Что такое домна и каковы процессы, происходящие в ней?

Что такое домна? Это сердце металлургического производства. Доменная печь играет важную роль в производственном процессе получения чугуна. Чугун, в свою очередь, является сырьем для производства стали, из которой впоследствии делают стальной листовой прокат, трубы, металлические профили и другие металлоизделия.

История появления доменной печи

Доменные печи появились в России около 1630 года, европейские аналоги доменного производства датируются четырнадцатым веком. Первые доменные печи были древесноугольными, подача холодного воздуха осуществлялась ручным способом. Отходы производства были велики, а эффективность использования сырья — низкой. Желание более эффективно наладить производство чугуна подвигло Д. Б. Нильсона запатентовать изобретение горячего дутья. Подаваемый в печь воздух нагревался до 150 градусов по Цельсию. А в 1857 году Э. А. Каупер изобрел нагреватели воздуха, что позволило экономить большое количество кокса. Если говорить в общем, что такое домна, то это печь для плавки железосодержащей руды, для дальнейшего получения металла, который впоследствии используется в тяжелой, металлопрокатной, транспортной и других направлениях промышленности.

Строение домны

Производство чугуна — энергоемкий процесс, характеризующийся выделением большого количества тепла. Чтобы понять, что такое домна, стоит представить высокую конструкцию, достигающую 35 метров. Вес загруженной доменной печи может составлять 30 тысяч тонн. Такое сооружение требует основательного фундамента. Он закладывается в виде монолитного бетонного основания высотой до четырех метров. В месте, где планируется расположение горна печи, фундамент закладывается из огнеупорного бетона. Все конструкция печи поддерживаются колоннами.

Горн расположен в нижней части конструкции, на него приходится самый большой вес: выплавленный металл, шлаки и, собственно, вся домна. Печь разгружается через горн, и через него же с помощью специальных отверстий подается горячий воздух. К этой части домны предъявляются самые высокие требования по материалам изготовления, герметичности, огнеупорности, износостойкости.

Выше горна располагается рабочая поверхность, в которой происходит процесс технологического восстановления железной руды, еще выше расположена загрузочная шихта. Это упрощенное, схематичное описание устройства доменной печи, на самом деле это сложное высокотехнологичное сооружение со строго определенными функциями. Для чего нужна домна? В первую очередь для выплавки чугуна.

Как работает домна

Это огромная вертикальная печь, действующая беспрерывно. Сырье в печь подается сверху, через загрузочную шахту. Сырьем для плавки являются кокс, железная руда и добавки (известняк), помогающие извлечь из руды ненужные примеси. Загруженные ингредиенты нагреваются горячим воздухом в основной части домны. В процессе нагрева коксующийся уголь, сгорая, выделяет оксид углерода, служащий процессу восстановления железной руды. Появившиеся в процессе восстановления железной руды шлаки соединяются с добавками (известняком). На этом этапе шлаки находятся в жидком состоянии, а выделившийся металл — в твердом.

Металл опускается по печи ниже и подвергается процессу распаривания. В этом отсеке печи температура достигает 1200 градусов по Цельсию, что способствует расплавке металла. Шлак, имеющий плотность, меньшую в сравнении с металлом, остается на расплавленной поверхности металла, что предотвращает окислительные процессы. Скорость, с которой происходит процесс опускания чугуна по домне, называется производительностью. Чем быстрее он происходит, тем больший коэффициент производительности доменной печи. Разделение шлака и готового чугуна проводится на последнем этапе через специальные отверстия и имеет свои технологические особенности.

Продукты доменной печи

В технологическом процессе доменного производства вырабатываются три продукта:

Описание доменного процесса: как получают чугун

Всё ещё распространённым, хотя и устаревшим видом металлургического производства является процесс получения жидких металлов в результате реакции потока воздуха со смесью металлической руды, кокса и флюса. Это — доменный процесс, считающийся универсальным и используемым для:

• Исходное сырье
• Сущность процесса в доменной печи
• Физико-химические основы процесса
• Конструкция доменной печи

1. Производства чугуна из железной руды.
2. Последующей переработки чугуна в сталь.
3. Выплавки таких металлов как свинец или медь, имеющих сравнительно небольшую температуру плавления.

Быстрое горение поддерживается потоком воздуха, который подаётся под давлением.

Исходное сырье

Доменные печи производят чугун из железной руды за счет восстанавливающего действия углерода (подаваемого в виде кокса) при высокой температуре в присутствии флюс, например известняк.

Для производства передельного чугуна, а также для выплавки первичной стали в доменной печи используется три вида основного сырья:

1. Предварительно подготовленная на агломерационной фабрике железная руда.
2. Кокс – твёрдое вещество, которое осталось после нагревания угля в отсутствие воздуха. Кокс обычно содержит до 90% углерода.
3. Известняк (CaCO₃) или негашеная известь (CaO), которые периодически должны добавляться в доменную печь.

Для эффективной реализации доменного процесса при производстве чугуна требуется руда с содержанием железа не менее 50%. Однако на практике часто приходится иметь дело с так называемыми «бедными» рудами. Поскольку стоимость транспортировки железной руды достаточно велика, то она перед отправкой проходит операции, называемые обогащением. Технология обогащения включает следующие переходы:

1. Дробление.
2. Обработку на грохотах – промышленном просеивающем оборудовании, которое разделяет фракции руды.
3. Галтовку – придание руде вида геометрически соразмерных кусков.
4. Флотацию – водную очистку от механических примесей, которая использует разность в показателях плотности компонентов.
5. Магнитную сепарацию – отделение немагнитных примесей.

В составе исходного сырья обязательно присутствует ряд химических элементов. Главным среди них является углерод, который обеспечивает последующее повышение механических характеристик металла путем термообработки. Для производства стали требуется относительно небольшое количество углерода: до 0,25% для низкоуглеродистой стали, 0,25…0,50% для среднеуглеродистой стали и 0,50–1,25% для высокоуглеродистой стали. Сталь может содержать до 2% углерода, а сверх этого количества речь может идти уже только о чугуне, где избыток углерода образует графит.

В небольших количествах (0,03…1,0 %) при выплавке металла в домне используется марганец, который предназначается для удаления нежелательного кислорода и контроля содержания серы. Её трудно удалить из стали, а форма, которую она там принимает (сульфид железа, FeS), придаёт металлу хрупкость, являющуюся следствием роста размеров зёрен в структуре. Крупнозернистый металл ухудшает его ковкость и прокатку, особенно в условиях повышенных температур. Содержание серы в сталях обычно не превышает 0,05%.

Нежелательным компонентом любого вида сырья для домны является фосфор. Обычно его количество не превышает 0,04%, но он имеет тенденцию растворяться в чугуне, немного увеличивая прочность и твердость сплава.

В зависимости от условий дальнейшего применения в качестве сырья доменное производство использует легирующие добавки таких металлов, как хром, молибден, никель, алюминий, кобальт, вольфрам, ванадий и титан. Часто в состав сырья включают неметаллы, например, бор и/или кремний.

Сущность процесса в доменной печи

Исходное сырьё (шихта из железосодержащих материалов, например, железорудных окатышей и агломерата), кокс и флюсы (например, известняк) спускается по шахте, где она предварительно нагревается и вступает в реакцию с восходящими восстановительными газами. Образуется жидкий расплав железа и шлаков, которые скапливаются в очаге.

Воздух, предварительно нагретый до температур от 900 ° до 1250 °C, вместе с впрыскиваемым топливом, например, нефтью или природным газом, вдувается в печь через несколько фурм (форсунок), которые расположены по окружности топки у верха очага. Количество таких форсунок может быть от 12 до 40 (на доменных печах большой мощности).

Предварительно нагретый воздух, в свою очередь, подается из нагнетательной трубы большого диаметра, которая окружает топку. Предварительно нагретый воздух бурно реагирует с горячим коксом, что приводит как к образованию восстановительного газа (монооксида углерода), который поднимается через печь, так и к очень высокой температуре около 1650 ° C, при которой происходит образование жидкого железа и шлаков.

Физико-химические основы процесса

Производство металла в доменной печи представляет собой процесс тепломассообмена, поэтому печь может быть разделена на различные зоны в соответствии с физическим и химическим состоянием сырья и температурой. В соответствии с каждым температурным интервалом будут происходить определённые реакции.

Нисходящая шихта сушится и предварительно нагревается во время спуска восходящим газом. Предварительно нагретый воздух вдувается в печь через фурмы в нижней части печи. Кислород вступает в реакцию с углеродом кокса, образуя окись углерода, а водный пар, содержащийся в дутье, реагирует с углеродом, образуя окись углерода и водорода.

Азот в дутье действует как дополнительный теплоноситель (вместе с CO, CO₂ и H₂). Температура адиабатического пламени в пространстве сгорания перед фурмами составляет около 2100…2300 °C. Восходящий горячий газ нагревает чугун и шлак, которые постепенно собираются в топке ниже уровня фурмы и выпускаются через определённые промежутки времени. Восходящий газ проходит через зону когезии, где железо и шлак размягчаются, разделяются и плавятся. Фаза шлака содержит некоторое количество невосстановленного оксида железа FeO.

Над зоной когезии газ нагревает шихту. Оксид углерода и водород восстанавливают оксид железа опосредованно, в виде реакций газ-твёрдое тело, при этом образуются восстановительные газы.

Эти реакции ослабевают, когда температура газа опускается ниже 900 °C. Реакции восстановления, увеличения содержания СО₂ и охлаждения газа продолжаются по мере его подъёма. Оставшееся теплосодержание газа используется для сушки и предварительного нагрева шихты перед тем, как газ покинет верх печи при температуре 100…300 ° C. Верхний газ по-прежнему является ценным топливом с более низкой теплотворной способностью 3–4 МДж / Нм 3 .

После относительно быстрого нагрева примерно до 900 ° C, загрузка достигает зоны химического резерва, где разница температур между газом и твёрдым телом составляет около 50 °C. Примерно при 1000…1100 °C (в зависимости от химического состава железной шихты и степени восстановления) нагрузка попадает в зону когезии. Оксиды железа восстанавливаются до металлического Fe, одновременно происходит отделение железа и шлака. Металлическое железо насыщается углеродом в коксе и газе CO и плавится при 1200…1300 °C. Расплавленное железо и шлак стекают через слой кокса к поду, где достигают своей конечной температуры и состава.

Конструкция доменной печи

Печи, где происходит доменная плавка, состоят из нескольких зон:

• Пода в виде тигля в нижней части печи;
• Промежуточной зоны, называемая чушкой, которая располагается между подом и штабелем;
• Вертикальной шахты (штабеля), идущей от чушки до верха печи;
• Верхней части, которая содержит механизм загрузки печи.

Важно: практическая удельная производительность доменной печи находится в пределах 1300…2300 кг металла с 1 м 3 объёма печи за сутки её непрерывной работы.

автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: Развитие доменного производства в России

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Белинская, Ирина Витальевна

ГЛАВА I КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ

ТЕХНИКИ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.

ГЛАВА II РАЗВИТИЕ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

ЧАСТЬ 1. Развитие основного доменного оборудования доменной печи.

Раздел 1. Развитие профилей доменных печей.

Раздел 2. Экономико-статистические аспекты развития доменного производства в России.

ЧАСТЬ 2. Развитие вспомогательного доменного оборудования и вспомогательных (под)производств.

Раздел 1. Развитие системы охлаждения доменных печей.

Раздел 2. Развитие системы подачи и загрузки сырьевых материалов в доменную печь.

Раздел 3. Развитие системы подачи дутья в доменную печь.

Раздел 4. Развитие системы удаления продуктов плавки от доменной печи.

Раздел 5. Развитие системы подготовки железорудного сырья и топлива к доменной плавке.

Раздел 6. Развитие системы контроля и управления доменным процессом.

ГЛАВА 111 РАЗВИТИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДОМЕННОГО

Раздел 1. Развитие технологии доменного производства до начала XX века.

Раздел 2. Развитие технологии доменного производства в течение XX века.

Раздел 3. Экологические проблемы развития современного доменного производства.

Раздел 4. Технологические проблемы развития современного доменного производства и альтернативные способы производства чугуна.

ГЛАВА 1У ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.

Введение диссертации 1999 год, автореферат по истории, Белинская, Ирина Витальевна

Целью исследования является комплексное и систематизированное изучение развития доменного производства России как отрасли производства, а также развития технических средств и технологий в доменном производстве России на фоне и в связи с его развитием за рубежом за весь период его существования.

В течение XX века периодически возрождался тезис о скором отмирании доменного процесса и замене его некоей другой "перспективной" технологией. Последние десятилетия характеризуются тенденцией замены изделий из металла новыми конструкционными синтетическими материалами. Имевшая место до 1980-х годов тенденция увеличения объемов производства черных металлов сменилась тенденцией уменьшения производства чугуна и стали и частичной консервацией соответствующих производственных мощностей в ряде развитых промышленных стран.

Одной из задач диссертации является поиск ответа на вопрос о возможных перспективах развития доменного производства. Ответ на этот вопрос может быть получен в результате проведения полномасштабного исследования развития доменной техники и технологии за весь период их существования, и в мировом масштабе.

Первые книги о производстве железа были написаны в XVI веке. В 1540 г. была опубликована книга итальянского металлурга Бирингуччио "О пиротехнике" с описанием различных способов производства железа. В 1556 г. вышла книга немецкого минералога Георга Агриколы (Бауэра) "О царстве металла", трактовавшая о процессах подготовки руды и производства железа преимущественно в северо-европейских странах.

В 1665г. англичанин Дод Додлей издает свой труд "Ме1а11шп МагЙБ" о получении железа с помощью каменного угля. В 1763 г. русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов опубликовал книгу "Первые основания металлургии или рудных дел", содержащую научный и обобщенный практический материал, представляющую из себя и исследование, и учебное пособие. В XVIII же веке шведский ученый Эммануэль Сведенборг издал первую фундаментальную научно-справочную книгу по металлургии железа.

В 1730 г. управляющий уральскими государственными заводами Георг Вильгельм де Геннин составил книгу с описанием производственных процессов на уральских и сибирских заводах, с подробными производственными инструкциями, рабочими штатами, табелями работ. Эта книга была издана лишь в 1937 г. под названием "Описание Уральских и сибирских заводов в XVIII веке"(1). Труд по истории металлургии Павленко Н.И. "Развитие металлургической промышленности России в первой половине XVIII века" (6) посвящен в большей мере вопросам промышленной политики и управления, факты технического развития используются как вспомогательная информация. В книге М. Беккерта "Железо: факты и легенды" (7) популярно и занимательно, в форме исторического рассказа говорится об основных "переломных точках" в развитии способов производства железа за последние 3,5 тыс. лет.

В XIX — начале XX века русский ученый-металлург, академик Михаил Александрович Павлов внес существенный вклад в теорию развития доменного процесса многими своими работами (например, "Тепловые балансы металлургических процессов"), буквально перевооружившими металлургов. Им написана целая серия учебников по теории доменного процесса.

До настоящего времени в изучении истории доменного производства ощущался недостаток систематизированного подхода к изучению истории доменной техники. Проведенные исследования были преимущественно локальными как в части временных рамок, так и самого предмета исследования, а также, как правило, носили фактографический характер. Были работы, рассматривавшие технико-экономические аспекты доменного производства в целом в пределах черной металлургии (Струмилин С.Г. История черной металлургии СССР — М., Металлургия, 1957 (2)), либо смежных с доменным производством отраслей и процессов в металлургической промышленности (Яковлев В.Б. Развитие способов производства сварочного железа в России — М., АН СССР, 1960 (3); Ламан Н.К. Основные этапы и тенденции развития техники волочения металлов -М., ИИЕиТ АН СССР,1965 (4) и другие).

Предпринимались отдельные успешные попытки и комплексного подхода к разработке темы. Труды по истории техники и по истории металлургии (такие, например, как: "Очерки развития техники в СССР. Кн. 1. Техника горного дела и металлургии" — М., Наука, 1968; "Очерки истории техники в России (Горное дело. Металлургия. Экономика. Машиностроение)" — М., Наука, 1978; Красавцев Н.И., Сировский И.А. "Очерки по металлургии чугуна" — М., Металлургиздат, 1947 и другие) выделили основные этапы развития доменного производства в России: строительство под Тулой в 1632-1637 гг. первых частных заводов (А. Виниуса, П. Марселиуса, Ф. Акемы); создание в первой четверти XVIII века древесноугольной металлургической базы на Урале; создание на рубеже Х1Х-ХХ вв. каменноугольной и железорудной металлургической базы на Юге страны.

Наиболее развернутая общая хронология доменного производства приводится в одной из новейших представительных книг по истории развития производства железа — 2-х томном справочном издании Шпарбера Л .Я. "Металлургия железа и чугуна" — серия "Библиотека доменщика", Тула: АССОД, 1996г., в которой также содержится история металлургических цехов и комплексов в нашей стране и зарубежом, содержится много современных статистических данных, представлен взгляд автора на современное состояние металлургии и ее перспективы и т.д.

В то же время в предшествующих работах по истории металлургии при довольно подробном описании исторического процесса создания и использования новых машин и механизмов до настоящего времени не была разработана историко-техническая классификация и периодизация техники доменного производства, что автор восполняет в данной диссертационной работе.

Данная работа развивает историко-технический подход к изучению доменного производства как в фактографическом аспекте (полномасштабное исследование доменного производства за весь период его существования в систематизированном изложении), так и в методологическом аспекте (показывает возможность использования в историко-техническом обороте ряда новых понятий и подходов, которые могут быть применены и в других историко-технических работах при изучении крупномасштабных совокупностей технических средств).

В диссертационной работе автором впервые предложена историко-техническая классификация техники доменного производства, разработаны критерии такой классификации, предложена и проанализирована ее теоретическая схема, дана характеристика различным классам доменной техники, изучены их функциональные взаимосвязи. Это позволило в данной работе впервые рассмотреть развитие техники в доменном производстве не как простой совокупности, но как единой системы технических средств.

В данной работе также впервые предпринята попытка историко-технического анализа развития мирового и российского доменного производства за весь период его существования и разработана периодизация этого процесса. Проделанная работа позволила разработать теоретическую схему периодизации, а также выявить специфику развития доменного производства России на мировом фоне, дать характеристику периодов развития доменного производства в целом, оценку современного его состояния и, опираясь на ретроспективный анализ, рассмотреть возможные перспективы его развития.

В диссертации впервые применена методология исследования, заключающаяся в комплексном использовании двух классификационных принципов: производственно-территориального и функционального, сравнены и оценены их ресурсные возможности при проведении классификации техники в рамках историко-технического исследования, объяснен преимущественный акцент на одном из них в связи с задачами данной работы.

Разработка и применение функционального принципа к предмету исследования позволило автору использовать и развить понятие технической системы доменного производства. Было изучено 6 технических систем (состав, циклы развития, внутренние и внешние взаимосвязи) в доменном производстве, что легло в основу структурного построения работы. Впервые среди металлургических и историко-технических работ по данной теме история доменного производства представлена автором как формирование и развитие совокупности технических систем, осуществляющих свое функционирование в рамках доменного производства и составляющих его техническую базу.

Новизна диссертационной работы также заключается во впервые осуществеленном подходе к изучению доменного производства как интегральной системы, состоящей из двух ее составляющих частей: технической и технологической, имеющих как частичную обособленность, так и взаимообусловленность.

Специфика доменного процесса такова, что техника и технология в доменном производстве являются чрезвычайно связанными явлениями. Сам доменный процесс именуется еще "технологией выплавки чугуна", то есть представляет собой, прежде всего, технологический процесс. В силу этого исторические изменения техники доменного производства рассматриваются в работе наряду и в связи с изменением технологии выплавки чугуна, которая изучается в диссертации в той мере, которая позволяет ее трактовать как "способ" или "метод".

Для наполнения понятий техники и технологии доменного производства конкретным содержанием следует отнести отдельные объекты и явления доменного передела к первому или второму понятиям. Можно дать следующее обобщенное определение основной доменной технологии. Технологией в доменном производстве является совокупность химических реакций и физических процессов, обеспечивающих превращение вещества из исходного продукта — руды и топлива, в конечный продукт — чугун и побочные продукты плавки, определенным образом расположенная во времени и пространстве.

Таким образом, технологическими нововведениями в доменном производстве (по отношению к основной, отмеченной выше доменной технологии) являются все приемы (способы) изменения физико-химического состояния вещества, являющегося главным реагентом в доменном процессе, а именно: применение повышенного давления, температуры, увлажненного или осушенного дутья, кислорода, природного газа, мазута, пылеугольного топлива и т.д.

К технике доменного производства относятся агрегаты: воздухонагреватели, воздуходувки, устройства для подъема загружаемых в печь материалов — подъемники, засыпные аппараты и газоулавливающие приборы, средства удаления продуктов плавки от доменной печи — чугуновозы и шлаковозы, разливочные машины и т.п. Основным техническим средством доменного процесса или основным металлургическим агрегатом является доменная печь.

Если в начальный период развития доменного производства (XV-XVI вв.) можно говорить о технике, отдельных технических средствах этого процесса, то в настоящее время, изучая развитие этой отрасли, невозможно избежать понятия технических систем, осуществляющих свое функционирование в рамках доменного производства и составляющих его техническую базу. Выделение совокупности технических средств в технические системы по функциональному признаку и изучение формирования этих систем позволяет более грамотно подойти к изучению истории техники доменного процесса.

В работе исследованы следующие технические системы доменного производства:

•система охлаждения доменной печи;

•система подачи и загрузки сырьевых материалов в доменную печь; •система подачи дутья в доменную печь;

•система подготовки железорудного сырья и топлива к доменной плавке;

•система удаления продуктов плавки от доменной печи; •система контроля и управления доменным процессом. Как отдельная техническая система может рассматриваться сама доменная печь. Особенно важно в развитии этой технической системы изменение конструкции и профиля печи.

При таком подходе доменное производство рассматривается как полифункциональный процесс, выделяются различные операции этого процесса и техника, их обслуживающая. Изучение развития отдельных технических систем в доменном производстве позволяет "пооперационно" рассмотреть изменение технологии доменного процесса, позволяет выделить периоды наиболее интенсивных изменений одновременно во всех системах, что может служить основой для периодизации доменного производства.

Однако, при таком подходе к изучению истории технического развития доменного производства может исчезнуть представление о доменном процессе как о едином процессе во взаимосвязи всех его технических средств, а не отдельных их групп. Избежать такой однобокости помогает использование второго понятия — единой системы технических средств доменного производства.

Второе понятие позволяет подразделить доменную технику по ряду критериев на отдельные классы (рис. 1). Критерии классификации могут быть различными, они определяются спецификой исследуемой области. В данной работе использовались следующие критерии классификации техники доменного производства:

•принадлежность к основному и вспомогательным (под)производствам; •принадлежность к основной и вспомогательной частям доменного процесса;

•изменение места и роли человека в процессе производства при появлении новых технических средств; •территориальная расположенность относительно доменной печи. Эти вопросы подробно рассмотрены в главе I работы.

Актуальность диссертационной работы определяется спецификой современного состояния развития мирового (и российского) доменного производства, которое характеризуется следующим: растущая тенденция сокращения производства и потребления черных металлов в развитых странах в последние десятилетия при усилении конкуренции среди их производителей, а также появление альтернативных доменному процессу новых способов получения первичного металла, которые, по ряду мнений, могут составить конкуренцию доменному процессу.

Указанная специфика текущего исторического момента определяет необходимость "взгляда назад": проведения полномасштабного и детального обзора всей истории развития доменного производства и попытки "взгляда вперед" на основе изученного материала. Решение такой задачи и поставлено одной из целей исследования настоящей работы.

При работе над диссертацией автор использовал литературу историко-технического и специально-металлургического содержания, а также богатейшие источники, хранящиеся в архивных фондах нашей страны.

Литература историко-технического характера легла в основу методологии данной диссертационной работы. Анализ этой литературы подвел автора к более глубокому пониманию, в частности, терминов "техника" и "технология" (9), определяемых как предмет данного диссертационного исследования; помог детальнее осмыслить категорию историко-технических закономерностей, вопросы периодизации и лучше разобраться во всех событиях историко-технического характера, служащих фоном и/или материалом исследования (10, с. 2-3; 11, с.12-16; 12-14 и другие).

В работе Зворыкина A.A. "О некоторых вопросах периодизации истории естествознания и техники" — М., АН СССР, — Вопросы истории естествознания и техники, вып. 4 — М., 1957 (сс. 153-162), предлагается для каждой историко-технической работы создавать свою периодизацию, исходя из существа рассматриваемых явлений. Так как "нельзя одну и ту же периодизацию применять для всеобщей истории техники и отдельных отраслей техники, тем более для истории развития отдельных машин и механизмов, процессов и т. д." (там же, с. 162).

Вопросы периодизации рассматривались в работе Конфедератова И .Я. «К вопросу о периодизации истории техники» — Вопросы истории естествознания и техники, 1957, вып. 4 — М., 1958 (сс. 140-152) и работе Белькинда Л.Д., Веселовского О.Н., Конфедератова И.Я., Шнейберга

Я.А. «История энергетической техники» — М., Госэнергоиздат, 1960 (сс. 52-67), а также других работах дискутировался вопрос о возможности создания "универсальной периодизации, пригодной для всех типов исследований по истории науки и техники" (Шухардин C.B. «Некоторые теоретические вопросы истории науки и техники как самостоятельной области знания» — М., ИИЕиТ АН СССР, вып. 1 (50), 1975, сс. 14).

Этот вопрос был обстоятельно изучен в книге Шухардина C.B. "Основы истории техники" — М., АН СССР, 1961, сс. 99-148 (15). В этой работе, а также- предшествовавшей методологической работе «Опыт определения термина "техника"». — Вопросы истории естествознания и техники. — М., Изд. АН СССР, вып. 8, 1959 историк науки и техники Шухардин C.B. собрал и дал анализ многочисленным определениям техники, появившимся в течение XX века. Здесь большое внимание уделено методологическим вопросам историко-технических исследований, разработана классификация источников по истории науки и техники.

В первом томе книги "Техника в ее историческом развитии" — М., Наука, 1979 периодизация развития техники связывается с основными этапами развития производства и доводится до 70-х гг. XIX века, подчеркивается, что основание периодизации должно выбираться в соответствии с задачей исследования.

В работах "Методология исследований по истории науки и техники" — М., изд. АН СССР, 1968 и "Техника и закономерности ее развития" — М., изд. АН СССР, 1969 C.B. Шухардин и И.Я. Конфедератов подошли к мысли о необходимости получения в результате историко-технических исследований закономерностей развития изучаемых объектов (16, 17).

Анализ литературы историко-технического содержания разных периодов времени позволяет дать характеристику и самим историческим периодам по критерию взаимодействия науки, техники, производства. Главным содержанием происходившего во второй половине XX века развития организационных форм связи науки с производством в нашей стране являлся переход от технологической специализации научно-технических организаций по фазам процесса "исследование-производство" к предметно-тематической специализации по областям науки и техники или научно-производственным циклам. В работах содержится попытка теоретически разработать различные вопросы научно-технического прогресса. (Например, книга "Управление научно-техническим прогрессом". Под ред. Г.Х Попова — М., Экономика, 1982 (18) и другие.)

В начале 1970-х гг. в российской научной литературе встречаются попытки разработать понятие системы "наука-производство". (Уварова Л.И. Система "наука — производство". (Формирование и функционирование в условиях НТР) — М., Общество "Знание" РСФСР, 1973 (19)). В исследованиях середины 1970-х гг. появляется понятие имел для автора при написании диссертации различную информационную ценность.

Первым видом источников является учебная литература по металлургии. Например, пособие для ВУЗов "Общая металлургия" под ред. Воскобойникова В.Г. и др. — М., Металлургия, 1986 (24), или учебник для металлургических ВУЗов Шахова Г. "Металлургия. Общий курс" — М.-Л., Металлургиздат, 1941 (25). Учебная литература по металлургии в кратком, но детализированном виде содержит сведения по наиболее применяемым в промышленном масштабе процессам, технике и технологии металлургического производства в период времени, современный году издания пособия.

Данный вид литературы почти не содержит исторических сведений и абсолютно не рассматривает динамические изменения в технике и технологии, но в дополнение к информации из других источников позволяет исследователю наиболее интегрально "прочувствовать" общий уровень развития техники, характер технологичности металлургических процессов, характер "промышленно имеющихся" проблем, понять уровень развития металлургической науки, соответственно и практики будущих специалистов, через вторичное информационное отражение этих процессов в педагогической литературе.

Указанные проблемы освещают и издания ВУЗовской и отраслевой науки, например, "Труды МИСиС"; Сборник научных трудов ЦНИИЧМ. Вып. 69, 1969; "Известия ВУЗов. Черная металлургия" и т.д.

Относительно вспомогательной информационной литературой к теме диссертации, но весьма полезной можно считать литературно-публицистические книги и статьи, воспоминания биографического характера выдающихся деятелей металлургии, ученых и мастеров-практиков, а также сборники их произведений. Например, Грум-Гржимайло В. "Собрание трудов" — М.-Л., 1949; "И.П. Бардин и отечественная металлургия. К 100-летию со дня рождения акад. И.П. Бардина". Сб. Статей — М., Наука, 1983; Абрамов " Стахановские методы в черной металлургии", 1936 (26-28).

Указанный вид литературы помогает полнее и во многом точнее высветить общий исторический фон и условия развития конкретного объекта исследования.

В диссертации использовано большое количество литературы, по названию своему чрезвычайно тесно примыкающей к объекту исследования, но освещающей его в чрезвычайно узких рамках как по времени, так и по широте рассмотрения. Например, Леонидов Н.К. "Сооружения и оборудование доменных цехов" — Металлургиздат, 1955; Серебренников С.С. "Огнеупорная кладка доменных печей и их вспомогательных устройств" -Металлургиздат, 1957; Будников П.П., Значко-Яворский И.Л. "Гранулированные доменные шлаки и шлаковые цементы" Промстройиздат, 1953 (29-31).

Тем не менее, данный вид литературы дал необходимые, детализированные информационные данные, показал круг специфических проблем отдельных частей или подобъектов диссертационного объекта исследования, характерные для того или иного периода времени.

Чрезвычайно полезными при выполнении задачи исследования автор нашел работы информационного, обзорно-технического, либо историко-технического характера, берущие предметом своего своего исследования довольно широкую и значимую область черной металлургии (например, "Железорудные месторождения СССР. Железорудная база черной металлургии СССР" — Изд. АН СССР, 1957 (32)) или в значительных масштабах, но весьма поверхностно или с подробной акцентуацией отдельных произвольных моментов, освещающих значительные области исследования, касающиеся черной металлургии СССР. Например, книга "Очерки истории техники в СССР. Т 1 Техника горного дела и металлургии" — М., Наука, 1968; Струмилин С.Г. "История черной металлургии в СССР" — М., 1967; "Черная металлургия СССР (1917-1967 гг.)" — М., Металлургия, 1967 (1,4, 33).

Интересно, что большинство книг такого обзорно-исторического характера по черной металлургии было написано в 1950-1960-е гг. Подобные работы дают исследователю представление об общем историческом ходе развития черной металлургии СССР, основных ее особенностях и технических достижениях того или иного периода времени.

Сведения по отдельным, но технически передовым и значимым объектам металлургической техники дают такие информационные издания как "Большая Советская Энциклопедия" и "Экспресс-информация ВИНИТИ". Серия "Черная металлургия", например.

Подавляющее большинство фактографического и обзорно-технического материала было собрано автором из произведений периодической печати, а именно: из статей специальных металлургических журналов. Наиболее "полезными" в этом отношении явились издания "Сталь", "Металлург", "Бюллетень НТИ. Черная металлургия", серийное издание "Черметинформация", "Горный журнал" и другие.

В Институте Истории Естествознания и Техники АН СССР были проведены крупные исследования историко-технического характера в области развития техники горного дела и металлургии, защищены диссертационные работы на соискание ученой степени кандидата технических наук, послужившие важными теоретическими, методологическими и фактографическими источниками по теме данной диссертации.

В работе Яковлева В.Б. "Развитие способов производства сварочного железа в СССР" — М., ИИЕиТ АН СССР, 1959 (34) приводятся сведения по появлению первых доменных печей в Европе и в России, по переходу от сыродутного горна к доменной печи, делается вывод об одновременном создании двух разных процессов (доменного и кричного передельного), применение которых вместе оказалось выгоднее одного процесса восстановления железа из руд в сыродутных горнах (34, с. 63); делается важный вывод о том, что непрерывность самого процесса производства чугуна оказалась решающим фактором в развитии доменного способа в сравнении, например, с периодическим кричным переделом (34, с. 64).

Таким образом, работа Яковлева В.Б. "Развитие способов производства сварочного железа в СССР" явилась важным историко-техническим и методологическим источником при проведении исследования исторического развития техники доменного производства СССР, в части формирования исторически достоверного общего взгляда на истоки развития доменного производства вообще и в России, в частности, и в части понимания отличия доменной технологии от предшествующих и сопутствующих способов получения железа, позволившего доменному производству завоевать на много веков (и до настоящего времени) мировое господство.

В диссертационной работе Дамана Н.К. "Основные этапы и тенденции развития техники волочения металлов" — М., ИИЕиТ АН СССР, 1966 (35) обобщен большой исторический опыт, накопленный в области техники волочения металлов — самостоятельной отрасли металлургического производства, воссоздана общая картина эволюции техники волочения с установлением основных этапов развития, показаны пути и особенности развития отечественной техники волочения, выявлены прогрессивные тенденции в развитии.

Историко-техническое исследование важной отрасли металлургической технологии — волочения рассматривалось в аспектах: технические причины возникновения и влияние социально-экономических факторов; развитие и становление в качестве самостоятельных направлений с переходом на промышленную основу; промышленное развитие; взаимное влияние методов и средства волочения на ход их развития; достоинства и недостатки методов и технических средств волочения и пути преодоления этих недостатков и т.д. (35, с. 4-5).

Таким образом, работа Ламана Н.К. "Основные этапы и тенденции развития техники волочения металлов (от зарождения до настоящих дней)" явилась важным методологическим источником при изучении истории развития техники доменного производства в нашей стране, в качестве историко-технической работы крупного плана в смежной области металлургического производства; работы, дающей наглядный пример методики и результатов исследовательской работы с историко-техническим материалом за обширный период времени.

В коллективном труде "Очерки развития техники в СССР" под ред. В.А. Розентретера, А.С. Федорова — М., Наука, 1968, кн. I "Техника горного дела и металлургии" содержится часть по развитию техники советской черной металлургии (4, с. 295-320). В этой части в разделе "доменное производство" в подразделах: "подготовка сырых материалов к доменной плавке", "развитие доменных печей и вспомогательных устройств", "интенсификация доменного процесса", "перспективы развития доменной плавки" в максимально развернутом по охвату направлений виде (и объяснение технологии доменного процесса, и даты пуска металлургических агрегатов, и направления научных разработок) приводятся факты из истории техники доменного производства СССР.

Однако, ограниченные рамки публикации (4, с. 295-320) позволили наметить историю техники доменного производства СССР лишь отдельными, наиболее существенными штрихами, без историко-технической интерпретации приводимых фактов, без выделения ведущих тенденций и узловых моментов развития. В связи с этим раздел "Доменное производство" книги "Техника горного дела и металлургии" — М., Наука, 1968 может служить качественным фактографическим материалом для дальнейшего его углубления и развития при проведении историко-технического исследования по данной теме.

В книге "История металлургии легких сплавов в СССР" — М., ИИЕиТ АН СССР, 1983 (Отв. Ред. Квасов Ф.И., Ламан Н.К.) т.1 и т.2 (36) раскрыта общая картина технического прогресса металлургии легких сплавов СССР, рассмотрены основные этапы, которые прошла эта важная отрасль металлургической промышленности с 1917 г. по 1980-е гг., подробно изучаются все изменения, происходившие в отрасли за этот период времени, и особенно в ее связи с авиационной и оборонной промышленностью — потребителями легких сплавов.

Данная работа представляет собой пример кропотливого историко-технического исследования изобилующего фактами, в которых, однако, выбранный предмет исследования в силу чрезвычайной своей обширности (отрасль техники) за сравнительно небольшой период времени (несколько десятилетий) создает естественные трудности выявлению историко-технических закономерностей.

Книга "Очерки истории техники в России. (Горное дело. Металлургия. Энергетика. Машиностроение)" — М., Наука, 1978 написана на основе изучения архивных документов и литературных источников и содержит интересные сведения из истории доменного производства России с начала XVII века по 60-е годы XIX века (37, с. 193-203). Однако, как отмечено в предисловии к работе, "Очерки истории техники в России с древнейших времен до 60-х гг. XIX века" не претендуют на исчерпывающую полноту изложения и могут относиться к научно-популярным работам (там же, с. 5). Вместе с тем "Очерки" излагают исследовательское развитие техники с учетом важнейших социально-экономических факторов, международных технических связей и вводят в практику историко-технических исследований новые, ранее неопубликованные материалы.

Очень полезной при разработке темы исследования автор нашел книгу Н.И. Красавцева, И.А. Сировского "Очерки по металлургии чугуна" — М., Металлургиздат, 1947 (38), богато снабженную иллюстративным материалом, освещающую историю развития отрасли вплоть до 40-х гг. XX века. Книга "Доменное производство", составленная совместно ЦНИИЧМ* и Гипромезом**, и изданная в 1961 году (39), подробно рассматривает теоретико-практические аспекты техники и технологии доменного производства в середине XX века, освещает основные этапы его развития в СССР. Развитие металлургии в Украинской ССР освещено в одноименной книге, изданной в 1980 году (40). В книге доминируют экономико-статистические данные, приводятся факты из истории развития как черной, так и цветной металлургии на части территории нашей страны.

ЦНИИЧМ — Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии;

Гипромез — Государственный институт по проектированию металлургических заводов.

В диссертации широко используются документальные материалы архивных фондов СССР, в частности: Архива АН СССР, ЦГАНХа СССР, Гипромеза, ЦНИИЧМ, Минмета СССР, давшие в руки автора диссертации в ряде случаев очень интересные и полезные теме исследования материалы, во многом уникальные в своей единичности и не имеющие аналогов в открытой периодической печати. Например, "Докладная записка т. A.A. Жданову о необходимости сохранения Центрального Института Металлов", датированная 1936 годом и подписанная акад. Байковым A.A., проф. Гудцовым Н.Т. и другими известными учеными-металлургами, (архив ÄH СССР, ф. 614, оп.З, ед. хр. 146).

Архивные материалы как особый вид источника делится на множество групп. В зависимости от места их хранения, в том или ином архиве преобладает та или иная группа источников. В Архиве Министерства металлургии СССР, например, преобладает нормативная документация, в Архиве АН СССР содержатся личные фонды известных ученых-металлургов Бардина И.П., Байкова A.A. и других, заключающие в себе материалы их личных дел, переписки, опубликованных и неопубликованных произведений, заметок и черновых набросков.

В архивных материалах ЦГАНХа преобладает нормативная и организационно-управленческая документация. По содержанию ее можно подразделить на следующие группы:

1.нормативные акты и документы, характеризующие задачи, компенсацию и род деятельности;

2.документы, освещающие процесс выработки, обсуждения и принятия основных указаний о направлении деятельности учреждений и организаций;

3.постановления и решения руководящих органов или руководителей предприятий;

4.документы, освещающие ход выполнения принятых решений;

5. документы, освещающие итоги деятельности учреждений и организаций.

Среди документов наиболее распространенным и важным видом являются протоколы. Ценность и достоверность этого источника в том, что он представляет собой последнюю, по — возможности, наиболее полную запись всего, что происходило на протоколируемом заседании вплоть до отдельных реплик. Он позволяет ознакомиться со всеми сторонами текущей работы, а также получить сведения о всех принятых решениях. Пятую часть всех выявленных по теме исследования документов из архивных фондов ЦГАНХа составляют протоколы заседаний учреждений и ведомств, прежде всего, это протоколы совещаний при Наркоме черной металлургии СССР И.Ф. Тевосяне или его заместителе, протоколы заседаний Комиссии Министерства черной металлургии СССР, Госкомитета СССР по черной и цветной металлургии и других отраслей народного хозяйства, центральных лабораторий металлургических заводов "Электросталь", "Красный Октябрь", "Серп и молот", Горьковского, Златоустовского, Криворожского, Енакиевского и др.

Тематические планы раскрывают цель работы с указанием ожидаемых результатов, сроки ее выполнения, источники финансирования, ответственных исполнителей, научных руководителей. Изучение тематических планов за ряд лет позволяет установить последовательность во времени выполнения лабораторного, полупромышленного этапов и освоение в промышленном масштабе.

Важным видом источников являются отчеты, подводящие итоги деятельности учреждения или организации и содержащие большой обобщающий статистический материал. Отчеты за ряд лет Минчермета СССР, НИИ и заводских лабораторий отрасли насыщены большим фактическим материалом.

Анализ материалов, хранящихся в фондах Архива АН СССР, позволил автору выявить шесть направлений использования научно-технической документации архивного хранения, которые подробно освещаются в отдельной статье (41). К этим направлениям относятся:

1.Выявление ряда "старых" научно-технических идей, предложений и проектов в изучаемой области, которые могут быть успешно использованы в наши дни;

2.Создание биографий научной, организационной, педагогической деятельности ученых;

3.Поиск и изучение документов историко-теоретического значения. Выявление не опубликованных, но уже проведенных в прошлом не только собственно научно-теоретических исследований, но и историко-технических исследований учеными — крупнейшими специалистами в конкретной области;

4. Написание собственно истории какой-либо науки или истории техники как объекта исследования;

5. Изучение исторических аспектов изменения самой научно-технической документации;

6.Изучение научной деятельности ученых. .

Каждое из перечисленных направлений архивной документации было использовано автором в той или иной мере, в наибольшей же степени, согласно задаче исследования, использовались третье и четвертое направления.

При работе над диссертацией широко использовались статистические материалы ведомственных архивов, такие как статистические материалы опубликованных источников. Первичные "сырые" статистические данные подвергались обработке путем использования методов математической статистики. Это позволило автору изучить и представить материал по технико-экономическому развитию доменного производства не только посредством метода словесного исторического описания, но и с помощью многочисленных фотографий, графиков, схем, таблиц, диаграмм, общее число которых в диссертации составляет 253. — " г

Абсолютное большинство из них являются результатами проведенного автором анализа, иллюстрирующими выявленные автором историко-технические закономерности развития доменного производства.

Структурное построение работы определяется целью диссертационного исследования как историко — технического исследования, а также спецификой самого объекта исследования. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка иллюстраций и списка литературы.

Заключение научной работы диссертация на тему «Развитие доменного производства в России»

Раздел иллюстрирован 21 рисунком, это — аналитические схемы-диаграммы. ВЫВОДЫ диссертации подводят краткий итог всей работе.

СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ содержит наименование рисунков в последовательности их появления в работе.

Список научной литературы Белинская, Ирина Витальевна, диссертация по теме «История науки и техники»

1. КЛАССИФИКАЦИЯ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ТЕХНИКИ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА.

2. Автором в данной работе использовались следующие критерии классификации техники доменного производства:

3. Принадлежность к основному и вспомогательным (под)производствам;

4. Принадлежность к основной и вспомогательной частям доменного процесса;

5. Изменение места и роли человека в процессе производства при появлении новых технических средств;

Источник http://businessman.ru/new-chto-takoe-domna-i-kakovy-processy-proisxodyashhie-v-nej.html

Источник http://nauka.club/materialovedenie/opisanie-domennogo-protsessa-kak-poluchayut-chugun.html

Источник http://cheloveknauka.com/razvitie-domennogo-proizvodstva-v-rossii