Когда и почему началось развитие черной металлургии в россии кратко

Обновлено: 04.07.2024

Производство железа на территории России известно с древнейших времён. Железные руды плавили вначале в сыродутных горнах, затем (примерно с IX века) в специальных наземных печах-домницах с дутьём ручными мехами. [1]

Заводское производство чугуна и железа началось в 1632—1637 годах, когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов чугуна в сутки. В 1700 году было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. [2]

Увеличив за первую четверть XVIII века выплавку чугуна в 5 раз, Россия заняла по производству чёрных металлов 1-е место в мире и до начала XIX века удерживала его. [3]

В 1826 г. вводятся (на казенном Александровском заводе) первые прокатные станы для выделки железа, в 1836 г. проводятся первые опыты горячего дутья (на Выксунском заводе), первые опыты пудлингования вместо кричного производства (на Урале). В 1857 г. производятся первые опыты бессемеровского способа продувки чугуна (на Всеволодовильненском заводе). [4]

В 1822—1827 гг. вся продукция черной металлургии России достигала 8,9 — 9 млн пудов чугуна и 6,1 млн пудов железа. В 1831—1839 г. она составляла 10,5-10,9 млн пудов чугуна и 6,7 млн пудов железа, в первой половине 50-х годов — 11-11,8 млн пудов чугуна и к 1858—1860 гг. выработка доходит до 17,63 млн пудов чугуна и 12,2 млн пудов железа, причем из производства чугуна в 1860 г. на Урал приходилось 14,5 млн пудов, или 82 %. [5]

К 1913 году Россия занимала 5-е место в мире по производству чёрных металлов, а её доля в мировой выплавке чугуна и стали составляла 5,3 %. [6]

Во время Великой Отечественной войны захватчики вывели из строя заводы, дававшие около 60 % общего производства стали в стране. Металл фронту поставляли металлургические предприятия Урала и Сибири, где выплавка стали повысилась в 1,5 раза. Построены заводы в республиках, ранее не имевших своей чёрной металлургии: в Казахстане и Узбекистане. [8]

После Великой Отечественной войны в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные металлургические заводы. В 1950—1970-х годах были построены новые крупные предприятия: Орско-Халиловский и Карагандинский металлургический комбинаты, Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические заводы, ряд крупных железорудных горно-обогатительных комбинатов, трубных, ферросплавных, метизных, огнеупорных и других предприятий. Модернизация устаревших агрегатов позволила существенно увеличить их производительность. Наряду со значительным увеличением объёмов производства заметно повысилось качество и расширился сортамент металлопродукции, опережающими темпами развивалось производство прогрессивных видов металла, дающих наибольший экономический эффект в народном хозяйстве: листового проката, холоднокатаного листа, холоднокатаной трансформаторной стали, гнутых профилей, фасонных профилей высокой точности, низколегированной стали, а также высокопрочных труб, железных порошков, металлокерамики. Улучшение качества металлопродукции, расширение и совершенствование её сортамента обеспечили экономию в народном хозяйстве в 1971—1975 годах более 2 млн тонн металла. [9]

По объёмам производства большинства важнейших видов продукции чёрной металлургии (стали, чугуна, железной руды, стальных труб, кокса, огнеупоров) СССР к 1970-м годам занимал 1-е место в мире. В результате систематического наращивания объёмов производства существенно возросла выплавка стали на душу населения — с 305 кг в 1960 году до 564 кг в 1976 году. [10]

С начала 1990-х годов и до 1999 года происходило сокращение объёмов металлургического производства, обусловленное снижением потребления металлов на внутреннем рынке. Одновременно значительный объём производства был переориентирован с внутреннего на внешний рынок, доля экспорта проката чёрных металлов увеличилась до 60 %. [11]

Начиная с 1999 года, благодаря действию как внутренних, так и внешних факторов, начался рост металлургического производства. [12]

Первая труба, выпущенная из листа, который произведён на стане-5000 Объединённой металлургической компании

В 2006 году объёмы производства основных видов продукции чёрной металлургии в России превысили уровень начала 1990-х годов. [15]

В 2006 году Ижорский трубный завод мощностью в 600 тыс. тонн трубной продукции в год вступил в строй. [16]

В 2006 году компания ММК начала строить собственный стан-5000 в Магнитогорске. [17]

В 2007 году производство проката чёрных металлов в России выросло на 2,4 % по сравнению с 2006 годом и составило 59,6 млн тонн, производство стальных труб выросло на 10,2 % и составило 8,7 млн тонн. [18]

В 2007 году реализация проекта создания своего стана-5000 была начата компанией ОМК в Выксе. [19]

Волжский трубный завод группы ТМК в 2008 году пополнился линией по производству труб большого диаметра мощностью в 650 тыс. тонн в год. [20]

В июле 2009 года новый стан-5000 ММК вступил в строй. [22]

По итогам 2015 года выплавка стали в России уменьшилась на 0,6 % — до 56,6 млн тонн. А вот выпуск стальных труб вырос на 8,1 % — до 6,7 млн тонн. [25]

Черная металлургия представляет собой одну из наиболее развитых и важных отраслей промышленного производства, успешное развитие которой определяет индустриальный потенциал и возможности любого государства. Во многом она является комплексной, поскольку включает в себя различные подотрасли, заключающиеся в осуществлении технологических процессов по добыче, обогащению исходного сырья, а также выплавке соответствующей продукции (металлов) и производству металлопроката. Основным сырьем выступает железная руда, из которой изготавливаются чугун и сталь. Этим данная отрасль отличается от цветной металлургии, сырьевой основой которой являются цветные металлы (алюминий, титан, медь, свинец, никель и так далее).

Продукция предприятий черной металлургии используется, по большей части, в машиностроении и строительстве. В этой связи данная отрасль является системообразующей, а от степени ее развития во многом зависит и состояние промышленного производства в целом.

Традиционно оценку состояния черной металлургии ведут по такому показателю, как суммарная выплавка стали. По итогам 2018 года ее мировое производство составило более 1,8 млрд тонн. Следует отметить, что данный показатель в последний период довольно стабилен, что свидетельствует о достаточной развитости отрасли.

Мировым лидером по производству стали выступает Китай. На долю этой азиатской страны приходится порядка половины всего мирового объема выплавки – около 928 млн тонн. С заметным отрывом от Китая следует Индия. Здесь было произведено около 106 млн тонн стали. На третьем месте – Япония, которая немного уступает Индии (произведено порядка 104 млн тонн).

Кроме этого, в число лидеров по развитию черной металлургии входят следующие государства:

США (86 млн тонн);
Россия (71 млн тонн);
Германия (42 млн тонн);
Бразилия (34 млн тонн).

На долю вышеуказанных стран приходится более 2/3 промышленного производства стали в мире.

Сырье, используемое в черной металлургии

Основным ресурсом, используемым для получения продукции, является железная руда. В России ее запасы довольно велики и практически полностью обеспечивают внутренние потребности. Отдельно следует выделить несколько районов добычи руды.

Так, разработка данного полезного ископаемого в промышленных масштабах началась на Урале. До сих пор здесь действуют крупные металлургические комбинаты, которые были созданы одними из первых в стране. Также большие запасы железных руд находятся в Сибири (речь идет о месторождениях Кузбасса).

В европейской части России находится так называемая Курская магнитная аномалия. По отдельным данным, это самое крупное месторождение железных руд на планете. Однако разработка началась только в 30-х годах прошлого века и прерывалась в связи с войной. Находится месторождение на территории Курской и Белгородской областей.

Кроме железной руды для металлургической отрасли необходим коксующийся уголь. Он используется как высококачественное топливо для выплавки чугуна и разрыхления железной руды.

Основные залежи коксующегося угля в России сосредоточены в Кузнецком и Печорском бассейнах.

Особенности производства

Металлургическое производство предполагает цикл технологических процессов, которые могут осуществляться как целиком на одном предприятии, так и на разных. Этапы:

выплавка чугуна;
производство стали;
прокатное производство.

Таким образом, на предприятиях полного цикла осуществляются все вышеперечисленные этапы. Если же завод изготавливает только прокат, то такие производства называют предельными.

На данный момент в мире отдается предпочтение развитию малой металлургии, где производство стали и проката идет на машиностроительных заводах, а это значительно снижает затраты на конечную продукцию. Однако крупные комбинаты полного цикла остаются действующими.

Общий обзор состояния черной металлургии в России

Российская Федерация является одним из крупнейших мировых производителей чугуна, стали и металлопроката. Во многом это обусловлено тем, что в стране имеются богатые залежи железных руд и коксующегося угля, используемого в качестве топливного ресурса. Металлургическая промышленность в России является системообразующей и высокоэффективной отраслью.

История развития металлургической промышленности

В России до времен Петра I металлургия носила кустарный и локальный характер. И только после соответствующих реформ в стране началась промышленная переработка металлов. Выплавка чугуна началась на Урале, где знаменитые промышленники Демидовы основали ряд железоделательных заводов.

После революции, особенно во времена сталинской индустриализации, начали разрабатываться месторождения железных руд на Украине и в районе Курской магнитной аномалии. Во время Великой Отечественной войны основные промышленные мощности были развернуты на Урале и в Сибири.

90-е годы XX века сказались крайне негативно на развитии черной металлургии, однако в последнее время наблюдается планомерный рост производства стали и проката, который, впрочем, еще не достиг докризисного уровня.

Проблемы отрасли

Черная металлургия является одной из наиболее устойчивых отраслей промышленности в нашей стране. Основной ее проблемой является общий спад промышленного производства, особенно ярко наблюдающийся в 90-е годы прошлого столетия. Здесь встает вопрос сбыта продукции, который приводит к снижению объемов выплавки.

Кроме этого, на развитие отрасли во многом влияют цены на железную руду, сталь и прокат на международных рынках, которые отличаются значительной волатильностью.

Перспективы развития отрасли

Основными перспективными направлениями развития черной металлургии являются:

развитие бездоменных технологий выплавки;
увеличение доли предельной металлургии за счет использования вторсырья;
широкое использование изделий из сплавов.

Основные игроки в отрасли

Большая часть промышленных мощностей черной металлургии приходится на несколько крупнейших компаний:

Другие компании, работающие в данной отрасли, представлены в разделе Металлургические заводы.

Кроме этого, в стране действует довольно большое количество предприятий малой металлургии на базе крупнейших машиностроительных заводов.

Тяжелая промышленность представляет собой комплекс предприятий, занимающихся добычей сырья, его переработкой и выплавкой металла. Часто они расположены на больших расстояниях друг от друга. В этом заключаются сложности и особенности черной металлургии. В России этот фактор играет существенную роль, из-за масштаба территории государства. Чтобы продукция выпускалась бесперебойно, требуется четкая координация между всеми отраслями народного хозяйства.

Исторические сведения
Характеристика производства
Условия размещения
География расположения
Типы предприятий
Проблемы и перспективы

Исторические сведения

После революции черная металлургия получила толчок в развитии. Произошло это во времена сталинской индустриализации. А в послевоенные годы, кроме Урала, широко распространилось строительство металлургических комплексов на районы Сибири.

Характеристика производства

В задачу черной металлургии, кроме получения металлов, входит переработка ряда сопутствующих материалов. Сюда включаются кокс, огнеупоры и различные руды.

Если исключить производство цветных металлов, то выделяются основные черты черной металлургии. К ним относятся:

Более трети всех изделий используется в машиностроении.
Четвертая часть идет на изготовление строительных несущих конструкций.
Высокая капиталоемкость производства.
Зависимость от сырья. Оно составляет около 90% всех затрат.

Полученная металлургическая продукция имеет разновидности. Кратко характеристика о них изложена в таблице.

Выплавленные металлы	Черные	Чугун
		Сталь
	Цветные	Благородные. К ним относятся золото, серебро, платина.
		Тяжелые. Среди них медь, цинк, олово.
		Легкие. Это алюминий, магний.
		Редкие. Среди них различаются титан, вольфрам, цирконий, молибден.

Если посмотреть, какая из стран является мировым лидером по производству стали, то с большим отрывом лидирует Китай. Он производит 928 млн тонн в год. Россия выпускает 71 млн тонн. При этом такая развитая страна, как США, производит стали 86 млн тонн. Однако каковы бы не были эти показатели, часто они носят условный характер и не дают объективного определения об уровне развития государства.

Условия размещения

Сырье является основным источником, имеющим значение для стабильной работы металлургических предприятий. Таким материалом служит железная руда. Несмотря на то что ее запасы велики, большая территория России приводит к необходимости вести решение задач по правильному размещению предприятий.

Для этого составляется план, на основании которого требуется выполнение некоторых условий:

Предприятия должны строиться недалеко от источника топлива.
Рядом должны располагаться месторождения сырья, залежи железных руд.

В предыдущие годы рядом с месторождениями железной руды было характерно присутствие каменного угля, который использовался в качестве источника топлива. Теперь ему на замену пришел кокс, который является топливом более высокого класса. Однако переносить производство далеко от местонахождения сырья невыгодно. Рационально просто обеспечить доставку кокса.

География расположения

Объекты, использующие для своих нужд общие ресурсы и выпускающие металл, называются металлургическими базами. Их география расположения на карте:

Урал. Характерной особенностью этой территории является отсутствие каменного угля, поэтому здесь в качестве топлива используются лесные ресурсы. Все предприятия располагаются возле железорудных месторождений. Здесь находятся комбинаты: Челябинский, Нижнетагильский, Магнитогорский, Орско-Халиловский. На них ведется выплавка чугуна, стали и проката.
Центральные районы России. Черная металлургия получила развитие в этих регионах благодаря присутствию богатых месторождений железных руд. Здесь построены Новооскольский и Липецкий металлургические комбинаты. Кроме того, ряд заводов располагается в Москве, Орле, Туле.
Западно-сибирская территория. Развитие металлургии здесь происходит благодаря присутствию железной руды и каменного угля Кузбасского бассейна. Несмотря на расположенную рядом Транссибирскую железнодорожную магистраль, существуют сложности с вывозом готовой продукции потребителям.

В России производство металлургической продукции превосходит внутренние потребности, поэтому она ориентирована на экспорт. Это имеет свои сложности в связи с высокой конкуренцией на мировом рынке.

Типы предприятий

Несмотря на сырьевые богатства Российской территории, они распределены неравномерно. Это сказывается на направленности работы предприятий. Металлургические комплексы бывают нескольких типов:

Предприятия полного цикла. Это означает, что на их территории присутствует полностью технологический процесс производства чугуна, проката или стали. Здесь же проводится предварительная переработка железных руд. Такие предприятия в основном строятся вблизи сырьевых и водных ресурсов, чтобы уменьшить затраты на их доставку.
Неполного цикла. На таких предприятиях выделяется один из процессов черной металлургии и формируется в виде отдельного производства. Такие заводы называются передельными. Они специализируются только на выпуске одного вида продукции — это выпуск чугуна, стали или проката. Располагаются вблизи потребителя или источника вторсырья.
Малые предприятия. Производство ограничивается только одним цехом. Обычно он входит в состав большого металлургического комплекса.

Иногда сырьем для черной металлургии служит металлолом или другие отходы производства. Поступают на передельные или малые предприятия.

Проблемы и перспективы

В России металлургическая отрасль занимает устойчивое положение. При этом выделяется несколько направлений ее развития:

Модернизация. На производстве ведется внедрение новейших технологий с целью повышения конкурентоспособности продукции.
Увеличение количества передельных заводов. Причина состоит в том, что они ориентированы на вторсырье, что значительно удешевляет конечную продукцию.
Строительство новых заводов вдали от густонаселенных пунктов, чтобы не засорять атмосферу городов.
Закрытие заводов, на которых присутствует устаревшее оборудование.

Несмотря на то что в 90 годы наблюдался общий спад производства, в настоящее время отрасль имеет перспективы на будущее. Сюда относится внедрение бездоменной выплавки чугуна. Это значительно снизит энергетические затраты производства продукции, сделав ее более чистой, за счет отсутствия вредных примесей.

310 лет назад, 4 июня 1705 года, царь Пётр Алексеевич разрешил Никите Демидову строить металлургические заводы в Кунгурском района на Урале. С этого времени началось возвышение рода Демидовых — знаменитых промышленников и землевладельцев. Демидовы стали одними из основателей горно-металлургической промышленности в России.

Из истории русской металлургии

Для производства металла необходимы два главных фактора: топливо и сырьё. Основным топливом в то время был древесный уголь. Наиболее качественный древесный уголь получали из сравнительно редких и твердолиственных пород — дуба, бука и граба, а также берёзы. Плавка железа требовала огромного количества дерева: на переработку одной тонны руды уходило почти 40 кубометров древесины. Более технологичная замена древесного угля — кокс, появилась сравнительно недавно (две сотни лет). Интересен тот факт, что первоначально именно отсутствие значительных массивов леса не позволило Англии стать главным производителем металла в Европе. Увеличение выплавки железа в Англии свело на нет почти все большие массивы лесов.

Правда, европейцам повезло больше. Богатые залежи железа и других металлов там были в горах в Германии, Чехии. Массовую добычу металлических руд шахтным способом в германских землях начли уже в XIII столетии. К началу XVI столетия в Германии было мощное металлургическое производство, которое производило основные металлы (железо, медь, серебро и золото). В XVI веке начался массовый экспорт железа и меди из Швеции. Швеция обладала богатыми залежами железных руд и два столетия прочно занимала первое место по поставке железа и меди. Пока благодаря Уралу её не опередила Россия.

Для сыродутного процесса, который использовали металлурги Древней Руси, требовалась богатая железом руда. А лимонит руда бедная. Поэтому болотную руду, идущую в плавку, обязательно обогащали. Среди методов обогащения руды были: просушка, обжиг, размельчение, промывка и просеивание. Таким образом, наличие топлива и сырья, а также технологий по обогащению, привели к тому, что Русь с древнейших времен была страной оружейников. Можно смело сказать, что русская металлургия позволила Руси выстоять тысячу лет в сотнях войн разной интенсивности, от локальных конфликтов до полномасштабных региональных войн. Военное производство с древнейших времен было стрежнем Русского государства.

Добыча цветных металлов на территории Руси до XVIII века фактически отсутствовала. Небольшие источники меди были в Олонецком крае и на Печоре, но насытить внутренний рынок они не могли. В Новгороде знали об источниках серебра на Урале, но производство тогда создать не было возможности. Поэтому основная масса цветных металлов поступала на Русь из Европы. Через Новгород поступало не только железо, но и основная масса свинца, олова и меди.

Развитие металлургии при Романовых

Андрей Денисович Виниус, гравюра Корнелия Вишера, 1650 год

Первые разработки на Урале начались в XVII столетии. Но удаленность региона от основных русских городских центров и малочисленность русского населения препятствовали освоению Урала. Только в конце этого столетия царь Пётр Алексеевич повелел начать регулярные геологические изыскания на Урале. В 1700 году на реке Нейве возвели Невьянский доменный и железоделательный завод. Затем возвели железный завод на месте нынешнего города Каменск-Уральский и металлургический завод в Алапаевске. В 1723 году возник Екатеринбургский казенный завод.

Несмотря на названия периодов эволюции первобытного общества, металлургия начинает свое развитие еще в каменном веке. Самые древние потуги человека в металлообработке датируются историками шестым столетием до нашей эры. Соответствующие археологические находки, свидетельствующие об этом, были обнаружены на Пиренейском полуострове, на Балканах (в Сербии и Болгарии), в британском Стоунхендже. Правда, возраст всех этих находок установить бывает не всегда легко.

Около 5500 лет назад человечество вступает в новую эпоху своего развития – Бронзовый век. Этот переход ознаменовался несколькими важными достижениями. Во-первых, человек научился извлекать олово и медь из горных пород. Во-вторых, ему удалось получить абсолютно новый сплав – бронзу. Однако дальнейшее развитие металлургии нуждалось в более технологичных и более сложных процессах, а потому – затормозилось на более чем два тысячелетия.

Принято считать, что технология получения железа из рудного тела впервые открылась хеттам – народу, обитавшему в Малой Азии и неоднократно упомянутому в Библии. Случилось это примерно в 1200 году до нашей эры. Именно с этой даты и начинается Железный век в развитии общества.

Следы развития черной металлургии можно увидеть в различных исторических культурах: в Древней Греции и Риме, Египте и Анатолии, Карфагене, Древнем Китае и Индии. Не лишним будет отметить, что многие из техник и методов обработки металла были изобретены китайцами, а уж затем все они были освоены европейцами. Речь идет, в частности, о выплавке чугуна, изобретении доменной печи или гидромолота. А вот лидерами в сфере ковки металлов и горнорудной добычи, как выяснили недавно исследователи, были древние римляне.

История развития металлургии в Африке, Юго-Восточной Азии и Австралии

Как развивалась металлургия в других регионах Земли? Известно, что во второй половине I тысячелетия до нашей эры на территории Юго-Восточной Азии уже активно применяли орудия труда из кричного железа. Вначале это были биметаллические изделия, а немного позже они изготавливались целиком из железа.

Население Древнего Китая тоже было знакомо с биметаллическими вещами. Для их производства применялось железо метеоритного происхождения. Первые сведения о подобных изделиях в Китае датируются VIII веком до н.э. А вот к середине первого тысячелетия до нашей эры в этой части света начинается производство настоящего железа. Именно китайцы первыми освоили технику получения чугуна, и сделали они это намного раньше, чем европейцы.

В общем и целом, производство железа в Африке было полностью освоено в пределах второй половины I тысячелетия до н.э. Любопытно, что производство меди здесь освоили даже немного позже. И если из меди на этом материке делали украшения, то из железа изготавливали исключительно орудия труда.

Особенности развития металлургии в Америке

Для Нового Света было характерным существование сразу нескольких центров ранней металлургии. Один из таких очагов находился в Андских горах, которые славятся богатыми рудными полезными ископаемыми. Первым металлом здесь стало золото. Кроме того, в Андах производили изделия из серебра. На территории современного государства Перу во второй половине II тысячелетия до н.э. был получен сплав серебра с медью – тумбага, который стал необычайно популярен в Южной Америке.

В Центральной Америке люди познакомились с металлом лишь в первом тысячелетии до нашей эры. Причем, его сюда привезли. Племена майя освоили ремесло получения металла только к VII столетию нашей эры. Однако к этому времени их цивилизация уже подходила к своему закату.

Первым металлом Северной Америки стала медь. Затем здесь научились делать железо (вначале метеоритное, а немного позже – кричное). Это случилось в первом тыс. до н.э., причем, западные районы континента в этой сфере развивались намного быстрее.

Изобретение сыродутного процесса

Чтобы производить из такого субстрата какие-либо изделия, приходилось вначале извлекать из крицы посторонние примеси. Делалось это при помощи ковки – холодной и горячей. В конечном итоге, можно было получить кричное железо для последующего использования.

Так сложилось, что получить медь или олово намного проще, нежели железо. Даже не смотря на то, что медные и оловянные руды в природе встречаются гораздо реже, чем железные. Именно поэтому сыродутный процесс оказался очень важным этапом в развитии черной металлургии. Эта технология постоянно улучшалась: с помощью усовершенствования дутья или увеличения размеров печей. Однако все эти улучшения не решали главную проблему: кричное железо практически не содержало в себе углерода, а значит, оно не могло конкурировать с бронзой. Вещи из него были недостаточно твердыми, в сравнении с изделиями из бронзы. Именно по этой причине железо в те времена использовалось в большей мере для изготовления украшений. В производстве железа просто необходимо было что-то менять.

Освоение технологии цементации и закалки железа

Под цементацией подразумевается процесс искусственного насыщения крицы углеродами. Эта технология была освоена человеком в первую очередь. Для цементации кричного железа использовались различные вещества. Вначале кричную массу прокаливали в костном угле, позже – в других веществах с большим содержанием углеродов. Освоение технологии цементации подарило человеку возможность получать первые, хоть и весьма примитивные, образцы стали.

Вслед за открытием техники цементации был обнаружен эффект закалки. Человек с удивлением для себя обнаружил, что насыщенное углеродами и охлажденное железо становится еще крепче. Для такого охлаждения использовалась вода, снег, либо железо просто оставляли на открытом холодном воздухе. Эффект был даже в последнем случае.

Закаленная сталь имеет один существенный недостаток – это излишняя хрупкость. Существенно снизить ее позволило открытие технологии термического отпуска железа. Данная технология заключается в нагревании изделий до 727 градусов по Цельсию (это граничная температура деформации структуры железа).

Не стоит думать, что освоение технологий цементации, отпуска и закалки железа было одномоментным. На самом деле эти процессы длились около тысячи лет! Но именно открытие и совершенствование этих трех технологий раз и навсегда поставило жирную точку в непримиримой конкурентной борьбе между бронзой и железом.

Развитие металлургии в Средние Века

В эпоху Средневековья плавильные печи уже существенно преобразились. Во-первых, в высоту они достигали двух-трех метров. А во-вторых, они работали при помощи энергии воды: воздуходувы приводили в движение специальные трубы или большие водяные колеса.

По производительности и техническим параметрам штукофен был на голову выше своих предшественников – сыродутных печей. Температура плавки в нем достигалась более высокая, что давало возможность получать полноценный чугун. В сутки штукофен мог выдавать более двух центнеров железа. Правда, чугун из такой установки был, как правило, непригоден. Дело в том, что он оказывался на дне печи, смешиваясь со шлаками. Чтобы очистить его, требовалась ковка, которой чугун не поддавался. Других способов его очистки на то время еще не знали.

Изобретение печей нового типа – блауофенов

Средневековые металлурги установили важную закономерность: чем выше температура плавления руды в печи – чем больше продукта (железа) можно получить на выходе. После этого открытия они начали пытаться модернизировать свои штукофены: увеличивать высоту труб и налаживать систему предварительного нагрева воздуха. Так в XV веке в Европе появились печи нового вида – блауофены.

Еще один позитивный момент блауофенов – количество стали по краям железной крицы в этих печах существенно увеличилось. Разумеется, это порадовали металлургов. Однако, с другой стороны, отделить такую сталь от кричного железа было очень и очень сложно. И в этой ситуации разные народы пошли по разным путям, решая эту сложную проблему.

Так, в Индии все силы бросили на усовершенствование техники ковки, чтобы добиться более равномерного распределения углеродов в продукте. И эти усилия дали свои плоды – индусы получили булат – очень прочную и упругую сталь, из которой производилось первоклассное на то время холодное оружие. Булат также производился в Иране и Центральной Азии.
Китайцев и европейцев, в отличие от индусов, интересовало вовсе не качество, а количество конечного продукта. Поэтому именно они вскоре открыли так называемый передельный процесс, который невероятно сильно повлиял на развитие металлургии в целом.

Возникновение доменных печей

До 1500 тонн качественного чугуна в день – такое средневековым металлургам даже не снилось. Но это стало обыденной суточной нормой при появлении доменных печей. Благодаря большим размерам, предварительному нагреву воздуха и системе механического дутья, такая печь способна была извлекать железо из рудной массы и превращать его в чугун. Последний при этом выходил наружу в расплавленном виде. Правда, ковка все равно была необходима. Но теперь шлаков было уже намного меньше в массе, а железа – больше. Еще одно достоинство доменной печи заключалось в непрерывности ее работы. Установка функционировала круглые сутки, не останавливаясь и не охлаждаясь.

В XVIII веке в европейской металлургии был открыт еще один процесс – пудлинговый. Он предполагал очищение чугуна в печи с помощью газа, получаемого при сгорании угля или другого минерального топлива. К слову, в Древнем Китае этим способом даже производили сталь еще в Х столетии. При такой технике очистки железистые частицы собирались в комочки. Затем они сваривались в кузнечной или в специальной прокатной машине, и из них получали различные железные заготовки. Пудлинговый метод позволил увеличить производительность железа до 140 кг в час.

Развитие металлургии в XIX и XX веках

Очередной скачок в процессе развития металлургического дела произошел в конце XIX века. В этот период, практически одновременно, в производство металла внедряются три абсолютно новых способа: мартеновский, томасовский и бессемеровский. Все эти методы увеличили объемы производства стали колоссально – до шести тонн в час.
Спустя полвека в металлургию внедряют еще более новые процессы. Это, в частности, непрерывная разливка стали и кислородное дутье. Продувание кислородом расплавленного металла в конверторных печах существенно ускорило скорость химических реакций.

История, как известно, движется по спирали. Это касается и истории промышленного производства. Тысячи лет назад человек строил в земле сыродутные печи и получал, с помощью одностадийного метода, качественное и устойчивое к коррозии железо с малым количеством примесей. И сегодня ученые вновь вернулись к технологии одностадийных процессов, развивая метод обогащения руды и производства стали в электропечах.

Читайте также: