вход Вход Регистрация



Кам'яний вік людства закінчився десь близько 6 тис. років тому, і йому на зміну прийшов бронзовий вік. На зміну віку бронзовому прийшов залізний вік, який продовжується і понині. Прийнято вважати, що кам'яний вік тривав багато тисячоліть, бронзовий вік почався 3 - 4 тис. років до народження Христа (начало нової ери), а залізний вік почався близько 1,5 тис. років до народження Христа.

Залізо цілком витиснуло кам'яні і бронзові знаряддя праці людини, проникло в усі сфери побуту і військової справи і нині являє собою основу людської цивілізації. Археологи встановили, що в нову еру людство вступило, маючи у своєму розпорядженні усього сім металів: золото, мідь, срібло, олово, залізо, свинець і ртуть. За перші 17 століть нашої ери цей список поповнився ще трьома металами - сурма, цинк і вісмут. З 1700 по 1800рр (18 століття) були відкриті 11 металів, у тому числі кобальт (1735р) і платина (1740р). У 19 столітті відкрите рекордне число металів - 41, а з 1900 по 2000 рік - 26.

Усього ж у періодичній таблиці Д.І Менделєєва заповнено 110 клітинок, з них металів - 88, неметалів - 16, інертних газів - 6.

Промислове застосування металів ґрунтується на таких властивостях як міцність, твердість, жароміцність, електропровідність, пластичність, магнітні властивості і т.д. У будь-якому конкретному застосуванні вимагаються метали з визначеним набором таких властивостей. Так, в електротехнічній промисловості необхідні метали з високими магнітними характеристиками, для лопаток газових турбін, космічної техніки вимагаються метали, що зберігають високу міцність при надвисоких температурах і тисках, у глибокому вакуумі. Ядерній енергетиці потрібні метали стійкі в умовах радіації, хімічної промисловості - стійкі в агресивних хімічних середовищах. Медицина жадає від металів інших якостей - не тільки бути стійкими в умовах живих організмів, але ще і не "відторгатись" цими організмами, тобто добре " зживлятись" з його тканинами.

Таким чином, головна задача металургії - забезпечення будь-якої сфери людської діяльності металами (сплавами) з необхідним набором властивостей.

За всіх часів за рівнем розвитку металургійної промисловості судили і про технічну міць будь-якої країни. Це багато в чому справедливо і зараз.

Що таке "металургія "? Це слово походить від грецького "metallurgeo " - видобуток руди, обробка металів, іншими словами, витяг металів з руд. В даний час металургія - це галузь сучасної промисловості, що містить у собі процеси видобутку і збагачення руд, витяг з них металів, виплавку сплавів і їх обробку з метою одержання металопродукції з заздалегідь заданими властивостями.

У ході розвитку металургії відбувся її поділ на чорну і кольорову металургію. Чорна металургія (ЧМ) - це одержання й обробка заліза і сплавів на його основі (чавун, сталь, феросплави). Всі інші метали віднесені до кольорових, у першу чергу це мідь, алюміній, свинець, олово, титан, срібло, золото, ртуть і ін. На долю чорної металургії приходиться близько 96% усієї кількості виробленої на планеті металопродукції, інше - на частку кольорової металургії (КМ).

Довгі роки вважали, що вперше виплавку заліза освоїли єгиптяни близько 4,5 тис. років тому, однак в останні роки з'явилися археологічні знахідки, які свідчать про те, що ще раніш цей процес був освоєний у Центральній Африці, і було це близько 6 тис. років тому. У Європі залізний вік почався за тисячу років до нашої ери, тобто від Близького Сходу і Китаю металургія Європи відстала на 1 - 1,5 тис. років, від Єгипту - на 2 - 2,5 тис. років, а від Центральної Африки - на 3 - 4 тис. років. Виходить, що в Європі ще був кам'яний вік, а в Центральній Африці вже плавили залізо. Були часи, коли залізо цінувалося дорожче золота. Приклад тому - гробниця єгипетського фараона Тутанхамона. У ній виявлені тони золота і срібла, величезна кількість дорогоцінних каменів, золотий саркофаг. Але особливо почесне місце займали в цій гробниці три предмети - браслет на руці, перстень на пальці й амулет під головою. Усі вони виконані з заліза.

Залізо - основа економічної могутності будь-якої держави. Однак саме по собі залізо особливої цінності для техніки не представляє - це дуже нестійкий у земних умовах метал з досить скромним набором характеристик. Інша справа - сплави заліза з деякими елементами - вуглецем, марганцем, кремнієм, нікелем, хромом, титаном і ін. Сплави залізо - вуглець поділяють на дві групи: сталі (до 2%С) і чавуни (понад 2% вуглецю).

В даний час людство виробляє понад один мільярд тонн сталі щорічно. Виробництво сталі ведеться в 62 країнах світу ( усього країн на Землі близько 200), однак 70-75% усього щорічного обсягу зосереджено в першій десятці країн - виробників сталі, більше третини світового виробництва сталі припадає на долю Китаю.

Академік А.Е Ферсман, бажаючи підкреслити величезну роль заліза в нашому житті, писав, що у випадку гіпотетичного зникнення заліза з планети Земля "…на вулицях стояв би жах руйнування: ні рейок, ні вагонів, ні паровозів, ні автомобілів.. не виявилося б..., а рослини почали б марніти і гинути без живлющого метала. Руйнування ураганом пройшло б по всій землі, і загибель людства зробилася б неминучою. Утім, людина не дожила б до цього моменту, тому що, позбавившись трьох грамів заліза у своєму тілі й у крові, вона би припинила своє існування раніш, ніж розгорнулися б намальовані події. Утратити все залізо - п'ять тисячних відсотка своєї ваги - було б для неї смертю”.

Останнє зауваження стосується тієї обставини, що залізо входить до складу гемоглобіну - речовини, що постачає кисень до тканини людського організму і без заліза життя тому не можливе.

У багатьох мовах стародавності залізо іменується «небесним каменем», тому що залізо входило до складу метеоритів, що падали на нашу планету. Щорічно на поверхню Землі випадають сотні тисяч тон метеоритної речовини, що містить до 90% заліза. Самий великий метеорит масою 60 тонн знайдений у 1920 році в Африці. Раніш, у 1896 році, полярний дослідник Р.Пірі знайшов у Гренландії метеорит масою 33 тони, доставлений згодом з колосальними труднощами в США, де і зберігається в музеї дотепер. Історія, однак, знає й інші випадки, коли маса метеоритів досягала декількох тисяч тонн. Так, в Арізонській пустелі була виявлена величезна яма, у якій на глибині близько 400 метрів буравленням знайшли залізний метеорит, що важить по оцінках вчених декілька десятків тисяч тонн. Метеоритне залізо порівняно легко піддавалося обробці, тому з нього древні люди виготовляли найпростіші знаряддя праці. Але пройшло ще багато століть перш ніж людина навчилася одержувати залізо в земних умовах. Отоді і наступив залізний вік, прийшовши на зміну віку бронзовому. Кінець 18 і начало 19 століть ознаменувалися дійсним вторгненням заліза в промисловість: 1778р - побудований перший залізний міст, 1788р - перший водопровід із заліза, 1818р - спущений на воду перший залізний пароплав, 1825р - введена в експлуатацію перша залізниця.

Але залізо виявилося не тільки творцем - з ним зв'язані і багато кривавих сторінок людської історії. Цей метал сотнями мільйонів тонн обрушився на людей, на міста і села у виді снарядів і бомб у роки першої і другої світових воєн, знищуючи те, що люди створювали з заліза і за допомогою заліза. Більш двох тисячоріч назад римський учений Пліній Старший писав: "Залізні рудокопи доставляють людині дуже гарне і дуже шкідливе знаряддя. Тому що цим знаряддям прорізуємо ми землю, саджаємо чагарники, обробляємо плідні сади і, обрізуючи дикі лози з виноградом, примушуємо їх щороку юніти. Цим знаряддям вибудовуємо будинки, розбиваємо камені і вживаємо залізо на всі подібні потреби. Але тим же самим залізом робимо битви і грабежі і вживаємо оноє не тільки поблизу, але мещем окрилене вдалину, то з бійниць, то з могутніх рук, то у виді оперених стріл. Саме порочнішеє, на думку мою, хитрування розуму людського. Тому що, щоб смерть скоріше досягла людини, створили її крилатою і залізу додали пера. Того заради да буде провина приписана людині, а не природі".

І ще одна цитата з праць академіка Ферсмана А.Е.: "Залізо не тільки основа усього світу, самий головний метал навколишньої нас природи, воно основа культури і промисловості, воно знаряддя війни і мирної праці. І важко у всій таблиці Менделєєва знайти інший такий елемент, що був би так зв'язаний з минулими, дійсними і майбутніми долями людства ".

У таблиці Д.І Менделєєва залізу належить місце з номером 26, це метал сріблисто-білого кольору, пластичний. Його щільність складає 7,87г/см3, температура плавлення чистого заліза 15390С, температура кипіння близько 30000С. У земній корі залізо зустрічається в основному у виді з'єднань заліза з киснем і іншими елементами.

Інженерам - металургам приходиться вирішувати складні фізико-хімічні задачі на шляху перетворення вихідної залізної руди до кінцевої металопродукції. Шлях такого перетворення називають металургійним циклом, куди входить ряд стадій, кожна з який представляє власне кажучи окреме величезне виробництво.

Сучасний варіант одержання сталі іменується двох стадійним - на першій стадії металурги одержують чавун, на другій з чавуну одержують сталь, з якої надалі прокаткою й одержують потрібну промисловості металопродукцію - сталевий лист, труби, рейки, швелери, арматуру і т.д. І вже в іншій галузі промисловості - машинобудуванні - з цієї металопродукції виготовляють потрібні людині вироби - холодильники, автомобілі, верстати, мости, пароплави і т.п.

 

 

Питання для самоконтролю

1. Коли закінчився кам'яний вік, скільки тривав бронзовий, коли почався вік залізний?

2. Які метали були відомі до нашої ери, скільки їх відомо зараз?

3. Що таке металургія, у чому відмінність чорної і кольорової металургії?

4. Коли і де була освоєна плавка заліза в стародавності, коли вона з'явилася на території України?

5. Сучасний спосіб виробництва називають двох стадійним – у чому суть цих двох стадій, у чому відмінність сучасного способу від древніх одно стадійних?

© 2018
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру