5 От крицы к слитку

Железо — тугоплавкий металл, температура его плавления 1539°С. Такой высокой температуры долгое время достигнуть не могли. Предпосылкой широкого распространения железной металлургии было открытие сыродутного процесса, осуществляющего восстановление железа из руды при температуре порядка 900°С. Для перехода от меди и бронзы к железу это имело большое значение. Выплавка меди из руды представляла более сложный, чем выплавка железа: она требовала более высоких температур и необходимости выпуска жидкого шлака из печи. Кроме того, медные рудники были уже истощены и не могли обеспечивать металлом потребности общества. Железные руды к этому были хорошо известны, они находились на поверхности земли. Это были бурые железняки, озерные и другие легко восстанавливающиеся руды.[10]

Для приготовления железа руда дробилась и обжигалась на открытом огне. После этого руду и древесный уголь слоями складывали в яму или каменный горн, в который продували воздух. В связи с тем, что «сырой» (не подогретый) воздух продувался через порцию руды и угля, процесс уже в наше время назвали сыродутным. Продувку в древние времена осуществляли так. Брали длинные полые стебли лотоса или бамбука, вставляли их в отверстие внизу горна и, напрягая легкие, дули изо всех сил. Но человеческие легкие оказались слишком, чтобы обеспечить нужный поток воздуха, поэтому со временем вместо дутьевой трубки начинают применять мехи, сшитые из шкур животных.

Сгорая в потоке воздуха, уголь нагревал руду и частично восстанавливал ее до железа. Оставшаяся часть окислов железа вместе с окислами других примесей плавилась и образовывала жидкий шлак. В результате этого на дне горна получали комок пористого, тестообразного, пропитанного жидким шлаком металла. Этот комок называли крицей. Первое время масса получаемой крицы была от одного до нескольких килограммов. Многократной проковкой крицы в горячем состоянии «выжимали» шлак и получали железную поковку.

Она представляющую собой так называемое сварочное, ковкое железо или мягкую сталь. Содержание углерода в такой стали составляло 0,12—0,26% углерода; серы, фосфора и других примесей, как правило, было очень мало.

В настоящее время известно, что железо никогда не бывает чистым, оно всегда содержит примеси. Фосфор и сера относятся к вредным примесям, так как вызывают хрупкость металла. Техническим железом называют сплав железа и углерода, который содержит 99,8—99,9%, 0,1—0,2%, примесей и до 0,02% углерода. Сплавы железа с большим количеством углерода называют сталью или чугуном. Чугун – сплав, содержащий более 2% углерода, сталь – менее 2%. Если в стали 0,6–1,2% углерода, ее называют высокоуглеродистой, при содержании 0,25–0,6% углерода – среднеуглеродистый, а если углерода меньше 0,25% - низкоуглеродистой.

6 Заключение

Для того чтобы в полной мере осознать значение металлов в нашей жизни, достаточно просто оглянуться вокруг себя. Удивительные свойства каждого из этих материалов сделали жизнь человека намного комфортабельнее. Разве мы смогли бы так легко выдавливать зубную пасту из тюбика, если бы не пластичность алюминия? Или нам удалось бы наточить карандаши, если бы у нас не было ножа с лезвием из стали? А стоит ли забывать об упругости металла в момент, когда мы используем английскую булавку или скрепку? Сегодня вновь возвращается мода на кованые изделия из металла. Изящная и благородная мебель и дорогие аксессуары из этого материала снова занимают достойное место в наших гостиных, столовых и кабинетах.

 Особенно значима роль металла в промышленности, производства транспорта и строительстве зданий и дорог. Только представьте, что отсутствие металла привело бы к тому, что мы вынуждены были бы отказаться от любого современного транспорта (автомобилей, поездов, самолетов и т.д.), вернуться в дома, построенные из дерева, отказаться от возведения мостов и т.д. 

Долгие столетия металл развивался и совершенствовался, вместе с развитием и прогрессом человеческой цивилизации. Открытие и создание новых видов металлов, совершенствование их свойств путем изготовления сплавов привело к тому, что они постоянно становятся все более и более совершенными.

В настоящее время металл можно без преувеличения назвать самым распространенным материалом, используемым человечеством в быту и производстве. И если в первобытные времена, когда люди еще только-только научились использовать металлы в своей деятельности, без их использования можно было легко обойтись, то сегодня без металла немыслимо существование человечества, ведь различные его виды необходимы в машиностроении, в дорожном и жилищном строительстве и других отраслях.