ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Мэгуми Хаясибара (30.03.1967, Токио–) – одна из самых известных японских озвучивающих актрис (сэйю).
С детства госпожа Хаясибара мечтала стать актрисой, и, пройдя сложный конкурс и обучение на курсах компании «Арт Вижн» («Art Vision»), в 1986 году сыграла свою первую роль в аниме – «Доходный дом Иккокy» («Мэзон Иккоку») по мотивам манги Рyмико Такахаси.
Практически сразу же она стала популярной и востребованной актрисой, и уже сейчас на ее счету множество ролей, как главных, так и второстепенных, но всегда ярких и запоминающихся. Кроме озвучивания аниме, Хаясибара также поп-певица и ведущая нескольких программ на Токийском радио.
Ее наиболее известные роли: девушка-Рамма в «Рамма ½» («Рамма ½»), Пай в «3x3 глаза» («3x3 Eyes»), Нуку-Нуку в «Многофункциональная цивилизованная девушка-кошка» («Банно Бунка Нэкомусумэ»), Рэй Аянами в «Евангелион нового поколения» («Синсэйки Евангелион»), Кристина МакКензи в «ГАНДАМ 0080» («Gundam 0080»), Лайм в «Воины-марионетки Джей» («Saber Marionette J»), Амано Ай в «Ай – девушка с кассеты» («Дэнэй Сёдзё Ай»), Мусаси в «Карманные чудища» («Pokemon») и Лина Инверс в «Рубаки» («Slayers»).
Основная специализация Хаясибары – это «странные» девушки, чем-то принципиально отличающиеся от других, часто не совсем или вообще не люди. Именно особенности таких характеров ей лучше всего удается передавать. Большая часть ее лучших ролей – роли комические, но получаются у нее и трагические роли, скажем, та же Рэй Аянами.

ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИИ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Металлургия - наука о промышленных способах получения металлов и металлических сплавов - одна из древнейших отраслей знаний.

История материальной культуры человечества неразрывно связана с использованием металлов. Переход от каменных орудий труда (каменный век) к орудиям металлическим явился важнейшим достижением человечества, вызвавшим бурный рост производительных сил.

Около 7÷6 тыс.лет до н.э. человек впервые начал использовать самородные металлы: золото, серебро, медь.

В 5-4 тысячелетиях до н.э. началась выплавка из руд меди, олова, свинца. Наступил медный век - медные орудия труда и оружие постепенно вытесняли каменные изделия.

Примерно в 3-2 тысячелетиях до н.э. началось применение бронзы- сплава меди с оловом, значительно более твердого и прочного, чем известные другие металлы.

Бронзовый век - дальнейший важнейший этап в развитии материальной культуры.

Железо сначала, вероятно, метеоритное, а затем и восстанавливаемое из руд, было известно очень давно. Так, например, о чугуне имеются указания в трудах Аристотеля 4 в до н.э. Все более широкое применение железа, а затем стали - его сплава с углеродом- в конце 2-го начале 1-го тысячелетия до н.э. открывает железный век.

В отдаленные времена было известно лишь несколько металлов: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть и сурьма. По мере развития культуры число используемых металлов увеличивалось. К концу ХУНТ в. оно составляло около 20, а к концу XIX в. достигло 50. В настоящее время известно____элементов Периодической системы Д.И. Менделеева свыше 75% составляют металлы.

Исторически сложилась промышленная классификация металлов на двеосновные группы:

· черные

и

· цветные.

К черным металлам относятся железо и его сплавы (чугун, сталь, ферросплавы), а также марганец и хром.

Все остальные металлы объединены в общую группу цветных, которая в свод очередь подразделяется на:

· легкие (алюминий, магний, титан и др),

· тяжелые (медь, никель, свинец, цинк, олово),

· малые цветные металлы (кобальт, кадмий, молибден, вольфрам, сурьма, ртуть, висмут),

· благородные (золото, серебро, платина, платиноиды),

· редкие,

· радиоактивные металлы.

В начальной стадии развития металлургии чугуна не производили. Металлические изделия изготавливали из железа, которое получали в сыродутных горнах в тестообразном состоянии. Горн выкладывали из камней и внутри обмазывали глиной. В нижней части горна устраивали отверстия для подачи воздуха. В горн загружали куски руды, древесный уголь в нижнюю часть горна через отверстия, мехами подавали воздух.

Древесный уголь, сгорая, развивал температуру до 1000 ^оС, при этом окислы руд взаимодействовали с окисью углерода, твердым углеродом топлива и восстанавливались до железа. Частички восстановленного железа сваривались между собой, образуя крицу, которую извлекали из горна и проковывали. Кроме железа, получались шлаки, богатые окислами железа.

Железо получалось неоднородного состава с наличием большого количества окислов. Требовался большой расход топлива, производительность горна была низкой.

Производительность горнов повыщалась за счет увеличения их высоты, таким образом, появились так называемые домницы, В них в верхних зонах температура понижалась, большая часть окислов железа восстанавливалась до металлического состояния раньше, чем начиналось шлакообразование. Резко сокращалось количество железистого шлака, присутствие которого препятствовало значительному науглераживанию железа в сыродутных горнах. Железо в печи науглераживалось, плавилось при более низких температурах и выпускалось из печи в жидком виде. Такой металл называли чугуном.

В начале полученный чугун не умели применять, так как он не поддавался ковке, затем использовали его способность плавиться при более низкой температуре, чем железо и стали изготовлять несложные отливки. Позднее, из такого чугуна начали получать ковкое железо в кричных горнах.

В кричный горн загружали древесный уголь, куски чугуна, железистый шлак и подавали воздух. После того как уголь разгорался, находящиеся в чугуне кремний, марганец и углерод окислялись избыточным кислородом воздуха и окислами железистого шлака, а железо сплавлялось в виде крицы, которую извлекали из горна и ковали. В результате создания двойного процесса производительность железоделательного производства на заводах повышалась.

Передел чугуна в кричных горнах давал возможность получить малоуглеродистое железо более высокого качества, чем сыродутное железо. Экономически целесообразным оказалось сначала выплавлять из руд чугун, а затем перерабатывать его на ковкое железо. Таким образом, возник двухстадийный процесс получения железа, сохранивший свое значение до настоящего времени.

Дополнительно повышение выпуска чугуна в домницах способствовало перевод воздуходувных мехов на движение водой.

На Руси было построено большое количество домниц в районах Новгорода, Тулы, Каширы, Серпухова, Костромы, Вычегды и Приуралья.

Позднее домница была реконструирована в печь для выплавки чугуна. Реконструкция заключалась в уменьшении поперечных размеров горна и увеличении высоты. Таким образом, домница превратилась в доменную печь. Возникновение доменного производства относится к середине Х1У в (1340 г.)

3 период ХУ и XУ в. доменное производство развивалось медленно. Горючим служил древесный уголь.

Начиная с конца ХУ1 в. Россия вырабатывала и поставляла на мировой рынок большое количество металла. Особенно развивалась металлургия на Урале. В 1870 г. было выплавлено 150000 пудов чугуна, а в 1900 г. 9971000 пудов. Значительное количество металла Россия продавала за границу. В Англию было вывезено железа в 1716 г. 2200 пудов, в 1782 г. 200000 пудов, в 1786 г. I737840 пудов и в 1793 г. 2199720 пудов.

К концу ХVIII в. в России были построены самые крупные доменные печи в мире. Исключительная заслуга в развитии металлургии принадлежит М.В. Ломоносову, который впервые написал учебник "Первые основания металлургии и рудных дел".

М.В. Ломоносов на много лет опередил иностранных ученых в создании теории о движении газов в печах и рудниках. Основы теории М.В. Ломоносова о движении газов по сей день остаются незыблемыми.

Наиболее важные усовершенствования в металлургии чугуна и стали (роизошли в период с ХIII о XIX вв.):

· замена древесного угля коксом (1735 г.).

· применение паровых воздуходувных машин (конец ХУШ в.),

· применение нагрева дутья (1828 г.)

· переход к закрытому колошнику (1832 г.)

произвели коренные и принципиальные изменения в доменном процессе.

В 1735 г. для доменной плавки стали применять минеральное топливо. К концу ХУШ в. в Англии были переведены на кокс все доменные печи. В США в течение нескольких десятилетий XIX в. большинство печей работало на антраците.

В англии в конце ХУШ в. были введены первые машины для подачи дутья в доменные печи. Это позволило повысить производительность доменных печей с 0,8 - 1,6 т, до 15 т. в сутки. Производительность доменных печей уральских заводов составляла в то время 10-14 т. в сутки.

В 1828 г. было введено новое усовершенствование доменного процесса - подача в доменную печь горячего дутья. Внедрение горячего дутья особенно оказалось выгодным, когда стали применять для нагрева воздуха (1832 г.) доменный газ, который раньше выбрасывался в атмосферу.

В дальнейшем прогресс доменного процесса шел в направлении увеличения объема печей, перехода к более рациональному профилю, совершенствования конструкции доменных печей, механизации и автоматизации процесса.

Коренные усовершенствования произошли и в переделе чугуна на железо и сталь. В 18Ьб г. Генри Бессемером был предложен высокопроизводительный способ передела жидкого чугуна в сталь путем продувки его воздухом в конвертере. В 1864 г. отец и сын Мартены разработали способ производства литой стали, получивший название мартеновского процесса в регенеративной отражательной печи. Этот способ решил проблему переработки стального лома.

Такии образом, в связи с совершенствованием доменного процесса, появлением конверторного и Сименс- Мартеновского производства стали, для ко торых требовалось большое количество чугуна, была повышена производительность доменных печей до 65 т. в сутки. К концу XIX в. она достигала до 400-500 тонн в сутки. По среднесуточной производительности русские доменные печи в 1913 г. занимали первое местро в Европе, их объем равнялся 500 - 700 м³.

Огромный вклад в развитие доменного производства внесен трудом русских ученых и производственников, таких, как академики М.А. Павлов, М.К. Курако и др.

М.А. Павлов обобщил имевшийся к тому времени опыт в развитии профилей доменных печей и разработал метод расчета доменных печей; изучил влияние различных факторов на ход доменной плавки. Он является создателем русской школы металлургов по доменному производству.

М.К. Курако в 1903 г. построил на Краматорском заводе доменную печь, в которой была возможность накопить значительное количество чугуна (). Устройство нижней части доменной печи, разработанной М.К. Курако, стало почти стандартным для больших доменных печей,

В царской России наибольшее количество чугуна было выплавлено в 1913 г. - 4,2 млн. тонн. В период империалистической войны 1914~1918гг. и интервенции иностранных государств металлургическая проиышленность России была почти полностью разрушена. В 1920 г. было выплавлено только 0,115 млн. тонн чугуна. Успехи первых лет восстановления народного хозяйства дали возможность уже в 1928 г. достигнуть уровня производства чугуна (4,3 млн. т.) 1913 г.

В 1934 г. в связи с созданием второй металлургической базы на Востоке по выпуску чугуна СССР стал занимать второе место в мире.

Перед началом второй мировой войны в 1940 г. в СССР было выплавлено 15 млн. т. чугуна. Во время второй мировой войны фашисты разрушили металлургическую промышленность на Юге СССР, но несмотря на это, выпуск чугуна все время увеличивался и в 1950 г. составил 19,5 млн.т.

По производству стали в СССР в период с 1913 по 1985 гг имеются следующие данные:

· 1913 г. -4,2 млн. тонн.

· 1920 г. - 0,2 млн. тонн

· 1928 г. -4,2 млн. тонн

· 1933 г. - 5,9 млн. тонн

· 1937 г. - 17,7 млн. тонн

· 1940 г. - 18,3 млн. тонн

· 1945 г. - 12,3 млн. тонн

· 1950 г. - 27,6 млн. тонн

· 1960 г. - 65,3 млн. тонн

· 1970 г. - 116,0 млн. тонн

· 1980 г. - 148,0 млн. тонн

· 1985 г. - 155,0млн. тонн