2600 лет назад в Древнем Китае был изобретен совершенно иной способ переработки железной руды. В древних странах средиземноморья и впоследствии в средневековой Европе железную руду нагревали в печах с помощью сжигания дров. В результате этого получалось ковкое железо, то есть которое можно ковать. В Китае впервые при переработке железной руды был использован каменный уголь или просто уголь. Каменный уголь представляет собой углерод с добавлением примесей, в основном, серы и фосфора. В рудоплавильной печи топливо находится вместе с рудой. Топливо горит потому, что в нем содержится углерод. При сжигании углерода выделяется тепло. Кроме того при горении происходит насыщение руды углеродом. В дровах содержится намного меньше углерода, чем в угле. Поэтому в конечном продукте, если в плавильной печи топливом служили дрова, получается ковкое железо. А если в качестве топлива использовался уголь, то получается железо непригодное к ковке. В любом случае происходит насыщение железа углеродом. При сжигании в рудоплавильной печи дров содержание углерода в железе меньше, чем при сжигании угля. По современной терминологии ковкое железо содержит углерода в количестве 0,05 до 2,14 % и называется сталью. Нековкое железо содержит углерода от 2,14 до 6,67 % и называется чугуном.

На Руси технологию получения чугуна переняли от монголо-татар в 13-14 веках, которые в свою очередь, завоевав Китай, узнали об этом. Вплоть до 16-17 веков Россия поставляла чугун в Европу, когда там стали производить его. Из чугуна лили пушки и ядра к ним. Изготавливали колокола, пищевые котлы, сковородки и другое.

Работа кузнецов.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/Kroyer_-_Smedje_i_Hornbaek.jpg?download

Каслинское чугунное литье

История рождения каслинского чугунного литья начинается с 1747 года когда был организован Каслинский железоделательный и чугунолитейный завод (ныне город Касли Челябинской области). Уже через несколько лет чугунолитейная продукция завода стала известна в Европе. Чугунное каслинское литье покрывается специальной черной эмалью. Для Парижской всемирной выставка прикладного искусства 1900 года, каслинские мастера отлили огромный чугунный павильон. В центре павильона стояла скульптура «Россия», изображающая женщину-воина, оберегающую мир и готовую к новым победам. Павильон был признан шедевром литейного искусства и получил высшую награду – «Гран-При». В настоящее время мастера завода поддерживают старые традиции и добиваются новых результатов.

Скульптура из чугуна «Россия», 1896 год

Автор: Н.А. Лаверецкий Местонахождение: Екатеринбургский музей изобразительных искусствhttps://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/1896_Laveretski_Skulptur_Russland_anagoria.jpg/440px-1896_Laveretski_Skulptur_Russland_anagoria.jpg

В настоящее время Россия занимает первое место в мире по открытым запасам железной руды. Наиболее крупные месторождения железной руды в России:

– Курская магнитная аномалия расположена в Курской, Орловской, Белгородской и Воронежской областях. Содержание железа в руде составляет 60-65 %,

– Западно – Сибирский железорудный бассейн, крупнейшее в мире месторождение (Томская область), содержание железа в руде более 30 %.

– Качканарский железорудный бассейн (Свердловская область), содержание железа в руде более 16 %.

– Бочарское месторождение (Томская область), содержание железа в руде до 57 %.

В основном железная руда добывается открытым способом в карьерах. Производится подрыв горной породы и большие шагающие экскаваторы своими огромными ковшами грузят ее в большегрузные автомобили. Объем ковша шагающего экскаватора достигает 100 метров кубических, то есть в таком ковше может поместиться двухкомнатная квартира. Грузоподъемность карьерных самосвалов достигает 450 тонн. Этот груз можно перевести на семи железнодорожных вагонах. Автомобили вывозят руду из карьера на поверхность земли и перегружают в железнодорожные вагоны. Железнодорожные составы доставляют руду на обогатительные фабрики. Суть обогащения состоит в том, что различными технологическими методами руду очищают от песка, глины и других посторонних минералов. Оставшаяся руда называется железным концентратом, в нем содержится до 90 % железа. В России первую промышленную технологию по обогащению железной руды разработал великий русский ученый-энциклопедист Михаил Васильевич Ломоносов.

Михаил Васильевич Ломоносов великий русский ученый-энциклопедист (1711-1765) .Его работы по химии, физике, металлургии, стекловарению нашли практическое применение в промышленности. Кроме этого он написал первую историю Русского государства, занимался языковедением, писал стихи и оды.

За тысячи лет человечество прошло путь от первых металлоплавильных печей до современных доменных печей.

Домна – устройство для плавления железной руды и получение чугуна.

Чугун – железо содержащее углерод в пределах 2,14 – 6,67% .

Доменная печь представляет вертикальный полый цилиндр. Внутренность цилиндра облицована огнеупорным кирпичом. В доменную печь сверху с помощью вагонеток послойно засыпают железную руду, известняк и каменноугольный кокс.

Ломоносов М.В.Mikhail_Lomonosov_%281757%29.jpg

Известняк это горная порода содержащая карбонат кальция. Широко применяется в строительстве, так как камень хорошо обрабатывается режущим инструментом, имеет белый, бело-желтый или розовый цвет.

Каменноугольный кокс – продукт, получаемый при нагревании угля без доступа воздуха при температуре 1000 градусов по шкале Цельсия. По химическому составу кокс это почти чистый углерод.

Получают кокс на коксохимических заводах. В коксовые батареи загружают высококачественный уголь (коксующийся уголь). При температуре около 1000 градусов по шкале Цельсия без доступа воздуха из угля выводится сера и другие вредные примеси. Остается почти чистый углерод. При сжигании кокс дает большую температуру нагрева, чем уголь.