Русский Магнезит. Первые 125

"Современные люди даже не догадываются о том, насколько наша жизнь зависит от огнеупорных материалов. Между тем, без огнеупоров сегодня не производится ни одного материального продукта человеческого труда. Металл, стекло, цемент — эти базовые материалы рождаются в огне, и без огнеупоров их получить невозможно. Без материалов, способных выдержать высочайшие температуры, немыслимы и многие химические производства. Огнеупорные материалы — это граница, которая отделает любое технологическое оборудование от разрушающей энергии огня...

...До начала доменного производства все печи, в которых происходила выплавка железной руды, имели периодический характер работы. По окончании цикла для того, чтобы достать получившийся сплав металла со шлаком плавки, печь нужно было частично или полностью разобрать. К тому же сами печи имели достаточно небольшой размер, иначе в них сложно было поддерживать нужную температуру. Соответственно, производительность металлургического производства оказывалась весьма невысокой, а железо, которое получали таким способом, — дорогим.

Температура в самой горячей зоне современной доменной печи — на уровне фурм — может достигать 2000°С. В древних печах она могла доходить до 1800°С, и в таких условиях способность материала, из которого была сделана печь, противостоять огню уже имела критическое значение. Для кирпичей, из которых стали изготавливать доменные печи, подходила уже не любая глина, а исключительно огнеупорная. В России её называли огнепостоянной. Наибольшей огнестойкостью обладали белые глины, содержащие минерал каолинит.

Позже такая глина получила название каолин — по названию местности на юго-востоке Китая, где она впервые была обнаружена. Для производства кирпичей, из которых строили доменные печи, глину обжигали при температуре свыше 1300°С, так что она теряла большую часть химически связанной воды и спекалась, образуя шамот — безводный непластичный материал. После обжига шамот размалывали, добавляли другие ингредиенты, и из полученной массы шла формовка кирпичей. Делали их, как правило, непосредственно при самом металлургическом производстве либо в небольших мастерских, располагавшихся где-нибудь неподалеку.

Потеснить шамот на огнеупорном пьедестале удалось только в начале ХIХ века. В 1817 году в английском графстве Уэльсметаллург Уильям Гарри испытал в доменной печи плиточное покрытие, выполненное из кремнезёма — минерала, основу которого составляет оксид кремния. Под действием высокой температуры керамические кирпичи, облицованные такими плитками, покрылись огнеупорной стекловидной массой. Появление этого вида сырья для огнеупоров способствовало развитию нового направления в огнеупорной отрасли — динасового. Кремнезём, который использовался для этих целей, добывался у горы Динас в долине Низ, и название горы дало имя минералу.

В 1820 году специалист компании Quaker V. B. Янг начал проводить эксперименты по изготовлению из динасовой глины, добывавшейся около деревни Нантгарв в округе Гламорганшир, огнеупорного кирпича. Янг создал компанию The Dinas Firebrick Cо., которая в скором времени стала экспортировать огнеупорные кирпичи на основе кремнезема в различные страны мира. Благодаря развитию динасового производства в ХIХ веке Англия заняла ведущее место в мире по производству огнеупорной продукции.

До первой половины ХХ века все существенные открытия в огнеупорном деле были связаны с появлением новых технологий в металлургии железа. Самым важным изменением, на долгое время определившим развитие огнеупорного производства, стала смена приоритетов в продуктовом ряде металлургов.

На протяжении нескольких столетий основным продуктом чёрной металлургии был серый чугун — сплав железа и углерода с массовой долей последнего более 2,14%. Но чугун обладает серьёзным недостатком: он хрупкий и не поддается ковке, рассыпаясь от ударов. Поэтому из серого чугуна невозможно изготовить, скажем, холодное оружие или прочные инструменты. В больших объемах чугун стали производить после того, как научились отливать из него пушки и ядра. В 1709 году Абрахам Дерби, которого англичане считают отцом своей металлургии, впервые попробовал использовать в домне вместо древесного угля каменный. Его эксперименты продолжались достаточно долго. В 1740 году, предварительно получив из каменного угля кокс — продукт термической переработки без доступа кислорода, Дерби сумел выплавить в доменной печи чугун, который можно было ковать. Это открытие явилось отправной точкой для массового производства чугуна в Англии. Из чугуна стали делать рельсы, а в 1779 году через реку Северн был построен первый в мире чугунный мост.

Однако по-настоящему революционным событием для чёрной металлургии оказалось освоение массового производства стали. Она отличается от чугуна большей прочностью, изделия из неё обладают упругостью и твёрдостью, в связи с чем, этот сплав широко используется, но долгое время его могли получать лишь в небольших количествах«.

Далее автор рассказывает о важных открытиях и изобретениях в истории металлургии и переходит к теме освоения новых видов огнеупоров.

«В первой половине 1880-х годов на многих заводах Европы стали использовать огнеупоры из размолотого магнезита с обезвоженной каменноугольной смолой. Новая технология больше всего оказалась востребована в Германии, где железные руды были пересыщены фосфором и другими методами получить из них качественный металл было невозможно. Со временем Германия стала промышленным лидером Европы. Она смогла не только догнать Англию по объёму производства металла, но и обогнать её. Подъём металлургии привёл к бурному росту в металлообработке и машиностроении.

С 1880-х годов в металлургии наступила эпоха „основных огнеупоров“: в отражательных печах использовались огнеупоры из доломита и магнезита, в мартеновских агрегатах — магнезиальные. Благодаря им получила широкое распространение новая технология производства стали — сименс-мартеновский процесс, названный так по имени своих изобретателей Фридриха Сименса и Пьера Мартена.

В 1867 году изделия, выполненные из стали П. Мартена, демонстрировались на всемирной выставке в Париже и получили большую золотую медаль. С этого времени наступает новая эра в чёрной металлургии — эра сименс-мартеновского процесса производства стали.

Несколько последующих лет становятся для огнеупорного производства переломными, поскольку именно тогда осваивается промышленный выпуск огнеупоров из обожженного магнезита.

Первое месторождение магнезита, которое стало разрабатываться для производства огнеупорных материалов, было открыто в 1880 году в Австро-Венгрии. Промышленная добыча магнезита началась в 1882 году, в течение которого было добыто около 500 тонн. Магнезит обжигался и перемалывался в порошок. В таком виде он начал применяться и в металлургии.

С 1880-х годов магнезит, а вернее, получаемый в результате его обжига продукт, основу которого составляет оксид магния, постепенно превратился в один из самых главных огнеупорных материалов чёрной металлургии, а вслед за ней и целого ряда других производств».

Продолжение следует

Напомним, месторождение саткинского магнезита было открыто в конце XIX века. Добыча сырья началась летом 1900 года, и одновременно возводился первый в Российской империи завод по производству магнезиальных огнеупоров.

Рубрики, посвящённые 125-летию «Магнезита», выходят еженедельно: по четвергам вместе со специалистами корпоративного музея мы ведём фотолетопись «Русский Магнезит. Первые 125», а по понедельникам публикуем короткие видео «С юбилеем, Магнезит!» и приглашаем к участию всех желающих.