Промышленная революция, начавшаяся в текстильном производстве в Англии, к концу XVIII в. затронула и черную металлургию, т. е. металлургию железа и стали. Следующее XIX столетие принесло с собой большую часть открытий и изобретений, которые составляют основу современного производства железа и стали.
Чтобы правильно оценить необычайно быстрое развитие металлургии в XIX в., нужно вернуться к прошлому.
С древнейших времен ковкое губчатое железо получали путем «прямого восстановления» непосредственно из руды. В XVIII в. этот так называемый сыродутный процесс был широко распространен. В Европе он сохранился вплоть до 1850г., а в Северной Америке—даже до 1890г.
В наше время сыродутные (кричные) горны еще можно встретить у народов Центральной Африки и в Китае.
Григорий Агрикола
С технологией сыродутного процесса мы можем познакомиться по описанию и гравюрам, приведенным в книге Агриколы.
В рабочее пространство горна слоями загружают древесный уголь и измельченную руду. Перед горном стоит плавильщик, или горновой, и управляет дутьем, регулируя задвижкой поток воды, приводящий в действие кузнечный мех. Лицо плавильщика защищено войлочной маской. Из горна через боковое отверстие стекает шлак. После 4—8 часов тяжелого ручного труда рабочие при помощи железных стержней извлекают из горна слипшуюся губчатую массу, содержащую железные зерна вместе со шлаковыми включениями,—крицу. (В зависимости от размеров горна крица могла иметь вес до 150 кг.). Двое рабочих долго обрабатывают крицу молотами, чтобы уплотнить ее и выдавить часть шлака. Затем крицу разделяют на части, которые проковывают на .наковальне, придавая им форму, нужную для продажи.
По свидетельству Агриколы,такой «самостоятельный металлургический завод» уже означал значительный технологический прогресс по сравнению с примитивными земляными горнами, которые использовались прежде в отдельных рудниках. Производительность еще более возросла благодаря введению выложенных из кирпича сыродутных печей вместо подовых. И те, и другие вели свое происхождение от простых плавильных ям. Вначале появились небольшие шахтные печи с естественной тягой, которые устанавливали на открытом месте, а позднее—уже настоящие шахтные печи с открытым выпускным порогом и мехом для дутья. Работа одного средневекового металлургического завода с сыродутными шахтными печами описана Агриколой. Измельченную руду и древесный уголь загружали в печь сверху. Для извлечения крицы из печи нужно было открыть ее порог, закрытый кирпичной кладкой и обмазанный глиной. Затем крицу обрабатывали так же, как говорилось выше. В XV в. металлурги Штирии пользовались сыродутными горнами средним объемом 1,1—1,7 м3. Они давали за сутки 1200—1300 кг металла, а выработка на одного рабочего составляла около 250 кг. За последующие 200 лет эти показатели возросли соответственно до 3,4—4,5 м3 и 1800—2100 кг на одну печь и до 390 кг на одного рабочего.
С увеличением размеров сыродутных горнов и интенсификацией труда возрастало и содержание углерода в железе. При этом температура плавления железа оказывалась ниже и часть его вытекала из горна в расплавленном виде вместе со шлаком. Таким образом, металлурги стали получать побочный продукт, который в твердом состоянии хрупок и легко разбивается молотом. Это был
ЧУГУН.
Вначале его просто выбрасывали, но потом научились использовать |