes malmi millegi raske ja krobelisena, hämmastab meid mõnikord selle õhulisus ja kergus, kui näeme malmaia ažuurset kudumist.

Rauavalukoja algus

Inimesi pole malmi ajalugu kunagi eriti huvitanud, kuigi selle tähtsust on raske üle hinnata. Vaid suhteliselt kitsas ringkond teab, millist rolli mängis see pealtnäha silmapaistmatu materjal erinevatel ajastutel tootlike jõudude arengus, kuid kõik teavad, et malm ja sellest hapnikukonverterites toodetud teras on kaasaegse inseneriteaduse ja tehnoloogia aluseks. Konstruktsioonimaterjalide hulgas on need loomulikult esikohal ega loobu sellest kuigi kaua, vaatamata polümeer- ja keraamiliste materjalide üha laialdasemale kasutamisele.

Juba praegu on rauapõhiste sulamite arv ületanud 10 tuhande piiri.

Analüüsides Euroopa keeli rauavalu valdkonnas, jõuate mõnikord huvitavate tähelepanekuteni. Näiteks edasiseks ümbersulatamiseks mõeldud toorikut nimetatakse vene ja ukraina keeles “siga”, see tähendab “siga”. Samuti nimetatakse seda inglise keeles “Pig Iron”, see tähendab sõna-sõnalt “piig iron”. Selle põhjuseks oli asjaolu, et erinevalt vormivalust usaldati seavalu õpilastele ja teemeestele, pidades seda tüüpi valamist kõige primitiivsemaks ja ebaprestiižikamaks. Enamikus Euroopa keeltes on malmi mõiste tuletatud raud-süsiniksulamite põhimaterjali, raua, tüviterminist ja tähendab "malmi".

Nii et inglise keeles vastab termin "raud" - "raud" terminile "Cast Iron" - "malm"; saksa keeles vastab termin "Eisen" - "raud" nimetusele "Gusseisen" - "malm"; rootsi keeles tähendab "jarn" "rauda", "gjutjarn" tähendab "malmi". Sama kehtib ka türgi, soome, uuskreeka ja teiste keelte puhul. Kuid prantsuse keeles on malmi nimetus "fonte" seotud mõistega "fondre" - sulatada, valada; vene keeles tähistatakse malmi terminiga "malm", ukraina keeles on see selgelt tuletis venekeelsest "chavun" -st, mis kõlab võõralt (ja tegelikult on see) ja millel pole esmapilgul mingit pistmist mõiste "raud".

Kuidas võis juhtuda, et kõige iseloomulikum erinevus malmi ja muude sulamite vahel - selle valmistamine eranditult valatuna - ei leidnud kodumaist tähistust, mille asemel hakati kasutama võõrsõna. Kust sõna “malm” meieni jõudis ja mida see tähendab?

Malm kui valumaterjal leiutati ja meisterdati Hiinas palju sajandeid enne uut ajastut, millest annab tunnistust viiendal sajandil eKr valatud neljalasuline malmkahur. e. ja siiani eksisteerivad malmvalandid, millest suurimaks peetakse “lõvi”, kõrgusega umbes 6 m ja pikkusega 5,4 m.Kirjanduslikel andmetel ulatub malmi ilmumine Hiinasse vähemalt 6. sajandisse. . eKr e. Erinevalt nendest andmetest usub B.B. Guljajev, et malmi valdati alles 600 aastat tagasi.

Tšingis-khaani ja tema esimeste järglaste röövellike kampaaniate tulemusena tekkinud tohutu Mongoli impeerium hõlbustas oluliselt Lähis- ja Ida elanike hiinlaste kultuurisaavutustega tutvumist.

Tatarlaste sissetungi ja Ida-Euroopas ning Euroopa kaguosades asutamise kuupäevade võrdlus (13. sajandi esimene pool), samuti Euroopa esimeste skautlike saadikute tatarlaste juurde reisimise daatumid - Plano de Carpini (1246), Ascelina (1247), Marco Polo jt, eurooplaste poolt püssirohu (13. sajandi lõpp) ja malmi (14. sajandi 2. pool) “leiutamise” ajaga, näitavad selgelt nende riikide omavahelist seost. need näiliselt erinevad ja näiliselt täiesti sõltumatud ajaloolised faktid.

Muistsel Venemaal olid otsesed sidemed Kuldhordiga, mille pealinnas elas palju venelasi, kellel oli seal eraldi kaubandus- ja käsitööreisid ning isegi eraldi piiskopkond ning mis olid hiinlaste ja horezmi arenguks lääneriikidest soodsamates tingimustes. saavutusi tehnoloogia vallas. Seetõttu on loogiline, et venekeelne sõna - malm - pärineb tadžiki sõnast "chuyan" (tatari keeles "chuen"). See termin nii tadžikkide kui ka tatarlaste jaoks toodi väljastpoolt, nimelt hiinlastelt, kelle jaoks vastab termin "chu" ("zhu") verbile "valama" ja termin "gong" on samaväärne nimega " valukoda” (tootmine). Kaks hiina tähemärki: vasak "zhu" tähendab "valamist", parem "gong" tähendab "tegemist, tootmist".

V. Jakovlev juhib tähelepanu, et mõnes keeles on malmi mõiste tuletatud ka rauale omistatud terminist, kuid kombineerituna erinevate omadussõnadega. Seega võib hiina keeles sõna “malm” (shengte) sünonüümi sõna otseses mõttes tõlkida kui “elav raud” või “toores”, “harjumatu”, “ebatavaline” raud. Sama võib täheldada ka jaapani, taani, hindi ja teistes keeltes.

Kuid teises keelerühmas ei moodustatud malmi terminit samamoodi nagu eelmistel juhtudel. Nende keelte hulka kuuluvad vene, tadžiki, türkmeeni, kirgiisi, afgaani ja tõenäoliselt ka mitmed teised. Kõlalise sarnasuse poolest on afgaani termin malmi kohta kõige lähedasem venekeelsele sõnale “malm”. Afganistani keeles (malm) - ja tähendab malmi. "malm" on türkmeeni ja kirgiisi keeles "choyun" ja tadžiki keeles "chuyan". Jääb mulje, et venekeelne termin “malm” on Kesk-Aasia, mitte Hiina päritolu. Kuid see ei tähenda, et meie riigi rahvad tutvusid malmiga Kesk-Aasia rahvaste vahendusel.

Kinnitust selle kohta, et venelased laenasid malminime tatarlastelt ja hiinlastelt Kesk-Aasia kaupmeeste kaudu, võib näha selles, et ametnike Juri Telepnevi ja Afanasy Fonvizini 1645-1676 Tula ja Kashira tehaste loendusraamatutes on meil segadus. tundmatute tehniliste terminite "malm" ja "malm" raud.

Herberstein tunnistab, et Venemaal, juba Vassili III ajal, valati malmist kahurikuule ning Ivan Julma ajal malmist kellasid ja kahureid, mis tähendab, et selleks ajaks oli Venemaal rauavalukojal juba pikaajaline praktika. ning läbis arengu- ja kehtestamisperioodi.

Sõna “malm” Hiina päritolu tõestab ka professor L. M. Marienbach. Ta usub, et malmi venekeelne nimetus pärineb hiinakeelsest sõnast "zhugong" (peab olema "zhutsauogong"), mis vene keeles tähendab "valutöölist", või hiinakeelsest sõnast "zhugendi" (peab olema "zhuchandi"), mis -vene keeles tähendab "valatud".

Mõlema eelduse puhul valiti välja hiina sõnad, mis olid helisarnasuses ja tähistasid termineid malmitootmise valdkonnast. Kui valime sõnu ainult hääliku sarnasuse järgi, siis hiina keeles ei kõla pulka või kepi tähistav sõna muud kui “zhugun”. Otsest helilist seost malmi hiina ja vene terminite vahel ei leita. Lisaks otsesele tutvumisele suurbulgaaride ja Sarai Berke malmivaluga kasutas Moskva valitsus Lääne-Euroopa spetsialistide teenuseid ning vastupidiselt V. Knabbe arvamusele ei ilmunud malm Venemaal mitte 17. sajandil, vaid palju varem. Nii kirjeldab töö, et kuulsa antiikteadlase Aristotelese töödest võib oletada, et ta tundis malmi 2300 aastat enne tänapäeva. Neli sajandit hiljem teatas Rooma teadlane Plinius vanem, et mõnikord "sulamisel muutub raud vedelaks nagu vesi ja puruneb seejärel nagu käsn". Need on juba selged märgid malmist. (Kuigi paljudes allikates tõlgendati neid märke erinevalt.)

Silmapaistev vene valutööline N.N.Rubtsov kirjutab otse: «Olgu kuidas on, meil on mitu malmvalandit, mis pärinevad 5.-6. eKr e. Muuseumides on palju näiteid malmist, mis pärineb enam kui tuhat aastat enne keskaega, mida peetakse malmi avastamise ajaks.

Malmivalu oli laialt levinud eKr. e. Hiinas, mille ümberlükkamatuks tõendiks on tänapäevani eksisteerivad malmvalandid. Suurim neist on umbes 6 m kõrgune ja üle 5 m pikkune malmlõvi, mis seisab Tien-jin-Pukou raudtee lähedal Chien-zhou lähedal ja on malmist kujudest ilmselt suurim, valatud on dateeritud 974 pKr. e. Sama monumendi kohta kirjutavad A. M. Petrichenko ja E. A. Sukhodolskaja, et nad uurisid ise seda ainulaadset valandit üksikasjalikult ja olid veendunud, et Lõvitsaari vorm valati ühe hooga (või lühikeste pausidega, mille jooksul malm vormis ei olnud aega kõveneda).

Kirjanduslike andmete kohaselt pärineb malmi ilmumine Hiinas vähemalt 6. sajandist. eKr e. Huvitav on märkida, et sküüdid, kes asustasid meie riigi territooriumi alates 8. sajandist eKr. e kuni 2. sajandi lõpuni pKr. e. Malmi polnud. Sküüdid ei läinud kaugemale ja heitsid.

Ameerika ajakirja Modern Casting andmetel 600 eKr. e. Hiinas valati esimene malmvalu - statiiv (kaaluga 600) ja 233 eKr. e. Seal valati esimesed malmist aktsiad.

On teada, et Fergana elanikud 2. sajandil. eKr e. õppis malmi malmi Hiina vägede eest põgenenutelt. Aastal 115 eKr. e. Hiina valitsus monopoliseeris kogu rauatööstuse; on palju märke, et raua üks peamisi kasutusviise oli vaatide tootmine mereveest soola aurustamiseks ja niipalju kui sajandeid tagasi võib minna, olid need vaadid alati valatud. raud.

Kõigist antiikmaailmas tuntud riikidest redutseeriti raud maagist kivisöega ja kõigis teistes söega.

Kasutatud maak sisaldas 0,5–1% P-d, nii et sellest maagist saadud malm ei tohiks sisaldada üle 1% P. Valandid sisaldasid 5–7% P-d, lisakogus saadi kivisöest. Nii õppisid hiinlased tootma sulamit, mis on lähedane fosfiidieutektikale, see tähendab metalli, mille sulamistemperatuur on ligikaudu 100° madalam kui pronksil. See seletab malmist valandite suhteliselt laialdast levikut Hiinas iidsetel aegadel ja esmapilgul üllatavat tõsiasja, et ei Fergana ega Batu vallutatud Venemaa, kellel oli võimalus Hiina kogemustega tutvuda, ei suutnud seda arendada. kodus, sest neil polnud sobivat. Seetõttu algas rauavalutootmise areng taas keskajal, mil 1) võimsamate puhumisseadmete leiutamine võimaldas liikuda raua tootmiseks kõrgematesse ahjudesse, milles saadi malmi karboniseerumise tõttu. redutseeritud raud, algul ootamatult tolleaegsetele metallurgidele; 2) kui nõudlus malmist kahurikuulide ja seejärel malmkahurite järele lõi stabiilse nõudluse ja seega tugeva majandusliku aluse noorele tootmisele.

Huvitavaid andmeid pakub kunsti- ja mündivalamise suur asjatundja A. M. Petrichenko, kes kirjutab, et reeglist peaks erandiks olema malmmüntide valamine ja Hiina raharingluses osalemine, mida kasutati laialdaselt aastal Viis kuningriiki (907–960 pKr) ja eriti Song-ajastul (960–1279 pKr). Mõnes piirkonnas olid vase säästmiseks käibel vaid malmmündid, kuid kehtis ka nende väljaveo keeld välismaale.

Välis- ja kodumaises kirjanduses on valdav arvamus, et Hiinas on rauavalu tekke põhjuseks kõrge fosforisisaldusega maakide olemasolu ja spetsiaalsete fosforilisandite kasutamine iidsete Hiina valukodade poolt.

Piisab isegi lühikesest ekskursioonist Hiina metallurgia ajalukku, et veenda meid, et see pole ainus ega ka peamine põhjus malmi varajaseks ilmumiseks Hiinasse. Peamine põhjus, miks hiinlased õppisid esimesena maailmas ja rohkem kui 1500 aastat varem kui eurooplased maake kaevandama, rauda sulatama ja rauavalusid valmistama, on hiinlaste märkimisväärne edu pronksisulatamise ja ehituse vallas. ahjudest raua tuleku ajal.

Mõned teadlased omistavad esimesed valandid "sõdivate riikide" perioodile, teised usuvad põhjendatult, et hiinlased oskasid malmvalandeid valmistada juba "kevade ja sügise" ajastul (722–481 eKr). Tegelikult ei alustanud Hiina oma rauaaega, nagu Li Heng-de tunnistab, mitte toorraua kaevandamise ja sellest toodete sepistamise, vaid malmi sulatamise ja rauast valandite valmistamisega. See on Hiina valukoja tootmise algse arengu üks tunnuseid. Kui veel pole veenvaid tõendeid sepistatud rauast toodete kasutamise kohta “kevade ja sügise” ajastul, siis malmvalandite valmistamise kohta sel perioodil on palju täiesti usaldusväärseid andmeid.

Hiinas valmistati juba aastal 513 (eKr) suur malmist rituaalnõu, millele valati üks tollastest võlvedest (omamoodi kriminaalvõlv). Kuid esimesed malmist valandid olid peamiselt põllumajanduslikuks otstarbeks mõeldud tööriistad ja tööriistad. Hiina iidsed kroonikad annavad ümberlükkamatuid tõendeid rauast (malmist) põllutööriistade kasutamisest 7. sajandil. eKr e., mis tõi kaasa põllusaagi järsu kasvu.

A. M. Petrichenko juhib otse tähelepanu sellele, et hiinlased õppisid eurooplastest enam kui 1500 aastat varem sulatama malmi ja valmistama keerulisi malmvalandeid. “Sõdivate riikide” perioodiks (403–221 eKr), st selleks ajaks, kui Hiinas ilmus malmist survevalu, olid Hiina valukojad malmi sulatamise tehnikat täiustanud. Selleks ajaks olid nad valuvormide valmistamisel saavutanud kõrge taseme. Pealegi kasutasid tolleaegsed valukojad valuraha ja muude valandite tootmiseks peamiselt poolpüsivaid šamottvorme. Selliste vormide pooled valmistati metallist (pronks) mudelite või vormide abil.

Muidugi oli raudraha valamine väga progressiivne protsess mitmel põhjusel.

Neljandaks on ebatõenäoline, et malmi saab kodus maagist sulatada inimene, kes ei valda metallurgiakunsti, kellel ei ole ettevalmistatud maaki, räbusteid ja redutseerivaid aineid, mille retsepti hoiti peaaegu alati saladuses ja edastati. edasi isalt pojale.

Hiina on valukoja tootmist käsitleva vanima kirjanduse riik. Ilmselt oli esimene valutehnoloogia raamat Hiinas laialt tuntud raamat “Kao Gong Di”, mis on kirjutatud rohkem kui 2000 aastat tagasi. Selles raamatus kirjeldatakse mitte ainult valandite valmistamise meetodeid, vaid ka erinevate toodete (mõõgad, kellad, majapidamistarbed jne) sulamite üksikasjalik kirjeldus, nende koostis ja sulatusmeetodid. Sarnast teavet erinevate valumeetodite kohta leiate hilisematest allikatest.

Rohkem kui nelisada aastat tagasi ilmus esmakordselt Song Ying-hsingi raamat "Original Inventions", mis annab lühikirjeldused paljudest kõige iseloomulikumatest iidsetest aegadest säilinud valuprotsessidest. See raamat on hästi illustreeritud; seda on korduvalt uuesti trükitud.

Huvitav on märkida, et meie riigis, Odessa piirkonna territooriumil, küla lähedal. Nikolaevka Beljajevski rajoonis leidis A.I.Meljukova 1964. aastal kolm malmkatelde fragmenti, mis on kõige iidsemad malmtooted mitte ainult kogu endise NSV Liidu Euroopa osas. Killud leiti kreeka-barbari tüüpi asulakohalt häirimatute kihtidena erinevatest kohtadest ja olulisel sügavusel - 0,7-1 m See kiht sisaldas suurel hulgal antiikajast pärit tooteid, mis on usaldusväärselt dateeritud 4.-3. sajandite jooksul. eKr e. Killud, nagu iga deformeerunud malm, olid ebakorrapärase kujuga mõõtmetega 94x140-110x160 ja 95x130 mm, seinapaksusega 3-7 mm. Söövitus paljastas kõikides lõikudes hüpereutektilise valge malmi valustruktuuri koos ledeburiidi, primaarse tsementiidi ja vähesel määral grafiidi struktuuriga. Autorid selgitavad malmi jahtumise põhjust vähese ränisisaldusega ning mangaani peaaegu täielik puudumine viitab sellele, et malm sulatati räbusteid kasutamata.

Keemilised ja spektraalanalüüsid tõestasid, et killud kuulusid samasse katlasse ja olid valmistatud maagist, ilmselt teatud tüüpi pruunist rauamaagist, mida vanad metallurgid sageli raua saamiseks kasutasid.

Tuleb märkida, et iseseisva tööstusharuna eraldus valukoda metallurgilisest tootmisest alles 19. sajandi lõpus - 20. sajandi alguses väikeste ahjude (kuppahjude) tulekuga, mis on võimelised sulatama metalli, tagama piisava ülekuumenemise ja sulama. piisava voolavusega ja muude valuomadustega malm. Siis loobuti malmi valamisel ainult esimese sulatise metalli kasutamisest ja malmist ise sai laialt levinud konstruktsioonimaterjal. Kuid aluse sellele panid Hiina, Usbekistani ja Bulgaaria Volga iidsed meistrid.

Malmivalu oli laialt levinud eKr. e. Hiinas, mille ümberlükkamatuks tõendiks on tänini eksisteerivad malmist valandid ja malmvormid. Sküütide hõimud, kes asustasid meie riigi territooriumi alates 8. sajandist eKr. e. kuni 2. sajandi lõpuni pKr. e., nad ei teadnud rauavalu. Hiina iidsed kroonikad annavad ümberlükkamatuid tõendeid rauast (malmist) põllutööriistade kasutamisest 7. sajandil. eKr e. Tegelikult ei alustanud Hiina oma rauaaega mitte toorraua kaevandamise ja sellest toodete sepistamise, vaid malmi sulatamise ja rauavalandite valmistamisega. See on Hiina valukoja tootmise algse arengu üks tunnuseid. Peamine põhjus, miks hiinlased õppisid esimesena maailmas ja rohkem kui 1500 aastat varem kui eurooplased maake kaevandama, rauda sulatama ja rauavalusid valmistama, on hiinlaste märkimisväärne edu pronksisulatamise ja ehituse vallas. ahjudest raua tuleku ajal.

Raua tootmine

Malm on raua ja süsiniku sulam, mis sisaldab üle 2% C. Jäätmekivimitest vabastatud maak on metalli keemiline ühend teiste elementidega. Maagist metalli saamiseks tuleb läbi viia teatud keemilised reaktsioonid. Samal ajal mõjutavad metalliga ühendatud elemente ained, millel on sellega väiksem afiinsus kui teiste elementidega. Kuna rauamaagides kombineeritakse rauda tavaliselt hapnikuga, tuleb selle metalli saamiseks läbi viia redutseerimisprotsessid. Puhtal kujul kasutatakse rauda tehnoloogias väga väikestes kogustes. Põhimõtteliselt nõutakse ainult masinaehituses raua ja süsiniku sulameid. Üks neist sulamitest on malm.

Malm sulatatakse kõrgahjudes rauamaagist. Need ahjud on tornide kujul (šahtahjud). Kõrgahju sisemised osad on vooderdatud tulekindlate šamotttellistega.Laeng, s.o. maak, kütus ja räbusti juhitakse punkrist tõstukiga 1 ülemise 2 laadimisseadmesse, kust see siseneb ahju sisemisse õõnsusse. Ahjul on šaht 4, aurukamber 5, õlad 8, kolle 9, mille põhja nimetatakse äärikuks. sulamalmi toodetakse läbi augu - malmist kraaniava, mille kohal on räbu kraani auk, mille kaudu eraldub vedel räbu. Malmi tootmiseks vajalik õhk puhutakse rõhu all kuumutatud olekus (kuni 1200°C) torudesse 7 (12-18 tk.), läbides torude 350 õhurõhu kohal paikneva rõngakujulise toru 6. kn/m2 (3, 5 kg/cm2). Kõrgahjugaas ("ülemine") juhitakse torude 3 kaudu puhastusseadmetesse, kuna seda kasutatakse edaspidi kütusena kõrgahjude tootmiseks ja muudel eesmärkidel.

Malm on konstruktsioonimaterjalina laialdaselt levinud masinaehituses, metallurgia- ja muudes tööstusharudes tänu mitmetele eelistele paljude materjalide ees, millest peamised on madal hind ja head valuomadused. Sellest valmistatud tooted on hõõrdumise tingimustes töötamisel piisavalt kõrge tugevuse ja kulumiskindlusega ning neid iseloomustab väiksem tundlikkus pingekontsentraatorite suhtes kui teras.

Valges malmis on kogu süsinik seotud keemiliseks ühendiks raudkarbiidiks Fe3C - tsementiidiks. Hallmalmis on märkimisväärne osa süsinikust struktuurselt vabas olekus grafiidi kujul. Kui hallmalm sobib hästi töötlemiseks, siis valgemalmil on väga kõrge kõvadus ja seda ei saa lõikeriistaga töödelda. Seetõttu kasutatakse valget malmi toodete valmistamisel üliharva, neid kasutatakse peamiselt vaheproduktina tempermalmi saamiseks. Valge või halli malmi tootmine sõltub koostisest ja jahutuskiirusest.

Malmi tootmisel kasutatakse kütust:

Termoantratsiit;

Maagaas

Malmi sulatatakse kõrgahjudes, mis on vertikaalsed metallšahtid, mis on seest vooderdatud suure alumiiniumoksiidisisaldusega tulekindlate tellistega. Vedel malm lastakse kulbidesse, kust see valatakse vormidesse või mikseritesse (segamisanumatesse, kus sulamit hoitakse mõnda aega vedelas olekus). Ahjudes toodetav malm jaguneb valukojaks ja muundamiseks. Valumalmi kasutatakse malmivalandite tootmiseks, malmi aga terase tootmiseks. Toodete valamiseks sulatatakse malm kuppelahjudes, leek- ja elektriahjudes. Temperatuuril 1380-1420°C sulanud vedel malm lastakse läbi kraaniava tulekindla voodriga valukoppadesse malmi valamiseks sidemetega vormimaterjalist vormidesse.

Viimastel aastatel on kasutatud progressiivseid malmimeetodeid: rõhu all, tsentrifugaalselt koorevormidesse. Vormi valatud malm jääb sellesse, kuni see muutub täielikult tahkeks olekuks, esmalt paisub ja seejärel kahaneb umbes 1%. Survevalu toimub spetsiaalsetes paigaldistes, mis koosnevad sulametalliga boilerist, poolitatud vormidest, survemehhanismist ja vormide avamisest. Tsentrifugaalvalu põhineb pöörlevasse vormi valatud metallile mõjuvate tsentrifugaaljõudude põhimõttel. Nii saab valada erinevaid tooteid - torusid, rõngaid, pukse, tahke ja bimetallist.

Koduteadlased ja praktikud on välja töötanud meetodi õhukeste malmlehtede valuplokkideta valtsimiseks. Kupolahjudes sulatatud malm valtsitakse rullide vahele ribaks, millele järgneb 2-3-tunnine lõõmutamine temperatuuril 980-1050 ° C. Nendes tingimustes omandab malmleht teatava plastilisuse, võimaldades aukudel tekkida. sisse lüüa, kääridega lõigata, painutada jne.

Mustmetallide tootmine rauamaagist on keeruline protsess, mille võib laias laastus jagada kahte etappi. Esimeses etapis saadakse malm ja teises töödeldakse see teraseks. Arvestades, et metallurgiaprotsesside põhitõed on õpilastele tuttavad juba keskkoolist, käsitleme allpool vaid raua- ja terasetehnoloogia põhitõdesid. Malm on raua sulam süsinikusisaldusega 2...6,67%, lisaks võib sulam sisaldada räni, mangaani, väävlit, fosforit jm.. Malmi tootmise lähteaineteks on rauamaakid, kütus ja räbustid.

Pruun rauamaak

Spar ReSOz rauamaagid, mis sisaldavad 30...70% rauda ja aherainet erinevatest looduslikest keemilistest ühenditest SiO2, Al2Oz jne ning kahjulikke lisandeid (väävel, fosfor).

Kütuseks on koks, koksisöe kuivdestilleerimise (ilma õhu juurdepääsuta) saadus. Räbustid (räbustid) - lubjakivid, dolomiidid, kvarts, liivakivid - kasutatakse aheraine sulamistemperatuuri alandamiseks ning selle ja kütuse tuha muundamiseks räbuks. Peamine maakidest malmi valmistamise meetod on praegu kõrgahjuprotsess, mis seisneb maakidest (oksiididest) kõrgel temperatuuril raua redutseerimises ja selle eraldamises maagist.

Malm sulatatakse kõrgahjudes mahuga kuni 5000 m3, millesse laetakse vahelduvate kihtidena maak, koks ja räbustid, mis laskuvad oma massi mõjul alla ahju. Ahju alumises osas - koldes, läbi aukude - torude juhitakse kuumutatud õhku rõhu all, mis on vajalik kütuse põlemise säilitamiseks. Kolde ülemises osas põlev koks moodustab CO2, C+O2 = CO2, mis tõuseb ahjust üles ja, kohtudes teel kuuma koksiga, muutub vingugaasiks: CO2-f-:-f-C=2CO. Süsinikoksiid redutseerib raudoksiidid puhtaks rauaks järgmises järjekorras: Fe2O3, F3O4, FeO, HFe. Seda protsessi saab kujutada järgmiste reaktsioonidega: 3F9Q3 + CO = 2F3O4 + CO2; 2Fe3O4+2CO=6FeO+2CO; 6FeO+6CO = 6Fe+6CO2. Ahju põhjas ühineb osa redutseeritud rauast süsinikuga, moodustades raudkarbiidi Fe3C (raua karboniseerimine). Seejärel sulab karbureeritud metall, mis voolab kõrgahju koldesse, samal ajal kui raua küllastumine süsinikuga jätkub. Sulamise tulemusena ei taastu mitte ainult raud, vaid ka teised maagis leiduvad elemendid Si, Mn, P, mis, samuti osa väävlist FeS kujul, lähevad malmi. Sularäbu voolab ka ahju ja hõljub malmi kohal, kuna selle tihedus on väiksem kui malmil.

Sulamalm ja räbu eralduvad perioodiliselt läbi spetsiaalsete aukude - malmi ja räbu aukude, esmalt räbu ja seejärel malmi. Kõrgahjutootmise arendamise progressiivsed protsessid hõlmavad laengu ettevalmistamise parandamist purustamise, põhjaliku pesemise, sorteerimise ja rauamaakide rikastamise teel, mis viiakse läbi näiteks magnetseparatsiooni teel. Laialdaselt arendatakse paagutamist peenmaagi suuremateks tükkideks paagutamise teel. kõrgahjud saavutasid 5 tuh m3, mis tagas kasuliku mahu kasutusmäära paranemise ja kütusekulu vähenemise 1 tonni malmi kohta.

IISI andmetel oli 2002. aastal maailma malmi tootmine 42 juhtiva riigi jaoks umbes 600 miljonit tonni. Võrreldes 2001. aastaga kasvas malmi tootmine 5,5%.