Orbita . U Z

Ilm-fan fazosi uzra

  • Shrift o'lchamini kattalashtirish
  • Odatiy shrift o'lchami
  • Shrift o'lchamini kichiklashtirish

Quyma po‘lat

E-mail Chop etish PDF
Maqola Reytingi: / 5
Juda yomon!A'lo! 
Maqola mundarijasi
Quyma po‘lat
Мақолани кирилл алифбосида ўқинг
Hamma sahifa

Quyma po‘lat

Temir metallurgiyasi tarixida, butun bashariyat sivilizatsiyasiga katta ta’sir o‘tkazgan uchta inqilobiy burilishlar yuz bergan. Ulardan birinchisi juda qadim zamonlarda, rudadan temirni ajratib olishni va unga termik ishlov berishni yo‘lga qo‘yilgan maxsus gorn pechlarining o‘ylab topilishi bo‘lgan bo‘lsa, ikkinchisi o‘rta asrlarda o‘zlashtirilgan temir va cho‘yanni o‘zaro qayta ishlash jarayoni bo‘lgan. Uchinchi inqilobiy burilish esa XIX asrning ikkinchi yarmiga tegishli bo‘lib, u quyma po‘latning yalpi ishlab chiqarila boshlashi bilan bog‘liq.

 

Hamma zamonlarda ham po‘latga doimiy kuchli talab mavjud bo‘lgan. Chunki, ushbu metall turli detallar, qurol-aslaha va asbob-uskunalar, hamda, mashinalar yasash uchun zarur bo‘lgan darajadagi pishiqlik, mustahkamlik va qattiqlikka ega. Lekin, metalldan po‘lat buyum yoki uskuna yasashdan avval, unga bir qator mashaqqatli texnologik jarayonlar orqali ishlov berish zarur bo‘lgan. Avvaliga, rudadan cho‘yan eritib olishgan. Keyin esa cho‘yandan sof yumshoq temir tiklangan. Keyin esa, temir krtitsasiga uzoq vaqt mobaynida bolg‘alab ishlov berish yo‘li bilan, po‘lat buyum yoki detal tayyorlangan. Ushbu jarayon po‘lat mahsulotlari tayyorlashdagi eng nozik va ko‘p mehnat talab qiladigan, uzoq vaqt oladigan jarayon bo‘lgan. Ustiga-ustak, jarayon yakunida har doim ham ko‘zlangan muddaoga erishilmagan. Ushbu omillarning barchasi birlashib, po‘latning tannarxi juda qimmat bo‘lishiga sabab bo‘lgan.

XIX asr o‘rtalariga kelib, butun jahon bo‘ylab sanoat va transport tarmoqlarining keng taraqqiy eta boshlashi natijasida, po‘latga bo‘lgan talab keskin ortib ketdi. Po‘latni keng miqyosda va ko‘p miqdorlarda ishlab chiqarilishini yo‘lga qo‘yish zarur edi. Biroq, hatto talabga muvofiq miqdorda ishlab chiqarish uddalangan taqdirda ham, eng katta muammo – po‘latning juda qimmat ekanligini hal qilish zarur bo‘lardi. Chunki, yumshoq temirga bolg‘alab qo‘lda, yoki, mexanik ishlov berish yo‘li bilan po‘lat buyum tayyorlashni shunchaki arzonlashtirishning imkoni bo‘lmagan. Bu o‘rinda, qimmat narx hosil bo‘lishidagi eng katta omil – ishchi kuchi va energiya sarfining juda ko‘pligi bo‘lgan.

Albatta, kun sayin o‘sib borayotgan talab yuzasidan o‘sha paytning eng ilg‘or muhandis-metallurglari va olimlari jiddiy bosh qotira boshlashgan. Ular orasida muammoga eng yaxshi yechim bo‘ladigan g‘oyani ingliz muhandisi va ixtirochisi Genri Bessemer (1813-1898) taklif etgan edi. Uning g‘oyasiga ko‘ra, po‘lat buyum yoki detal yasash uchun, temirning barcha xossalariga ega bo‘lgan metallni suyuq holatda olish va keyin uni maxsus qoliplar vositasida kerakli shaklda quyish usuli - arzon po‘lat olishning eng maqbul yo‘li bo‘lishi kerak edi. Albatta, g‘oya ajoyib. Lekin, uni amalda uddalash va haqiqatan ham arzon po‘lat olish uchun yana bir necha o‘n yillar va ko‘plab metallurg mutaxassislarning mashaqqatli mehnati singishi talab etildi. Bessemerning mazkur g‘oyasini amalga oshishi yo‘lida bir necha muhim kashfiyotlar ham amalga oshirildi va ularning hammasi metallurgiya tarixida muhim o‘rin tutgan kashfiyotlarga aylandi.

Genri Bessemer (1813-1898)

XVIII asr oxirlariga qadar cho‘yanni yumshoq temirga aylantirish faqat kritsa gornlarida amalga oshirilar edi. Lekin, bu usulda olingan metall bir jinsli bo‘lmay, balki, tarkibida muayyan boshqa aralashmalar bilan chiqardi. Boz ustiga, bunday metallning ba’zi joylari yumshoq temirga, ba’zi joylari cho‘yanga va yana ayrim qismlari po‘latga o‘xshash bo‘lib, undan yasalgan buyumning qay darajada pishiq chiqishi – ishlov berish texnologiyasidan ko‘ra, ko‘proq lotereyadagi omadga o‘xshagan. Jarayonning o‘zi esa ko‘p kuch va vaqt oladigan qiyin mehnatdan iborat bo‘lgan. Bu yo‘l bilan metall olishda ko‘mirning ham eng a’lo sifatlisini tanlash zarur bo‘lar edi. Chunki, ko‘mir va ishlov berilayotgan temir to‘g‘ridan-to‘g‘ri o‘zaro kontaktda bo‘ladi. Bu esa, ko‘mir tarkibidagi aralashmalarning temirga o‘tib qolishi xavfini keltirib chiqaradi. Mazkur jarayondagi ko‘mir sarfining o‘zi ham juda katta bo‘lgan. 1 kg temirni tiklash uchun o‘rtacha 4 kg ko‘mir sarflangan. Hatto eng katta gornlarda ham 24 soat uzluksiz ish evaziga ko‘pi bilan 400 kg temir olish mumkin edi xolos. Vaholanki, bozor va iste’mol talabi bundan chandon martalab yuqori bo‘lgan. Bunday katta miqdordagi talabni qondirish uchun esa, cho‘yanni qayta ishlashning yanada mukammalroq, arzon va tez bajariladigan usulini o‘ylab topish zarur edi.

Ushbu yo‘ldagi dastlabki katta qadamni 1784-yilda ingliz metallurgi Kort tomonidan qo‘yildi. Pudling jarayoni deb atalgan maxsus usul va pech yordamida, u cho‘yanni qayta ishlash jarayonini sezilarli tezlatgan edi.

Pudling pechining ishlash tamoyili quyidagicha bo‘lgan: o‘choqda yoqilg‘i yoqilgan. Yonish mahsulotlari toshtuynuk orqali pechning ishchi maydoniga kelib tushgan. Bu yerda avvaldan yuklangan temir chiqindilari va cho‘yan tayyor turgan. Alanga ta’sirida temir chiqindilari xamirga o‘xshash holatga o‘tgan va qisman erigan. Harorat ortishi bilan cho‘yan eriy boshlagan va uning aralashmalari chiqindilar tarkibida avvaldan mavjud kislorod evaziga kuyib keta boshlagan. Shu tarzda, cho‘yan ugleroddan mosuvo bo‘lgan. Ya’ni, u dag‘al temir kritsasiga aylangan. Pudling pechining odatiy kritsa gorn pechidan eng muhim afzalligi shunda ediki, pudling pechida istalgan yonuvchi narsani yoqilg‘i sifatida ishlatsa bo‘lardi. Shu jumladan, pudling pechlarida arzon va tozalanmagan oddiy toshko‘mirdan ham keng foydalanish mumkin edi. Pudling pechlaridan foydalanish amaliyoti temir xom-ashyosining tannarxi sezilarli pasayishiga olib keldi. Boz ustiga, Kort loyihalangan bunday pudling pechlariga ataylab havo puflab turish shart emasdi. Havo yetkazib turilishi va tutunning tezkor yaxshi so‘rilishi – baland chiqarilgan uzun quvurlar evaziga ta’minlangan. Bu jihati bilan, pudling pechlari tez orada gornlarni chetga surib qo‘ydi va butun dunyoda keng qo‘llanila boshladi. Biroq, bunday pechlarning kamchilik tarafi shunda ediki, ularda qayta ishlanayotgan cho‘yanning faqat yuza qismigagina havo yetib kelib ta’sir qilar edi xolos. Temirning cho‘yandan mukammal tiklanishi va sifatli po‘lat olinishi uchun esa, havo cho‘yanga bir me’yorda va teng taqsimlangan tarzda yetib kelishi kerak bo‘lgan. Shu sababli, pudling pechlarida davriy ravishda pech og‘zini ochib, ishlov berilayotgan cho‘yan massasini aralashtirib turish shart bo‘lgan. Bu esa o‘ta og‘ir va ko‘p kuch talab qiladigan qo‘l mehnati evaziga bajarilar edi. Ishchi kuchi miqdori va imkoniyatlarni hisobga olgan holda, pechning quvvatini ham shunga moslab yasashga to‘g‘ri kelardi va bu esa, pech imkoniyatlarini sezilarli cheklab qo‘yardi. Biroq, shunday bo‘lsa-da, Kortning pudling pechlari o‘z davri uchun munosib yechim sifatida, dunyo bo‘ylab uncha-muncha po‘lat miqdorini yetkazib berdi va deyarli yarim asr mobaynida insoniyatga xizmat qildi.

Lekin, XIX-asrning 40-yillariga keliboq, endi pudling pechlari ham tobora ortib borayotgan talabni qondirishga ulgurmay qoldi. Kun sayin o‘sib borayotgan talabni qondirish uchun borgan sari ko‘proq pudling pechlari qurishga to‘g‘ri kelardi va bu esa, ishlab chiqarishni murakkablashtirib, narxning oshishiga sabab bo‘lardi. Endilikda, o‘sha zamonning eng kuchli muhandislari qanday qilib pudling pechlarining samaradorligini oshirish ustida ishlay boshladilar. Masalaga o‘zgacha yondoshuv bilan muammolarga eng yaxshi yechim topa olgan dastlabki metallurg – ingliz muhandisi Bessemer bo‘ldi.

Metallurgiya sohasiga qadam qo‘yishdan avval, Bessemer ko‘p yillar davomida artilleriya qurollari va snaryadlarini tayyorlash bilan shug‘ullangan edi. Shu nuqtai nazardan, Bessemerning yuqori sifatli quyma po‘lat olish texnologiyasi ustida ish boshlashiga sabab ham, quvurlarining chidamliligi yuqori bo‘lgan to‘plarni tayyorlashgan qaratilgan edi. U cho‘yanni quyish jarayonini juda ko‘p marta kuzatgach, temirning o‘ta pishiq bo‘lib qotishi hammadan yaxshi va tez sodir bo‘ladigan jarayon bu – havo puflab turiladigan quvurlarni quyish jarayoni ekanini aniqladi. Aynan shu holat Bessemerda erigan cho‘yanga kuchli havo oqimi puflash yordamida yuqori sifatli po‘lat olish mumkinligi haqidagi fikr uyg‘otdi. Bessemer o‘zining bu boradagi ilk tajribalarini gorn pechida koks bilan qizitilgan yopiq tiglda bajargan. Tajriba natijalari esa kutilganidan ham a’lo bo‘lib chiqdi. Bir soatga yaqin kuchli havo oqimi bilan puflash orqali, Bessemer oddiy erigan cho‘yandan juda yuqori sifatli po‘lat olishning uddasidan chiqdi. Boz ustiga, uning keyingi tajribalari shuni ko‘rsatib berdiki, metallurgik jarayonga issiqlikni tashqaridan (boshqa manbalardan) uzatishga aslo hojat yo‘q ekan. Gap shundaki, cho‘yan o‘z tarkibidagi marganets, uglerod, kremniy va ho kazo aralashmalar ko‘rinishida o‘z ichki yoqilg‘i moddasiga ega bo‘lib, ular har bir tonna cho‘yanda o‘rtacha 45 kg miqdorgacha bo‘ladi. Aynan ushbu moddalarning yonishi evaziga, cho‘yanning erish harorati ancha ortadi va natijada suyuq holatdagi po‘lat olish imkoni yuzaga keladi.

1856-yilda Bessemer o‘zi ixtiro qilgan konverter qurilmani mutaxassislarga ommaviy namoyish qildi. Uning konverteri unchalik baland bo‘lmagan pechdan iborat bo‘lib, tepasidan tutun va gazlarni chiqarib tashlash uchun tuynuk-mo‘riga ega bo‘lgan. Pechning yon tarafidan cho‘yanni solish uchun yana bir tuynuk qilingan. Tayyor suyuq quyma po‘latni pechning pastki qismiga qilingan maxsus tuynukdan quyib olishgan. Pech ishlayotgan paytda bu tuynukni loy bilan suvab qo‘yilgan. Konverter qo‘zg‘almas ko‘rinishda bo‘lgan. Unga cho‘yan solishdan avvalroq havo haydashni boshlash kerak edi. Havo haydovchi quvurlar (furmlar) pechning yoniga joylashtirilgan. Agar havo haydashni avvalroq boshlamasa, unda solingan cho‘yan erish jarayonida furmlarni yopib qo‘yishi mumkin edi. Aynan shu sababga ko‘ra ham, erib turgan suyuq po‘latni quyib olishdan avval, furmlarni ertaroq chiqarib olish zarur bo‘lgan. Shunga qaramay bir sikl mahsulot olish davri uzog‘i bilan 20 daqiqani tashkil etgan. Lekin, jarayonda juda xushyor bo‘lish va tezkor ishlash talab etilgan. Chunki, vaqtni cho‘zib yuborilsa, yoki, erta tugatib qo‘yilsa, mahsulot nobop bo‘lib chiqar va yaroqsiz metallga aylanardi. Shu kabi ayrim noqulayliklarni e’tiborga olib, Bessemer pechni yanada mukammallashtirishga qaror qildi va ko‘p o‘tmay, u aylanuvchan pechli quyma po‘lat dastgohini tayyorlab, namoyish etdi. Uning aylanuvchan pechli konverteriga 1860-yilda hukumat maxsus patent bergan.

Bessemer usuli metallurgiya sohasida haqiqiy olamshumul inqilob bo‘lgan. Uning konverteri o‘sha zamon uchun aql bovar qilmas qandaydir 8-10 daqiqa ichida 10-15 tonna cho‘yanni yumshoq temir yoki, yuqori sifatli po‘latga aylantirib berardi. Avvallari usta temirchilar xuddi shu miqdorda po‘lat olish uchun pudling pechlarida bir necha kunlab uzluksiz ishlashlari, yoki, gorn pechlarida bir necha oylab ter to‘kishlari zarur bo‘lardi. Bu esa, yangicha usulda po‘lat quyish usulini ixtiro qilgan Bessemerga olamshumul shuhrat keltirdi.

Biroq, tez orada Bessemer usulining injiqliklari va kamchiliklari ham ma’lum bo‘la boshladi. Bessemer konverterlarining tajriba namunalari asosida sanoat uchun maxsus konverterlar ishlab chiqarila boshlagach, sanoat konverterlarida olinayotgan po‘latning sifati tajriba-sinov konverterlari, yoki, laboratoriyada o‘rnatilgan Bessemer konverterlarida olingan po‘latnikidan ancha past sifatli bo‘lib chiqdi. Bu muammoning yechimi ustida Bessemer naq ikki yil bosh qotirishga to‘g‘ri keldi. Konverter va pech ichida u kalla suqmagan murvat qolmadi hisob. Oxiri, Bessemerga kimyogarlar yordamga kelishdi. Ma’lum bo‘lishicha muammo konverter konstruksiyasi yoki quyish usulida emas, balki temir rudasining kimyoviy tarkibida ekan. Bessemer o‘zining tajriba-sinov ishlarida qo‘llagan cho‘yan tarkibida fosfor elementi juda kam miqdorda bo‘lgan. Sanoat miqyosida po‘lat eritish uchun Angliyaning turli konlaridan olib kelingan temir rudasida esa fosfor va shuningdek, oltingugurt miqdori ancha baland bo‘lgan ekan. Ushbu elementlar cho‘yanni eritish jarayonida yonmagan va keyinchalik, erigan po‘lat tarkibiga aralashib, uning sifatini keskin pasayishiga olib kelgan. Shu sababli, endilikda metallurglar oldida, cho‘yanni eritishdan avval uning tarkibidan oltingugurt va fosforni ajratib olish muammosi ham yuzaga keldi. Boz ustiga, Bessemer konverterlarining tannarxi ham juda qimmat bo‘lib, uni amaliyotga joriy qilishda moliyaviy qiyinchiliklarga sabab bo‘lar edi. Shu kabi omillar evaziga, Bessemer o‘zining qoyilmaqom ixtirosiga patent olganidan qariyb 15-yil o‘tib ham, Angliyada hali hanuz pudling pechlarida po‘lat tayyorlash asosiy usul bo‘lib qolaverdi. Bessemer konverterlari esa Angliyadan ko‘ra, Germaniya va AQSHda ko‘proq tarqaldi va sanoatga tadbiq etildi.

O‘sha zamonlarning o‘zida, Bessemer usuliga bemalol raqobat qila oladigan yana bir yuqori sifatli quyma po‘lat tayyorlash texnologiyasi paydo bo‘ldi. Uni metallurglar hozirda ham «marten usuli» deb nomlashadi. Marten usulida cho‘yanni temir lomi bilan birgalikda maxsus regenerativ pechda eritiladi. Aslida marten pechini 1861-yilda olmon muhandislari Fridrix va Vilgelm Simenslar ixtiro qilishgan bo‘lib, lekin ular bu pechni shisha quyish va oynalar tayyorlash texnologiyasi uchun mo‘ljallab loyihalashgan edi. Biroq, bu turdagi pechlar, shishasozlikdan ko‘ra, metallurgiya uchun ko‘proq bop bo‘lib chiqdi. Pech «regenerativ» deyilishiga sabab, uning tarkibida gaz ishlab chiqaruvchi generatorlar, hamda, issiqlik qayta aylantiruvchi regeneratorlarga tayanib ishlagan. Ushbu gazlar va ularning issiqlik energiyasi vositasida havo va quyish qismi kuchli qizdirilgan. Generator va regenerator bir-biri bilan maxsus kanallar tizimi orqali tutashtirilgan bo‘lib, bu kanallarda qizigan havo va yonish mahsulotlari aylangan. Tutunni atmosferaga chiqarib tashlash uchun esa balandligi 40 metr keladigan mo‘ri quvur o‘rnatilgan. Maxsus yo‘lga qo‘yilgan issiqlik almashinuvi jarayoni natijasida pech ichida harorat 1600 darajagacha yetib borgan, ya’ni, harorat toza, uglerodsiz temirning erish haroratidan baland bo‘lgan. Bu kabi, o‘ta yuqori haroratli pechlarning ixtiro qilinishi metallurgiya sohasida katta istiqbollarni ochib berdi. Shuni ham aytib o‘tish kerakki, XIX asrning ikkinchi yarmiga kelib, jahondagi barcha yirik metallurgiya korxonalarida ulkan miqdorlardagi qiyin eruvchan temir lomi yig‘ilib qolgan edi. Korxonalar ularni tashlab yuborishga ham ko‘zi qiymas, lekin, undan qanday foydalanishni ham bilishmas edi. Fransiyalik ota-o‘g‘il muhandislar Emil va Pyer Martenlar o‘sha temir lomlarini regenerativ pechlarda eritib ko‘rishdi. Natijada, Simenslar shisha uchun ixtiro qilgan pech aslida xuddi aynan po‘lat quyish uchun yaratilgandek bo‘lib chiqdi. 1864-yildan e’tiboran esa, Martenlar va Simenslar oilasi yaqin hamkorlik o‘rnatdi va Sireyl shahridagi zavodda, marten pechi qo‘llagan holda katta miqdorda po‘lat quyish imkonini beruvchi korxonani ishga tushirishdi. Butun dunyoga arzon va yuqori sifatli po‘lat yetkazib berish usuli aynan shu tariqa ibtido oldi.

Marten pechlari Bessemer konverterlaridan ko‘ra ancha arzon va qulay edi. Shu sababli, marten pechlarining ommalashishi juda tez ro‘y berdi. Biroq, marten pechida ham, tarkibida oltingugurt va fosfor ko‘p bo‘lgan rudadan yaxshi po‘lat olishning imkoni bo‘lmadi. Bu masalani hal qilish uchun esa, kimyogarlar va metallurglarning birgalikdagi 15 yillik izlanishlari talab etildi. Vanihoyat, 1878-yilda ingliz kimyogari Sidney Tomas, agar eritish vaqtida jarayonga 10-15% miqdorda ohak qo‘shilsa, fosforni o‘ziga mustahkam biriktirib oladigan chiqindi moddalar hosil bo‘lishini aniqladi. Natijada, avvaliga cho‘yan tarkibidan ajralib chiqqan fosfor boshqa moddalar bilan mustahkam birikib qolgan va keyinchalik yuqori harorat ta’sirida yonib ketgan. Cho‘yan esa yuqori sifatli po‘latga aylangan. Tomasning ushbu ixtirosining ahamiyati ham metallurgiya uchun juda katta bo‘ldi. Uning natijasida, Yevropa rudalarida qalashib yotgan va tarkibida fosfor ko‘p bo‘lgan rudalarni ham qayta ishlab, oliy sifatli po‘lat olish imkoni vujudga keldi.

Umuman olganda, Bessemer va marten usullarida po‘lat quyish texnologiyasi odamzotga cheklanmagan miqdorlarda po‘lat olish imkonini berdi. Quyma po‘lat butun dunyo bo‘ylab juda tezkorlik bilan o‘z o‘rniga ega bo‘ldi va XIX asrning 70-yillaridan boshlab, endi temirning o‘rnini aynan yuqori sifatli po‘lat egallay boshladi. Marten usuli bilan po‘lat olish yo‘lga qo‘yilgan dastlabki 5 yillikning o‘zida esa, jahonda po‘lat ishlab chiqarish ko‘lami 60% dan ziyodga ortgan.


Bizni ijtimoiy tarmoqlarda ham kuzatib boring:

Feysbukda: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Tvitterda: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Telegramdagi kanalimiz: https://telegram.me/OrbitaUz

 


Қуйма пўлат

Темир металлургияси тарихида, бутун башарият сивилизациясига катта таъсир ўтказган учта инқилобий бурилишлар юз берган. Улардан биринчиси жуда қадим замонларда, рудадан темирни ажратиб олишни ва унга термик ишлов беришни йўлга қўйилган махсус горн печларининг ўйлаб топилиши бўлган бўлса, иккинчиси ўрта асрларда ўзлаштирилган темир ва чўянни ўзаро қайта ишлаш жараёни бўлган. Учинчи инқилобий бурилиш эса XIX-асрнинг иккинчи ярмига тегишли бўлиб, у қуйма пўлатнинг ялпи ишлаб чиқарила бошлаши билан боғлиқ.

Ҳамма замонларда ҳам пўлатга доимий кучли талаб мавжуд бўлган. Чунки, ушбу металл турли деталлар, қурол-аслаҳа ва асбоб-ускуналар, ҳамда, машиналар ясаш учун зарур бўлган даражадаги пишиқлик, мустаҳкамлик ва қаттиқликка эга. Лекин, металлдан пўлат буюм ёки ускуна ясашдан аввал, унга бир қатор машаққатли технологик жараёнлар орқали ишлов бериш зарур бўлган. Аввалига, рудадан чўян эритиб олишган. Кейин эса чўяндан соф юмшоқ темир тикланган. Кейин эса, темир кртитсасига узоқ вақт мобайнида болғалаб ишлов бериш йўли билан, пўлат буюм ёки детал тайёрланган. Ушбу жараён пўлат маҳсулотлари тайёрлашдаги энг нозик ва кўп меҳнат талаб қиладиган, узоқ вақт оладиган жараён бўлган. Устига-устак, жараён якунида ҳар доим ҳам кўзланган муддаога эришилмаган. Ушбу омилларнинг барчаси бирлашиб, пўлатнинг таннархи жуда қиммат бўлишига сабаб бўлган.

XIX-аср ўрталарига келиб, бутун жаҳон бўйлаб саноат ва транспорт тармоқларининг кенг тараққий эта бошлаши натижасида, пўлатга бўлган талаб кескин ортиб кетди. Пўлатни кенг миқёсда ва кўп миқдорларда ишлаб чиқарилишини йўлга қўйиш зарур эди. Бироқ, ҳатто талабга мувофиқ миқдорда ишлаб чиқариш уддаланган тақдирда ҳам, энг катта муаммо – пўлатнинг жуда қиммат эканлигини ҳал қилиш зарур бўларди. Чунки, юмшоқ темирга болғалаб қўлда, ёки, механик ишлов бериш йўли билан пўлат буюм тайёрлашни шунчаки арзонлаштиришнинг имкони бўлмаган. Бу ўринда, қиммат нарх ҳосил бўлишидаги энг катта омил – ишчи кучи ва энергия сарфининг жуда кўплиги бўлган.

Албатта, кун сайин ўсиб бораётган талаб юзасидан ўша пайтнинг энг илғор муҳандис-металлурглари ва олимлари жиддий бош қотира бошлашган. Улар орасида муаммога энг яхши ечим бўладиган ғояни инглиз муҳандиси ва ихтирочиси Генри Бессемер (1813-1898) таклиф этган эди. Унинг ғоясига кўра, пўлат буюм ёки детал ясаш учун, темирнинг барча хоссаларига эга бўлган металлни суюқ ҳолатда олиш ва кейин уни махсус қолиплар воситасида керакли шаклда қуйиш усули - арзон пўлат олишнинг энг мақбул йўли бўлиши керак эди. Албатта, ғоя ажойиб. Лекин, уни амалда уддалаш ва ҳақиқатан ҳам арзон пўлат олиш учун яна бир неча ўн йиллар ва кўплаб металлург мутахассисларнинг машаққатли меҳнати сингиши талаб этилди. Бессемернинг мазкур ғоясини амалга ошиши йўлида бир неча муҳим кашфиётлар ҳам амалга оширилди ва уларнинг ҳаммаси металлургия тарихида муҳим ўрин тутган кашфиётларга айланди.

Genri Bessemer (1813-1898)

XVIII-аср охирларига қадар чўянни юмшоқ темирга айлантириш фақат критса горнларида амалга оширилар эди. Лекин, бу усулда олинган металл бир жинсли бўлмай, балки, таркибида муайян бошқа аралашмалар билан чиқарди. Боз устига, бундай металлнинг баъзи жойлари юмшоқ темирга, баъзи жойлари чўянга ва яна айрим қисмлари пўлатга ўхшаш бўлиб, ундан ясалган буюмнинг қай даражада пишиқ чиқиши – ишлов бериш технологиясидан кўра, кўпроқ лотереядаги омадга ўхшаган. Жараённинг ўзи эса кўп куч ва вақт оладиган қийин меҳнатдан иборат бўлган. Бу йўл билан металл олишда кўмирнинг ҳам энг аъло сифатлисини танлаш зарур бўлар эди. Чунки, кўмир ва ишлов берилаётган темир тўғридан-тўғри ўзаро контактда бўлади. Бу эса, кўмир таркибидаги аралашмаларнинг темирга ўтиб қолиши хавфини келтириб чиқаради. Мазкур жараёндаги кўмир сарфининг ўзи ҳам жуда катта бўлган. 1 кг темирни тиклаш учун ўртача 4 кг кўмир сарфланган. Ҳатто энг катта горнларда ҳам 24 соат узлуксиз иш эвазига кўпи билан 400 кг темир олиш мумкин эди холос. Ваҳоланки, бозор ва истеъмол талаби бундан чандон марталаб юқори бўлган. Бундай катта миқдордаги талабни қондириш учун эса, чўянни қайта ишлашнинг янада мукаммалроқ, арзон ва тез бажариладиган усулини ўйлаб топиш зарур эди.

Ушбу йўлдаги дастлабки катта қадамни 1784-йилда инглиз металлурги Корт томонидан қўйилди. Пудлинг жараёни деб аталган махсус усул ва печ ёрдамида, у чўянни қайта ишлаш жараёнини сезиларли тезлатган эди.

Пудлинг печининг ишлаш тамойили қуйидагича бўлган: ўчоқда ёқилғи ёқилган. Ёниш маҳсулотлари тоштуйнук орқали печнинг ишчи майдонига келиб тушган. Бу ерда аввалдан юкланган темир чиқиндилари ва чўян тайёр турган. Аланга таъсирида темир чиқиндилари хамирга ўхшаш ҳолатга ўтган ва қисман эриган. Ҳарорат ортиши билан чўян эрий бошлаган ва унинг аралашмалари чиқиндилар таркибида аввалдан мавжуд кислород эвазига куйиб кета бошлаган. Шу тарзда, чўян углероддан мосуво бўлган. Яъни, у дағал темир критсасига айланган. Пудлинг печининг одатий критса горн печидан энг муҳим афзаллиги шунда эдики, пудлинг печида исталган ёнувчи нарсани ёқилғи сифатида ишлатса бўларди. Шу жумладан, пудлинг печларида арзон ва тозаланмаган оддий тошкўмирдан ҳам кенг фойдаланиш мумкин эди. Пудлинг печларидан фойдаланиш амалиёти темир хом-ашёсининг таннархи сезиларли пасайишига олиб келди. Боз устига, Корт лойиҳаланган бундай пудлинг печларига атайлаб ҳаво пуфлаб туриш шарт эмасди. Ҳаво етказиб турилиши ва тутуннинг тезкор яхши сўрилиши – баланд чиқарилган узун қувурлар эвазига таъминланган. Бу жиҳати билан, пудлинг печлари тез орада горнларни четга суриб қўйди ва бутун дунёда кенг қўлланила бошлади. Бироқ, бундай печларнинг камчилик тарафи шунда эдики, уларда қайта ишланаётган чўяннинг фақат юза қисмигагина ҳаво етиб келиб таъсир қилар эди холос. Темирнинг чўяндан мукаммал тикланиши ва сифатли пўлат олиниши учун эса, ҳаво чўянга бир меъёрда ва тенг тақсимланган тарзда етиб келиши керак бўлган. Шу сабабли, пудлинг печларида даврий равишда печ оғзини очиб, ишлов берилаётган чўян массасини аралаштириб туриш шарт бўлган. Бу эса ўта оғир ва кўп куч талаб қиладиган қўл меҳнати эвазига бажарилар эди. Ишчи кучи миқдори ва имкониятларни ҳисобга олган ҳолда, печнинг қувватини ҳам шунга мослаб ясашга тўғри келарди ва бу эса, печ имкониятларини сезиларли чеклаб қўярди. Бироқ, шундай бўлсада, Кортнинг пудлинг печлари ўз даври учун муносиб ечим сифатида, дунё бўйлаб унча-мунча пўлат миқдорини етказиб берди ва деярли ярим аср мобайнида инсониятга хизмат қилди.

Лекин, XIX-асрнинг 40-йилларига келибоқ, энди пудлинг печлари ҳам тобора ортиб бораётган талабни қондиришга улгурмай қолди. Кун сайин ўсиб бораётган талабни қондириш учун борган сари кўпроқ пудлинг печлари қуришга тўғри келарди ва бу эса, ишлаб чиқаришни мураккаблаштириб, нархнинг ошишига сабаб бўларди. Эндиликда, ўша замоннинг энг кучли муҳандислари қандай қилиб пудлинг печларининг самарадорлигини ошириш устида ишлай бошладилар. Масалага ўзгача ёндошув билан муаммоларга энг яхши ечим топа олган дастлабки металлург – инглиз муҳандиси Бессемер бўлди.

Металлургия соҳасига қадам қўйишдан аввал, Бессемер кўп йиллар давомида артиллерия қуроллари ва снарядларини тайёрлаш билан шуғулланган эди. Шу нуқтаи назардан, Бессемернинг юқори сифатли қуйма пўлат олиш технологияси устида иш бошлашига сабаб ҳам, қувурларининг чидамлилиги юқори бўлган тўпларни тайёрлашган қаратилган эди. У чўянни қуйиш жараёнини жуда кўп марта кузатгач, темирнинг ўта пишиқ бўлиб қотиши ҳаммадан яхши ва тез содир бўладиган жараён бу – ҳаво пуфлаб туриладиган қувурларни қуйиш жараёни эканини аниқлади. Айнан шу ҳолат Бессемерда эриган чўянга кучли ҳаво оқими пуфлаш ёрдамида юқори сифатли пўлат олиш мумкинлиги ҳақидаги фикр уйғотди. Бессемер ўзининг бу борадаги илк тажрибаларини горн печида кокс билан қизитилган ёпиқ тиглда бажарган. Тажриба натижалари эса кутилганидан ҳам аъло бўлиб чиқди. Бир соатга яқин кучли ҳаво оқими билан пуфлаш орқали, Бессемер оддий эриган чўяндан жуда юқори сифатли пўлат олишнинг уддасидан чиқди. Боз устига, унинг кейинги тажрибалари шуни кўрсатиб бердики, металлургик жараёнга иссиқликни ташқаридан (бошқа манбалардан) узатишга асло ҳожат йўқ экан. Гап шундаки, чўян ўз таркибидаги марганетс, углерод, кремний ва ҳо казо аралашмалар кўринишида ўз ички ёқилғи моддасига эга бўлиб, улар ҳар бир тонна чўянда ўртача 45 кг миқдоргача бўлади. Айнан ушбу моддаларнинг ёниши эвазига, чўяннинг эриш ҳарорати анча ортади ва натижада суюқ ҳолатдаги пўлат олиш имкони юзага келади.

1856-йилда Бессемер ўзи ихтиро қилган конвертер қурилмани мутахассисларга оммавий намойиш қилди. Унинг конвертери унчалик баланд бўлмаган печдан иборат бўлиб, тепасидан тутун ва газларни чиқариб ташлаш учун туйнук-мўрига эга бўлган. Печнинг ён тарафидан чўянни солиш учун яна бир туйнук қилинган. Тайёр суюқ қуйма пўлатни печнинг пастки қисмига қилинган махсус туйнукдан қуйиб олишган. Печ ишлаётган пайтда бу туйнукни лой билан суваб қўйилган. Конвертер қўзғалмас кўринишда бўлган. Унга чўян солишдан аввалроқ ҳаво ҳайдашни бошлаш керак эди. Ҳаво ҳайдовчи қувурлар (фурмлар) печнинг ёнига жойлаштирилган. Агар ҳаво ҳайдашни аввалроқ бошламаса, унда солинган чўян эриш жараёнида фурмларни ёпиб қўйиши мумкин эди. Айнан шу сабабга кўра ҳам, эриб турган суюқ пўлатни қуйиб олишдан аввал, фурмларни эртароқ чиқариб олиш зарур бўлган. Шунга қарамай бир цикл маҳсулот олиш даври узоғи билан 20 дақиқани ташкил этган. Лекин, жараёнда жуда хушёр бўлиш ва тезкор ишлаш талаб этилган. Чунки, вақтни чўзиб юборилса, ёки, эрта тугатиб қўйилса, маҳсулот нобоп бўлиб чиқар ва яроқсиз металлга айланарди. Шу каби айрим ноқулайликларни эътиборга олиб, Бессемер печни янада мукаммаллаштиришга қарор қилди ва кўп ўтмай, у айланувчан печли қуйма пўлат дастгоҳини тайёрлаб, намойиш этди. Унинг айланувчан печли конвертерига 1860-йилда ҳукумат махсус патент берган.

Бессемер усули металлургия соҳасида ҳақиқий оламшумул инқилоб бўлган. Унинг конвертери ўша замон учун ақл бовар қилмас қандайдир 8-10 дақиқа ичида 10-15 тонна чўянни юмшоқ темир ёки, юқори сифатли пўлатга айлантириб берарди. Авваллари уста темирчилар худди шу миқдорда пўлат олиш учун пудлинг печларида бир неча кунлаб узлуксиз ишлашлари, ёки, горн печларида бир неча ойлаб тер тўкишлари зарур бўларди. Бу эса, янгича усулда пўлат қуйиш усулини ихтиро қилган Бессемерга оламшумул шуҳрат келтирди.

Бироқ, тез орада Бессемер усулининг инжиқликлари ва камчиликлари ҳам маълум бўла бошлади. Бессемер конвертерларининг тажриба намуналари асосида саноат учун махсус конвертерлар ишлаб чиқарила бошлагач, саноат конвертерларида олинаётган пўлатнинг сифати тажриба-синов конвертерлари, ёки, лабораторияда ўрнатилган Бессемер конвертерларида олинган пўлатникидан анча паст сифатли бўлиб чиқди. Бу муаммонинг ечими устида Бессемер нақ икки йил бош қотиришга тўғри келди. Конвертер ва печ ичида у калла суқмаган мурват қолмади ҳисоб. Охири, Бессемерга кимёгарлар ёрдамга келишди. Маълум бўлишича муаммо конвертер конструкцияси ёки қуйиш усулида эмас, балки темир рудасининг кимёвий таркибида экан. Бессемер ўзининг тажриба-синов ишларида қўллаган чўян таркибида фосфор элементи жуда кам миқдорда бўлган. Саноат миқёсида пўлат эритиш учун Англиянинг турли конларидан олиб келинган темир рудасида эса фосфор ва шунингдек, олтингугурт миқдори анча баланд бўлган экан. Ушбу элементлар чўянни эритиш жараёнида ёнмаган ва кейинчалик, эриган пўлат таркибига аралашиб, унинг сифатини кескин пасайишига олиб келган. Шу сабабли, эндиликда металлурглар олдида, чўянни эритишдан аввал унинг таркибидан олтингугурт ва фосфорни ажратиб олиш муаммоси ҳам юзага келди. Боз устига, Бессемер конвертерларининг таннархи ҳам жуда қиммат бўлиб, уни амалиётга жорий қилишда молиявий қийинчиликларга сабаб бўлар эди. Шу каби омиллар эвазига, Бессемер ўзининг қойилмақом ихтиросига патент олганидан қарийб 15 йил ўтиб ҳам, Англияда ҳали ҳануз пудлинг печларида пўлат тайёрлаш асосий усул бўлиб қолаверди. Бессемер конвертерлари эса Англиядан кўра, Германия ва АҚШда кўпроқ тарқалди ва саноатга тадбиқ этилди.

Ўша замонларнинг ўзида, Бессемер усулига бемалол рақобат қила оладиган яна бир юқори сифатли қуйма пўлат тайёрлаш технологияси пайдо бўлди. Уни металлурглар ҳозирда ҳам «мартен усули» деб номлашади. Мартен усулида чўянни темир ломи билан биргаликда махсус регенератив печда эритилади. Аслида мартен печини 1861-йилда олмон муҳандислари Фридрих ва Вилгелм Сименслар ихтиро қилишган бўлиб, лекин улар бу печни шиша қуйиш ва ойналар тайёрлаш технологияси учун мўлжаллаб лойиҳалашган эди. Бироқ, бу турдаги печлар, шишасозликдан кўра, металлургия учун кўпроқ боп бўлиб чиқди. Печ «регенератив» дейилишига сабаб, унинг таркибида газ ишлаб чиқарувчи генераторлар, ҳамда, иссиқлик қайта айлантирувчи регенераторларга таяниб ишлаган. Ушбу газлар ва уларнинг иссиқлик энергияси воситасида ҳаво ва қуйиш қисми кучли қиздирилган. Генератор ва регенератор бир-бири билан махсус каналлар тизими орқали туташтирилган бўлиб, бу каналларда қизиган ҳаво ва ёниш маҳсулотлари айланган. Тутунни атмосферага чиқариб ташлаш учун эса баландлиги 40 метр келадиган мўри қувур ўрнатилган. Махсус йўлга қўйилган иссиқлик алмашинуви жараёни натижасида печ ичида ҳарорат 1600 даражагача етиб борган, яъни, ҳарорат тоза, углеродсиз темирнинг эриш ҳароратидан баланд бўлган. Бу каби, ўта юқори ҳароратли печларнинг ихтиро қилиниши металлургия соҳасида катта истиқболларни очиб берди. Шуни ҳам айтиб ўтиш керакки, XIX-асрнинг иккинчи ярмига келиб, жаҳондаги барча йирик металлургия корхоналарида улкан миқдорлардаги қийин эрувчан темир ломи йиғилиб қолган эди. Корхоналар уларни ташлаб юборишга ҳам кўзи қиймас, лекин, ундан қандай фойдаланишни ҳам билишмас эди. Франциялик ота-ўғил муҳандислар Эмил ва Пер Мартенлар ўша темир ломларини регенератив печларда эритиб кўришди. Натижада, Сименслар шиша учун ихтиро қилган печ аслида худди айнан пўлат қуйиш учун яратилгандек бўлиб чиқди. 1864-йилдан эътиборан эса, Мартенлар ва Сименслар оиласи яқин ҳамкорлик ўрнатди ва Сирейл шаҳридаги заводда, мартен печи қўллаган ҳолда катта миқдорда пўлат қуйиш имконини берувчи корхонани ишга туширишди. Бутун дунёга арзон ва юқори сифатли пўлат етказиб бериш усули айнан шу тариқа ибтидо олди.

Мартен печлари Бессемер конвертерларидан кўра анча арзон ва қулай эди. Шу сабабли, мартен печларининг оммалашиши жуда тез рўй берди. Бироқ, мартен печида ҳам, таркибида олтингугурт ва фосфор кўп бўлган рудадан яхши пўлат олишнинг имкони бўлмади. Бу масалани ҳал қилиш учун эса, кимёгарлар ва металлургларнинг биргаликдаги 15 йиллик изланишлари талаб этилди. Ваниҳоят, 1878-йилда инглиз кимёгари Сидней Томас, агар эритиш вақтида жараёнга 10-15% миқдорда оҳак қўшилса, фосфорни ўзига мустаҳкам бириктириб оладиган чиқинди моддалар ҳосил бўлишини аниқлади. Натижада, аввалига чўян таркибидан ажралиб чиққан фосфор бошқа моддалар билан мустаҳкам бирикиб қолган ва кейинчалик юқори ҳарорат таъсирида ёниб кетган. Чўян эса юқори сифатли пўлатга айланган. Томаснинг ушбу ихтиросининг аҳамияти ҳам металлургия учун жуда катта бўлди. Унинг натижасида, Европа рудаларида қалашиб ётган ва таркибида фосфор кўп бўлган рудаларни ҳам қайта ишлаб, олий сифатли пўлат олиш имкони вужудга келди.

Умуман олганда, Бессемер ва мартен усулларида пўлат қуйиш технологияси одамзотга чекланмаган миқдорларда пўлат олиш имконини берди. Қуйма пўлат бутун дунё бўйлаб жуда тезкорлик билан ўз ўрнига эга бўлди ва XIX-асрнинг 70-йилларидан бошлаб, энди темирнинг ўрнини айнан юқори сифатли пўлат эгаллай бошлади. Мартен усули билан пўлат олиш йўлга қўйилган дастлабки 5 йилликнинг ўзида эса, жаҳонда пўлат ишлаб чиқариш кўлами 60% дан зиёдга ортган.


Бизни ижтимоий тармоқларда ҳам кузатиб боринг:

Фейсбукда: https://www.facebook.com/Orbita.Uz/

Твиттерда: @OrbitaUz

Google+ : https://plus.google.com/104225891102513041205/posts/

Телеграмдаги каналимиз: https://telegram.me/OrbitaUz

Yangilаndi: 04.08.2017 12:37  
Maqola yoqdimi? Do'stlaringizga ham tavsiya qiling:

Mulohaza bildiring:


Mahfiy kod
Yangilash

Banner

Ixtiro va Kashfiyotlar

Orbita.Uz infotekasi

Milliy bayramlarimiz

Yaqin kunlardagi rasmiy bayramlar, kasb bayramlari, muhim tarixiy va xalqaro sanalar.

26 - Iyun - Iyd al-Fitr - Ramazon hayiti Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)


1 - Sentyabr - Mustaqillik kuni. (Dam olish kuni)


2 - Sentyabr - Iyd al-Adho - Qurbon Hayiti . (Dam olish kuni) (oy chiqishiga qarab bir kunga o'zgarishi mumkin)

O'zbekiston shaharlari ob-havo ma'lumotlari

Orbita.Uz do'stlari:

Ziyo istagan qalblar uchun:

O'zbek tilidagi eng katta elektron kutubxona!

​Ўзбекча va o'zbekcha o'zaro transkripsiya!
O'zbekcha va ўзбекча ўзаро транскрипция!

Bizning statistika


Orbital latifalar :) :)

УлыбаюсьУлыбаюсьУлыбаюсь

Faylasuf va fizik suhbatidan:

-Muhabbatning kuchi nimada deb o'ylaysiz? - deb so'radi faylasuf.

-Buning javobi juda oson, Muhabbatning kuchi, uning tezlanishi va massasining kopaytmasiga teng, ya'ni Fmuh=ma... - deb javob berdi fizik.


Birliklar Konvertori

Birlik / Kattalik turini tanlang:
Qiymatni kiriting:

Natijaviy qiymat:

© Orbita.uz

Kontent statistikasi

Foydalanuvchilar soni : 374
Kiritilgan mаqolalar soni : 762
O'qilgan sahifalar soni : 2501418

Tafakkur durdonalari

Ilm-Fan Taraqqiyotni yetaklovchi kuchdir!