Наука о металле, металлы в истории развития человечества. Творцы науки о металлах.
Что такое металлургия и ее роль в обществе.Состояние и значение современной философии металлургии определяется местом данной науки в обществе, в мировоззрении, а также набором ее внутренних, исторически сформированных понятий и проблем. Металлургия является прикладной наукой. Как и всякая прикладная наука, она нацелена на разработку способов применения, полученных фундаментальной наукой знаний, объективных законов мира для удовлетворения потребностей и интересов людей. Металлургия (от греческого metallurgeo) – в первоначальном значении – искусство извлечения металлов из руд. В современном, более широком смысле, металлургия – область науки и техники и отрасль промышленности, занимающаяся извлечением металлов из руд и переработкой металлоотходов и изготовлением из полученных металлов и сплавов разнообразных металлических изделий. Сегодня металлургическое производство представляет сложный комплекс разнообразных технологий, которые можно разделить на три этапа:
1. Подготовка добытой из недр руды, с целью повышения ее технических показателей при ее дальнейшей металлургической переработке;
2. Извлечение металла из руды методами высоко – и низкотемпературной металлургии; очистка чернового металла от примесей, производство сплавов;
3. Изготовление из металлов и сплавов изделий металлургическими способами и улучшение их свойств путем термической, термомеханической, термохимической обработки.
Металлургия является основой экономического и оборонного могущества государства. Развитию этой решающей отрасли народного хозяйства отводиться должное место. Металлургическое производство возникло на заре развития человеческого общества. Человек познакомился с металлом в незапамятные времена. Металлы являются надежными помощниками человека. Вместе всегда человек и металл.
Современную жизнь без них невозможно даже представить.
Металл и сегодня является фундаментом созидания, основным материалом, которым пользуется человек. Тысячи лет назад люди научились пользоваться металлами и добывать их из природных соединений. Почти три четверти менделеевской таблицы химических элементов, из которых построено все существующее во Вселенной, составляют металлы. Десятки из них широко применяются в технике и быту. Остальные с каждым годом все глубже внедряются в практику. Еще большее распространение получили сплавы, состоящие из нескольких металлов и неметаллических элементов. Как правило, такие сплавы обладают свойствами, превосходящими свойства чистых металлов.
Металлы легко отличить от неметаллов характерным ярким серебристым или золотистым цветом, блеском их поверхности. Металлы пластичны, их куют, прокатывают, штампуют. Кроме того, металлы хорошо проводят тепло и электрический ток. Это так называемые физические свойства металлов. По химическим свойствам оксиды металлов обладают щелочными свойствами, и при соединении с водой они образуют щелочные растворы, а оксиды неметаллов имеют кислотные свойства и, соединяясь с водой, образуют кислоты.
Все это было хорошо известно еще более 200 лет тому назад во времена М. В. Ломоносова. А вот причины такого различия свойств металлов и неметаллов были найдены значительно позже, после того, как было открыто электронное строение атомов. Напомним, что электрон был открыт лишь в 1895 году.
Каждому элементу Д. И. Менделеев еще в 1869 году приписал определенный атомный номер и поместил его в периодическую систему с этим номером, ничего еще не зная об электронах.
Позже выяснилось, что номер элемента точно совпадает с числом электронов, вращающихся по нескольким орбитам. У всех металлов наружные электронные орбиты являются недоукомплектованными. По ним вращаются, как правило, один, два, три и в редких случаях - четыре электрона. В то же время у неметаллов наружные электронные орбиты, наоборот, полностью или почти полностью укомплектованы.
Переходом наружных электронов от одних атомов к другим и было объяснено явление электрического тока. Числом электронов на наружной орбите было объяснено свойство валентности металлов. Электронное строение атомов дало ключ к объяснению таких явлений, как ферромагнетизм, полиморфизм, потенциал ионизации. Все эти вопросы получили отражение в разработанной советскими физиками теории металлического состояния.
Первые пять мест в земной коре на глубине до 1 км (по массе веществав %) занимают элементы, представленные в таблице 1.
Таблица 1 - Содержание основных элементов в земной корена глубине до 1 км (по массе веществав %) и их температура плавления (о С)
| О2 | Si | Al | Fe | Ca | Mg | Ti | Cu | Ni | Sn | Zn | Pb | Ag | Au | |
| 46,6 | 27,7 | 8,1 | 5,0 | 3,4 | 2,1 | 0,6 | 0,01 | 0,004 | 0,0016 | 10-5 | 5·10-7 | |||
| - | ||||||||||||||
На долю алюминия, железа и всех остальных 77 металлов приходится меньше одной четвертой части массы земной коры. Парадоксально, но факт, что металл, которого больше всего в земной коре был открыт намного позже большинства других. В 1825 году датчанин Эрстед и в 1827 году немец Велер сумели получить первые крупицы этого металла и только в 1864 году французскому химику Сент-Клер Девилю удалось получить первый промышленный алюминий. Через 11 лет русский химик Н.Н. Бекетов создал более экономичный способ получения алюминия из глинозема, который применяли конца XIX века. Но полученный по этому способу алюминий был по стоимости равноценен золоту.
Сколькими металлами располагал древний человек? Наряду с золотом, серебром, медью, оловом и железом люди давно узнали свинец, ртуть и сурьму. По поводу платины мнения историков расходятся. Некоторые утверждают, что этот благородный металл обрабатывали в Египте еще в 1500 г. до н. э. Во всяком случае, достоверно известно, что индейцы в Америке давно были знакомы с платиной, и оттуда ее испанцы доставляли в Европу.
Мягкий и относительно легкодоступный свинец в древности использовали для разных целей. Известно, например, что из гнутых свинцовых листов изготовляли трубы, сваривая продольные швы и соединительные муфты. Римляне при сооружении своих знаменитых водопроводов даже ввели стандартизацию свинцовых труб по диаметру и поперечному сечению. Это упростило расчет и проектирование водопроводной сети. Древние строители также использовали свинец для закрепления каменных плит и заделки швов. Из свинца чеканили монеты, медали и печати, изготовляли грузила для рыболовной снасти и якоря для судов. На тонких свинцовых пластинках гравировали текст и, сшивая их, делали свинцовые книги. Предположительно, первые сведения о свинце происходят из Индии. Свинцовые чушки в форме кирпичей служили предметом торговли, они упоминаются и в списках товаров, которые египетские фараоны получали в качестве дани. На островах Средиземного моря, в Италии, на побережье Греции и во многих местах Западной и Центральной Европы сохранились следы античных свинцовых рудников. Римляне называли свинец и олово одним и тем же словом - «плюмбум». Правда, они различали «плюмбумальбум» (белый) и «плюмбумнигрум» (черный), но часто путали оба металла. Нередко «плюмбум» называли сплавы свинца и олова.
Гораздо меньше, чем свинец, была известна сурьма - серебристо-белый, с сильным блеском, очень хрупкий металл. В Вавилоне из нее изготовляли сосуды уже в 3000 г. до н. э. Однако гораздо шире использовали не металлическую сурьму, а ее соединения, в частности в косметике. Очевидно, сурьма служила и как легирующий элемент при выплавке сурьмянистых бронз, которые обладают превосходными литейными свойствами (хорошо заполняют форму). Много позже, в период увлечения алхимией, сурьма приобрела особое значение, прежде всего потому, что в расплавленном виде она хорошо растворяет многие другие металлы - «пожирает» их. В качестве символа этого металла алхимики выбрали волка.
Ртуть римляне называли «аргентумвивум» - живое серебро. Примерно то же означает и современное немецкое название ртути Quecksilber. Этот удивительный металл - единственный, который при нормальных температурах остается в жидком состоянии. Ртуть нетрудно получить из ее природного соединения с серой - широко известной киновари. Первое письменное упоминание о ртути принадлежит Аристотелю и относится примерно к 350 г. до н.э., но, как показывают археологические находки, она была известна много раньше. Для каких целей служил этот металл? В древности ртуть широко применяли для золочения. Золото легко растворяется в ртути и образует с ней сплав - золотую амальгаму, которую наносят на обрабатываемое изделие. Затем его нагревают, ртуть испаряется, а на изделии остается слой золота. В наше время от такого процесса огневого золочения отказались, потому что пары ртути чрезвычайно вредны для здоровья. Растворимость золота в ртути можно использовать также и при его извлечении, скажем, из золототканой одежды. Подобный процесс был положен в основу разработанного в XVI в. способа извлечения различных металлов - так называемого амальгамирования (или амальгамации): измельченную руду обрабатывают ртутью, в которой металлы растворяются; затем ртуть выпаривают, а металлы остаются в твердом виде.
Изображение, обнаруженное в гробнице фараона Мереруба (VIдинастия Древнего царства, 2315-2190гг. до н.э.) свидетельствует о том, что технология переработки металлов в Египте достигла высокого уровня еще четыре тысячелетия назад.
Бронзовое литье в Египте (около 1450 г. до н.э.). Изображение из гробницы чиновника времен XVIII династии Нового царства.
В средние века металлурги освоили добычу и переработку многих металлов: золота, серебра, меди, железа, олова, свинца, ртути и сурьмы. Помимо бронзы и стали были известны сплавы свинца и олова, а наряду с оловянистыми начали применяться сурьмянистые и мышьяковистые бронзы. Наконец, следует упомянуть и о таком давно известном к тому времени медном сплаве, как латунь. Если медь легировать цинком, то она по виду будет напоминать золото. Латунь применялась еще во времена Гомера (VIII в. до н. э.). По-видимому, моссиноики - народ, обитавший на Черном море - первыми стали сплавлять медь с цинковой рудой, получая таким образом латунь. От них и происходит немецкое слово messing, означающее латунь. При императоре Августе (63 г. до н. э.—14 г. н. э.) в Риме чеканили латунные монеты. Однако тогда еще не было известно, что латунь содержит другой металл - цинк. Европа узнала о цинке только в XVIII в. от металлурга из Фрейберга- Иоганна Фридриха Хенкеля (1675-1744). Сегодня мы знаем, что китайцам этот металл был известен раньше.
Таким образом, средневековые алхимики имели дело с 6-7 металлами. М. В. Ломоносову было известно уже 13 металлов. Когда Д.И. Менделеев (1869 г.) составил свою знаменитую периодическую систему элементов, в ней насчитывалось 92 места для элементов, но известно было лишь 63. Из этих 63 элементов 22 были неметаллами, и пять - полуметаллами, к которым отнесли мышьяк, олово, сурьму, висмут и германий. Таким образом, в 1869 году было известно уже 36 металлов. В настоящее время твердо установлено существование 117 элементов, в том числе металлов - 79. Из 117 химических элементов 89 обнаружены в природных объектах.
Второе место среди металлов в земной коре занимает широко распространенный на нашей планете металл - железо. К сожалению, железо, так же как и алюминий, и все остальные металлы не содержится в земной коре в чистом виде. Оно окислено. А оксиды железа смешаны с рядом оксидов других элементов, образующих так называемую пустую породу. Поэтому, добывая железо, приходится руду переплавлять, оксиды других металлов переводить в шлак, а железо восстанавливать из его оксида. Задача нелегкая, но, тем не менее, именно железо, а не какой-либо другой металл, стало основой технического прогресса во всем мире. Чем это объяснить?
Во-первых, распространенностью железа в природе, во-вторых, относительной легкостью восстановления его из оксидов по сравнению с другими металлами, в-третьих, малой стоимостью и. в-четвертых, удивительно широким спектром свойств, которыми обладают железные сплавы. Ученый – минералог академик А. Е. Ферсман писал: «Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно основа культуры и промышленности, оно орудие войны и мирного труда. И трудно во всей таблице Менделеева найти другой такой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества».
Археологи утверждают, что человек научился получать железо с незапамятных времен. Применение метеоритного железа - первый шаг по пути отказа от бронзы. Железо побеждает бронзу.
С этого начался переход от бронзового века к железному. Железо побеждает бронзу. Бронза, как известно, сохраняется в земле, точнее - в ее культурном слое, тысячелетия. Железо, напротив, довольно быстро возвращается в первозданное состояние - ржавление превращает его снова в своего рода руду, т.е. в соединения железа с кислородом. Тогда почему же можно говорить о применении железа в незапамятные времена? Основанием для этого служат остатки, говоря современным языком, металлургического оборудования, которым пользовались наши предки, отходы древнего «металлургического производства» в виде шлака, неиспользованное сырье в виде угля и т.д.
Ранний железный век в Центральной и Западной Европе получил название «гальштатский» по месту основных находок материальных свидетельств этого периода и продолжался сVIII поVвек до н.э. С этого времени начинается собственно железный век, практически его расцвет, когда железо в Европе стало важнейшим и наиболее распространенным металлом, применяемым в хозяйственной и военной деятельности человека. Это период с V до конца I в. до н.э.. называемый по месту основных находок. Так, в период Латонской культуры (Швейцария) были достигнуты большие успехи в развитии металлургии железа, о чем свидетельствуют их наиболее совершенные металлургические печи. Доказано, что они применяли уже печи шахтного типа и дутьевые мехи, т.е. кричные горны.
| Внешний вид сыродутного горна |
| Процесс плавки в сыродутном горне: 1- древесный уголь; 2- руда; 3- крица |
В качестве топлива использовался древесный уголь. При нагревании происходило восстановление железа из его окислов с помощью углерода топлива. На дне горна образовывалась крица - раскаленный ком железа, по структуре напоминающий губку.
Гравюра из книги Агриколы «О металлах».
Получение кричного железа в сыродутных горнах.
Его проковывали под молотом для уплотнения и выдавливания шлаков. Производительность таких сыродутных горнов была незначительной. Вес железного кома - крицы редко превышал 20-25 кг. Появление в середине XIV в. доменных печей открыло возможности для значительного увеличения выпуска металла. Демидовская металлургия знала кричное железо, домницы, а потом домны, литейный чугун, прокатное производство.
Производство железа на территории нашей страны было известно еще в доисторические времена. Археологические раскопки древних поселений в центральной части СССР, на Урале, Украине, в Белоруссии, Закавказье и в ряде других районов показывают, что наши далекие предки уже 2,5-3 тысячелетия тому назад умели получать железо из руд и изготовлять из него оружие, орудия труда и предметы домашнего обихода.
| Генри Бессемер (1813-1898). |
В конце XVIII в. англичане вырвались вперед: появилась тигельная плавка стали. Новая технология предусматривала ведение процесса под силикатным шлаком, т.е. под битым бутылочным стеклом (мы сказали бы теперь, что это был кислый сталеплавильный агрегат). Нужно было найти замену древесному углю: развитие металлургии привело в свое время к тому, что в Англии и Ирландии леса были практически уничтожены. Еще во времена Кромвеля здесь предпринимались попытки выплавлять доменный чугун сперва на каменном угле, которым богата Англия, а потом и на каменноугольном коксе. В конечном счете, двести лет тому назад была создана, как мы говорим теперь, коксовая доменная металлургия. Появление доменной печи и бессемеровского конвертера, которым ознаменовалась новая эра в черной металлургии, одновременно означало и конец тысячелетней эпохи «чистой» стали и начало нового периода - «грязной» стали. Основателем сталеплавильного производства следует считать Генри Бессемера (1813-1898).
При продувке воздухом расплавленный чугун не только не охлаждается, как предполагали прежде, но, напротив, его температура возрастает настолько, что ванна остается жидкой, хотя сталь, которая образуется из чугуна благодаря продувке, имеет более высокую температуру плавления.
| Сидней Джилкрист Томас (1850-1883) |
Конвертер - будь то бессемеровский или томасовский - позволяет за 20 мин превратить в сталь до 20 т чугуна (Для производства такого же количества стали в горне способом кричного передела потребовалось бы три недели, а в пудлинговой печи - неделя. Англия благодаря изобретениям Бессемера и Сименса упрочила свое положение ведущей промышленной державы. Уже в 1870 г. производство стали в Англии превысило 5 млн. т и продолжало быстро расти. Таким образом, за столетие был достигнут примерно стократный прирост: во второй половине XVIII веке в Англии производилось за год порядка 50-100 тыс. т стали.
| 
|
Доменные печи существуют и сегодня, а последние в нашей стране бессемеровские конвертеры Днепровского металлургического завода
| Конвертерное производство стали в XIX веке |
отнюдь не владевшими теорией металлургических процессов, но умевшими тысячу лет тому назад ковать мечи из непревзойденной и сегодня булатной (дамасской) стали, готовить латы и шлемы, удивительной вязки стальные кольчуги. В XVI-XVII вв. на Руси создаются первые железоделательные заводы. Они строятся вблизи старинных русских городов - Тулы, Каширы, Серпухова, в Новгородском крае и других районах страны. Уже к концу XVII века их суммарная производительность достигает 150 тыс. пудов. В начале XVIII в. отечественная металлургия развивается еще более быстрыми темпами. Это была славная эпоха Петра I, которой отлично понимал, что для решения поставленных им задач - укрепить Русское государство, завоевать выходы к морям, «прорубить окно в Европу» - потребуется немало металла, чтобы обеспечить сооружение кораблей и производство вооружения. Однако разведанных рудных запасов и лесных ресурсов Центра России было явно недостаточно. Нужно было создать новую металлургическую базу страны. Ею явился Урал, с его богатейшими запасами высококачественной железной руды и древесноугольного топлива. При Петре I Урал становится ведущим горнометаллургическим районом России. Туда направляются специалисты с тульских и других старых заводов; привлекаются опытные заграничные мастера. Один за другим на Урале возникают крупные по тому времени железоделательные заводы - Каменский, Невьянский, Уктусский, Алапаевский и др. Одновременно продолжается расширение и строительство предприятий в центральной части страны, близ Москвы, Липецка, Воронежа, в северо - западных районах. Эти заводы впоследствии сыграли большую роль в материальном обеспечении русской армии и флота. Достаточно сказать, что только один первенец уральской металлургии - Каменский завод с 1702 по 1709 г. выпустил 854 артиллерийских орудия и свыше 27 тыс. пудов снарядов к ним. Они помогли русскому народу одержать победу в решающем сражении со шведами под Полтавой. В петровскую эпоху выдвинулось немало талантливых людей, поставивших своей целью изучить природные богатства русской земли, создать рудники, построить заводы, укрепить экономическое могущество Родины.
Усилия металлургов петровской эпохи не пропали даром. Выплавка чугуна и производство железа росли в первой четверти XVIIIв. стремительными темпами. По данным акад. С.Г. Струмилина, металлургическая промышленность России произвела в 1725 г. 1165 тыс. пудов чугуна, т.е. свыше 19 тыс. т. Производительность английских заводов не превышало в это время 17 тыс. т. Таким образом, за четверть века производство черных металлов в России увеличилось почти в восемь раз. В области черной металлургии наша страна вышла в то время на первое место в мире, оставив позади себя Англию, Францию, Германию и другие страны. Русский металл отличался высоким качеством. Это не удивительно. Ведь на Урале он выплавлялся из прекрасной руды - магнитного железняка, на чистом древесном угле, опытными металлургами. Вместе с тем он приобретал все большую популярность на мировом рынке. В 1716 г. наиболее индустриальная страна того времени - Англия ввезла первую партию русского железа - 2200 пудов. 16 лет спустя эта цифра увеличилась почти в 100 раз, а через несколько десятилетий более трети применяемых в Англии черных металлов имели клеймо русских заводов. Россия стала основным поставщиком металла для Англии, вступившей в это время на путь создания крупной машинной индустрии. «Без импортного железа, - указывает акад. С.Г. Струмилин, - промышленный переворот в Англии задержался бы, несомненно, на целые десятки лет». Конечно, оживленный заграничный спрос на русское железо и расширение отечественной промышленности, прежде всего оружейной, стимулировали дальнейшее развитие русской металлургии. В результате увеличения производства металлов уже в первой половине XVIII в. начали складываться предпосылки для разработки научных основ металлургии, вся предшествующая история которой, начиная с глубокой древности, не выходила за пределы эмпиризма. Она «была цепью непрерывных практических исканий новых способов получения металлов, передела их и производства специальных сплавов». Древние и средневековые мастера хорошо знали приемы получения и обработки железа, передаваемые из поколения в поколение. Часто эти приемы и накопленный опыт были 
достоянием отдельных семей или небольших групп мастеров и хранились в тайне. Все большая потребность в металлах, необходимость получать для изготовления различных изделий сплавы с разными свойствами заставили многих представителей науки XVIII века, прежде всего физиков и химиков, заняться разработкой теоретических основ металлургических процессов, постараться выяснить зависимость свойств металла от его состава, методов получения и характера обработки. Зачинателем науки о металлах на Руси по праву считается наш великий соотечественник Михаил Васильевич
| М.В. Ломоносов (1711-1765) |
Современники М.В. Ломоносова с большим интересом встретили выход в свет этого труда. В том же 1763 г. издававшийся в Петербурге журнал «Ежемесячные сочинения и известия об ученых делах» сообщал своим читателям:«...не надлежит сомневаться, чтоб книга, показывающая добывать, пробовать и выплавлять металлы, с большой охотой от российской публики не была принята». «Первые основания металлургии» были изданы огромным по тому времени тиражом - 1225 экземпляров. Книга была разослана на крупнейшие горные заводы и рудники Урала и Алтая, а также многим ученым и промышленникам и быстро приобрела широкую популярность.
«Первые основания металлургии» разделены автором на пять частей, следующих одна за другой в строгой логической последовательности. В предисловии Ломоносов четко определяет задачи металлургии, отделяя их от задач последующей обработки металлов методами ковки или другими способами, применявшимися на «железных» заводах. «Металлургии должность тут кончится,— пишет ученый,- когда она поставит чистые металлы или полуметаллы, в дело годные». Первая часть книги посвящена описанию свойств металлов и различных минералов, находящихся в земле. Прежде всего, дается определение самого понятия «металл». Металлом, по Ломоносову, «называется светлое тело, которое ковать можно». Далее металлы разделяются на «высокие» (т. е. благородные) - золото и серебро и на «простые» - медь, олово, железо, свинец. Первые «одним огнем без помощи других материй в пепел сожечь не можно, а, напротив того, простые чрез едину оного силу в пепел обращаются».
Ломоносов подробно характеризует свойства каждого из этих металлов (их удельный вес, ковкость, твердость и вязкость, цвет, окисляемость и др.), распространенность в природе и использование на практике. Особенно подробно он останавливается на свойствах железа, подчеркивая, что это наиболее дешевый и весьма распространенный в природе металл, хотя в отличие от других и не встречающийся в «самородном» виде.
Ученый применяет и широко распространенное теперь понятие - сталь. Он пишет о железе: «В рассуждении упругости уступают ему все металлы, которая ежели будет в нем превосходительна и с великою жестокостью совокуплена, то называется такое железо сталью».
Ломоносов придавал большое значение изучению процессов «горения» (т. е. окисления) металлов и продуктов окисления. «В этом состоит его гениальное предвидение значения теплот образования окислов металлов для характеристики протекания металлургических процессов».
В заключение первой части книги приводится общая характеристика железных руд и руд цветных металлов. При этом Ломоносов подчеркивает большое разнообразие руд, встречающихся в природе,- «почти всякая земля свои особливые руды имеет» - и важность уметь анализировать руды «через пробирное искусство».
Вторая часть «Первых оснований металлургии» целиком посвящена рудным месторождениям и их поискам. Следующие разделы целиком посвящены горнозаводской практике. Большое внимание уделяется охране труда горняков, начиная от описания правильной организации подземных работ и мер по их безопасности и кончая характеристикой оградительных сооружений и одежды рабочих. Ломоносов подчеркивает роль «пробирного искусства», т. е. производства анализов исходного сырья (руды) и конечных продуктов металлургического производства.
Заключительная, пятая часть «Первых оснований металлургии» посвящена основным процессам извлечения железа и цветных металлов из руд. В книге говорится о подготовке руд к плавке - их измельчении, промывке и обжиге, т. е. обо всем том, что теперь называется обогащением исходных материалов. Эта важная часть металлургического производства, нашедшая особенно широкое применение в наши дни, освещается в трудах М.В.Ломоносова. В пятой части речь идет о плавильных печах и процессах, в них происходящих. Ломоносов подробно описывает выплавку чугуна и железа. Он приводит конструкцию доменной печи и агрегатов для переработки чугуна в железо, останавливается на характере происходящих в них процессов и на методах плавки. Книга Ломоносова хорошо иллюстрирована многочисленными схемами и чертежами, облегчающими изучение описанных в ней процессов и механических приспособлений. Ломоносовские теории остались незыблемыми и в наше время.
| В. Е. Грум-Гржимайло |
XVIII век вошел в историю нашей Родины как век большого подъема горнометаллургической промышленности. В этот период были заложены основы науки о металле, созданы первые технические школы - начальные, средние и высшие - для подготовки квалифицированных кадров горнозаводского дела.
Мы не случайно остановились здесь так подробно на общих законах природы, установленных М. В. Ломоносовым в его работах по металлургии и горному делу. Великому русскому ученому выпала честь создать основы современной науки о металлах. Идеи, заложенные в его классических трудах, в течение многих десятилетий развивались отечественными учеными и инженерами. Прослеживая на протяжении двух с лишним столетий историю старейшей русской научной школы - школы металлургов, мы с полным к тому основанием ставим во главу ее Михаила Васильевича Ломоносова. Его работы в области горного дела и металлургии были вызваны к жизни потребностями быстро развивающейся русской промышленности, и они хорошо послужили нашему отечеству и мировой науке. Можно добавить, что М.В.Ломоносов заложил основу многих теоретических и прикладных исследований в металлургии.
Одновременно с созданием основ науки о металлах в XVIII в. продолжала совершенствоваться техника металлургического производства. Десятки талантливых изобретателей в России и за рубежом улучшали металлургические агрегаты, повышали их производительность.
Металлургическая техника России в конце XVIII в. не уступала западноевропейской, а во многом даже превосходила ее. Уральские доменные печи, например, считались в то время крупнейшими в мире. Их высота доходила до 13 м, т.е. была почти предельной для печи, работавшей на древесном угле. Наибольший диаметр такой печи (в распаре) составлял почти 4 м, а ее недельная выработка достигала 200 - 300 т. Такая высокая производительность по свидетельству видного немецкого историка металлургии Л.Бека, была недостижимой тогда для самых больших английских домен, работавших на коксе. Размеры и производительность доменных печей того времени больше всего зависели от количества и давления воздуха, нагнетаемого в печи. Русские изобретатели XVIII в. успешно работали над совершенствованием воздуходувных устройств доменных печей. В 1743 г. крепостной мастер уральских заводчиков Демидовых Григорий Махотин предложил вдувать воздух в доменную печь не через одну, а через две фурмы. Это мероприятие улучшило работу печи и ускорило процесс плавки.
Однако этого было мало. Крупные доменные печи требовали большего давления вдуваемого в них воздуха. Эту задачу успешно решил выдающийся русский теплотехник и изобретатель Иван Иванович Ползунов (1728 - 1766). В 1765 г., за три года до английского изобретателя Смитона, он сконструировал цилиндрическую воздуходувку, заменив ею малопроизводительные меха ящичного типа. 
| П.П. Аносов |
| Д.К. Чернов |
| Н.С. Курнаков |
Русский ученый металловед Павел Петрович Аносов (1797-1851) в1831 г. за 23 года до того, как это сделал английский металлург Генри Клифтон Сорби, применил микроскоп для определения структуры стали. Им была разработана технология изготовления шлифов. Аносову первому удалось открыть тайну булата. Он получи
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Федеральный закон «О рекламе» как основополагающий документ | | | ОКАЗАНИЯ ПЕРВОЙ ПОМОЩИ ПОСТРАДАВШЕМУ |
Дата добавления: 2017-01-16; просмотров: 4554;
Поиск по сайту
Узнать еще
- Filariidae:. Onchocerca volvulus Систематика, морфология, цикл развития, патогенное действие, диагностика и профилактика онхоцеркоза и лоаоза.
- II. Завоевание Китая маньчжурами. Экономическое положение страны в XVII – начале XIX вв.: аграрная политика Цинской династии, особенности развития городского ремесла
- II. Особенности развития турецкой буржуазии. Становление младотурецкого движения
- III Всебелорусское собрание. Программа социально-экономического развития Республики Беларусь на 2006 – 2010 гг.
- IV. Внешние условия развития отрасли информационных технологий
- VII. Пути развития национального экологического законодательства с учётом международных обязательств РК
- Історія логістики. Новизна логістики як науки
- Історична наука про проблему походження українського народу
Публикации по технике и механике
Публикации по биологии
Публикации по информатике
Публикации по строительству
Публикации по физике
Публикации по химии
Публикации по электронике
Публикации по искусству
Публикации по истории
