Этапы развития литейного производства и памятные даты развития литейного производства
Изобретение тепловых (Ньюкомен) и паровых (Д. Уайт) машин знаменовало собой наступление новой эры развития народного хозяйства, эпоху промышленного переворота. С появлением машин отпала необходимость располагать фабрики и заводы только вблизи от источников гидроэнергии, появилась свобода выбора районов в зависимости от наиболее целесообразного использования местных ресурсов в отношении материальных и людских резервов. Мануфактура постепенно переходит в фабрику, ручной труд заменяется машинным, феодальный строй уступает свое место капиталистическому строю. Начинается невиданный до этого времени рост машиностроения и других отраслей народного хозяйства. «Буржуазия менее чем за сто лет своего классового господства создала более многочисленные и более грандиозные производительные силы, чем все предшествующие поколения, вместе взятые. Покорение сил природы, машинное производство, применение химии в промышленности и земледелии, пароходство, железные дороги, электрический телеграф, освоение для земледелия целых частей света, приспособление рек для судоходства, целые, словно вызванные из-под земли массы населения, - какое из прежних столетий могло подозревать, что такие производительные силы дремлют в недрах общественного труда!». (К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения т. V, издание 2-е, стр. 429).
В связи с этим чрезвычайно расширились области применения изделий литейного производства, обслуживающего разнообразные отрасли народного хозяйства: машиностроение, судостроение, металлургическую промышленность, сельское хозяйство и т. д. Основным литейным материалом становится чугун, более дешевый и менее дефицитный из всех материалов (позднее сталь и легкие цветные сплавы). Поэтому успехи и достижения литейного производства целесообразнее всего проследить на общем фоне развития чугунолитейного производства. Можно представить себе общую схему развития литейного производства в связи с общим развитием машиностроения в виде перечня главных этапов наиболее значительных успехов и достижений литейного производства - так называемых «памятных» дат.
VI в. до н. э. - Распространение чугунного литья в Китае.
II в. до н. э. - Внедрение китайского способа чугунного литья в Фергане.
XIII—XIV вв. н. э. - Отливки из чугуна (горшки, котлы, тюфяки) в городах Великие Болгары и Сарае-Берке. Знакомство древних русских литейщиков с китайским способом чугунного литья.
Конец XIV в. - Первое получение чугуна из переносных поворотных печей в Западной Европе. Отливка из чугуна первой плавки: ядер, котелков, половых плит, комнатных печей.
XV в. - Выпуск первого тонкостенного посудного и художественного литья в Западной Европе.
Трактат «О металлах» Агриколы (Георг Бауэр, 1494-1555 гг., саксонский профессор), созданный в течение 20 лет.
XVI в. - Распространение чугунного художественного литья (надгробные плиты, печи, решетки). Отливка колоколов и пушек (эпоха Ивана Грозного); начало применения закрытых песчаных форм.
XVII в. - Изобретение деревянных мехов; постройка плотин и заводских прудов. Попытки применения кокса. Постройка Версальского водопровода (1681 - 1688 гг.) - отливка водопроводных труб.
Первые чугунолитейные заводы в России (Городищенские) - литье в песчаные формы пушек и ядер и других припасов (1632 г.). Ассортимент литья: картечь, ядра, топочные решетки, ступки, сточные желоба, цилиндрические печи, водопроводные трубы, детали оборудования доменных печей.
XVIII в. - Переносные печи Реамюра (1722 г.). Первые исследования излома и структуры чугуна под микроскопом. Отливка в Париже первого чугунного цилиндра для огневой машины (1729 г).
1735 г. — первая плавка чугуна в домне на коксе (Дерби). Домны высотой 8—10 м производительностью 2500—4500 кг в сутки.
Появление технической литературы, посвященной литейному производству. Наибольшего внимания заслуживают следующие книги: Реамюр: «Изготовление ковкого чугуна», 1722 г.; «О кристаллизации металлов при застывании, 1724 г.»; «О явлениях затвердевания расплавленного чугуна и способности его заполнять формы», 1726 г.; «Об огнеупорных материалах», 1730 г.;
Дюгамель: «Описание чугунолитейного производства», «О литье чугунных труб».
Э. Сведенборг, «De ferro» - «Первое полное и систематическое изложение всех отраслей металлургии железа», 1734 г.
B. де Генин, «Описание Уральских и сибирских заводов, 1735 г. Эта книга, по отзыву акад. М. А. Павлова, является энциклопедией горного дела и металлургии.
C. Ринман, «История железа».
Г. Моиж, «Искусство лить пушки» (русский перевод во граде св. Петра, 1804 г.).
Кроме того, следует упомянуть работы Гриньона, И. Шлатера, И. Германа, И. Норберга, Сюрире де Сен-Реми.
1770-1776 гг. - Замена бронзовых цилиндров атмосферных машин чугунными. 1765-1785 гг. - Распространение паровых машин Уатта. Возрастающее применение чугунного литья в машиностроении. Первые чугунные мосты и рельсы. Применение впервые Армированного литья на Урале (балки, колонны и т. п.).
1778 г. - Д. Вилькинсон впервые отливает цилиндр паровой машины в моноблоке.
1785-1790 гг. - Шотландские литейщики впервые отливают тонкостенные канализационные трубы. Возрастающее применение английских пламенных печей на коксе.
1794 г. - Д. Вилькинсон берет патент на низкие поворотные печи для плавки руды.
1795-1830 гг. - Широкое распространение чугунного художественного литья (заводы Лауахаммер, Глейвиц, Ильзенбург, Александровский, Сноведской, Берда).
Конец XVIII в. - Постепенное отделение литейных цехов от доменных заводов и возникновение чугунолитейных заводов «второй» плавки (Гусевский и Сынтульский заводы, Александровский завод. Поворотные печи Баташевых для переплавки чугунного лома и других отходов).
1835 г. - Формулировка Н. Бутеневым основных положений теории наследственности чугунов.
1850 г. - Первое применение модельных плит (простых и поворотных) в практике литейного производства.
1855 г. - Первые формовочные машины со штифтовым подъемом (Всемирная выставка в Париже).
1855-1857 гг. - Изучение вопроса о благотворном влиянии количества переплавок и времени выдержки чугуна в расплавленном состоянии на его механические качества (США).
1855 г. - Появление первых стальных пушек (Парижская выставка).
1858 г. - Постройка вагранки Айерланда.
1865 г. - Постройка вагранки Кригара.
1866 г. - Разработка теории возникновения газовых и усадочных раковин и усадочной пористости в отливках А. С. Лавровым и Н. В. Калакуцким.
1866 г. - Анализ причин возникновения ликвации в слитках.
1867 г. - Механизм возникновения внутренних напряжений в отливках (Н. В. Калакуцкий).
1868 г. - Открытие Д. К. Черновым критических точек.
1875 г. - Появление формовочных машин с поворотными плитами.
1885 г. - Появление формовочных машин с протяжными плитами.
1890 г. - Постройка первого конвейера в литейной (Вестингауз, США). Анализируя «памятные» даты, необходимо отметить живучесть старых навыков в производстве литья и крайне медленное внедрение новых прогрессивных мероприятий, отвечающих новым условиям производства.
Самым крупным предприятием центральной России была основанная в 1831 г. фабрика братьев Бутененых. В 1837 г. на ней числилось 200 рабочих, и ежегодный оборот составлял 70 000 руб. За первые двадцать пять лет после отмены крепостного права спрос на сельскохозяйственные машины значительно возрос и удовлетворялся прежде всего за счет ввоза из-за границы. Иностранные фирмы основывали в России свои представительства со складами и небольшими ремонтными мастерскими, которые постепенно превращались в заводы, где производились машины. Наиболее сложные машины доставлялись преимущественно из-за границы, чему способствовали таможенная политика царского правительства и деятельность иностранных фирм, захвативших командные посты в торговле сельскохозяйственными машинами.
В начале XX в. производство сельскохозяйственных машин в России очень быстро возрастает. Мощным толчком к его росту послужили тяжелый кризис европейской металлургической промышленности и снижение сильно поднятых цен на металл, повышение цен на мировом рынке и усиленная колонизация Сибири. Возрастало также применение сельскохозяйственных машин и на Юге России.
По производству уборочных машин, в конструкциях которых применялось особенно много отливок из ковкого чугуна, монополистом на русском рынке была Международная компания жатвенных машин, имевшая филиалы во всех странах Западной Европы. Производство отливок из ковкого чугуна в 1913 г. в России составляло всего лишь 6000 т, причем Люберецкий завод был едва ли не единственным заводом, производившим отливки из черносердечного ковкого чугуна, в то время как остальные заводы производили отливки из белосердечного ковкого чугуна. Научные представления о теоретических основах и технологии производства ковкого чугуна были в зачаточном состоянии.
Развитие ж.-д. и речного транспорта в России способствовало появлению ряда крупных паровозо-, судо- и вагоностроительных заводов. За период с 1849 по 1895 гг. были построены заводы:
Сормовский 1849 г.
Балтийский судостроительный 1855 г.
С. Петербургский металлический 1857 г.
Коломенский машиностроительный 1863 г.
Обуховский сталелитейный 1863 г.
Невский судостроительный и механический 1864 г.
Русско-балтийский в Риге 1869 г.
Брянский завод 1873 г.
Кулебакский горный завод 1873 г.
Московский металлический завод 1883 г.
Южно-Днепровский 1885 г.
Александровский Южно-Русский 1888 г.
Машиностроительный Гертман (Луганск) 1895 г.
Завод «Феникс» Рига 1895 г.
Мариупольский горно-металлургический 1896 г.
Судостроительный и механический (Николаев) 1896 г.
Петровский (Енакиево) 1895 г.
На этих заводах возникают мощные литейные цехи, в которых русские литейщики проявляют свое исключительное мастерство, свою сметку, но это были цехи с индивидуальным и в лучшем случае мелкосерийным производством.
Впервые в XIX в. появляются книги, посвященные литейному производству в России, из которых в первую очередь следует отметить:
- А. Мевиус, «Чугунолитейное производство», 1859 г.
- И. А. Тиме, «Основы машиностроения», т. 2, СПБ, 1885 г.
- проф. Гадолин А. В., «Чугунолитейное дело» (литогр.) СПБ, 1884 г.
- А. П. Гавриленко, «Литейное дело», М. 1897 г.
- В. Кнаббе, «Чугунолитейное дело», СПБ, 1901 г.
- Д. К. Чернов, «Сталелитейное дело», СПБ, 1906 г.