Чёрная металлургия

Большая советская энциклопедия

Чёрная металлургия 28959 б.

отрасль тяжёлой индустрии, включающая комплекс взаимосвязанных подотраслей: собственно металлургическое (доменное, сталеплавильное, прокатное), трубное и метизное производства, добычу, обогащение и окускование рудного сырья, коксохимическое производство, производство ферросплавов и огнеупоров, добычу нерудного сырья для Ч. м. и вторичную обработку чёрных металлов. Важнейшие виды продукции Ч. м.: горячекатаный и холоднокатаный прокат, стальные трубы и металлоизделия.

Ч. м. — основа развития большинства отраслей народного хозяйства. Несмотря на бурный рост продукции химической промышленности, цветной металлургии, промышленности стройматериалов, чёрные металлы остаются главным конструкционным материалом в машиностроении и строительстве. Так, удельный вес чёрных металлов в общем объёме конструкционных материалов, потребляемых ведущими отраслями машиностроения СССР, превышал в 1976 96%. Отрасль потребляет примерно 20% топливно-энергетических ресурсов страны.

На протяжении тысячелетий развитие человеческого общества неразрывно связано с использованием железа (см. Железо) как основного материала для изготовления орудий труда. В. И. Ленин называл железо одним из фундаментов цивилизации, одним из главных продуктов современной промышленности (см. Полн. собр. соч., 5 изд., т. 23, с. 377).

Производство железа на территории России известно с древнейших времён. Железные руды плавили вначале в сыродутных горнах, затем (примерно с 9 в.) в специальных наземных печах-домницах с дутьём ручными мехами. Заводское производство Чугуна и железа началось в 1632—37, когда близ Тулы был построен первый завод с доменной печью, выплавлявшей до 120 пудов чугуна в сутки. В 1700 было выплавлено около 150 тыс. пудов чугуна. Увеличив за первую четверть 18 в. его выплавку в 5 раз, Россия заняла по производству чёрных металлов 1-е место в мире и до начала 19 в. удерживала его. Однако в последующие годы темп роста Ч. м. снизился, и к 1913 страна занимала лишь 5-е место в мире, а её доля в мировой выплавке чугуна и стали (см. Сталь) составляла 5,3%.

В результате Гражданской войны и военной интервенции 1918—20 выплавка стали в стране составляла (1920) лишь 4,5% от уровня 1913. Но уже к 1928 она достигла довоенного уровня. В годы довоенных пятилеток реконструированы старые и построены новые металлургические предприятия, создана угольно-металлургическая база — Урало-Кузбасс. Вступили в строй гиганты советской металлургии — Магнитогорский и Кузнецкий металлургический комбинаты, Криворожский, Новотагильский металлургические заводы, заводы «Запорожсталь», «Азовсталь», новые мартеновские цехи на заводах им. Дзержинского, Макеевском, «Красный Октябрь», Златоустовском и др.

Во время Великой Отечественной войны 1941—45 немецко-фашистские захватчики вывели из строя заводы, дававшие около 60% общего производства стали в стране. Металл фронту поставляли металлургические предприятия Урала и Сибири, где выплавка стали повысилась в 1,5 раза. Построены заводы в республиках, ранее не имевших своей Ч. м.: в Казахстане и Узбекистане.

После войны в кратчайшие сроки были восстановлены разрушенные металлургические заводы. В 50—70-е гг. построены новые крупные предприятия: Орско-Халиловский и Карагандинский металлургический комбинаты, Череповецкий и Западно-Сибирский металлургические заводы, ряд крупных железорудных горно-обогатительных комбинатов, трубных, ферросплавных, метизных, огнеупорных и других предприятий. Модернизация устаревших агрегатов позволила существенно увеличить их производительность. Наряду со значительным увеличением объёмов производства заметно повысилось качество и расширился сортамент металлопродукции, опережающими темпами развивалось производство прогрессивных видов металла, дающих наибольший экономический эффект в народном хозяйстве: листового проката, холоднокатаного листа, холоднокатаной трансформаторной стали, гнутых профилей, фасонных профилей высокой точности, низколегированной стали, а также высокопрочных труб, железных порошков, металлокерамики. Улучшение качества металлопродукции, расширение и совершенствование её сортамента обеспечили экономию в народном хозяйстве в 1971—75 более 2 млн. т металла.

По объёмам производства большинства важнейших видов продукции Ч. м. (стали, чугуна, железной руды, стальных труб, кокса, огнеупоров) СССР занимает 1-е место в мире. (Динамика производства чёрных металлов за 1928—76 отражена в табл. 1.) В результате систематического наращивания объёмов производства существенно возросла выплавка стали на душу населения — с 305 кг в 1960 до 564 кг в 1976.

Чёрные металлы производятся в ряде экономических районов РСФСР (Центр, Чернозёмный центр, Урал, Поволжье, Западная и Восточная Сибирь, Северо-Запад, Дальний Восток), на Украине (Донецко-Приднепровский экономический район), в Казахстане, Закавказье, Средней Азии, Прибалтике.

Для Ч. м. характерен высокий уровень концентрации производства, которая связана с увеличением единичной мощности отдельных агрегатов. Эксплуатируются: доменная печь полезным объёмом 5000 м3 (Криворожский металлургический завод), кислородные конвертеры ёмкостью 300—350 т, толстолистовой стан 3600, непрерывные широкополосные станы горячей прокатки 2000 мощностью 6 млн. т в год, 5-клетьевые станы холодной прокатки 1700 мощностью более 1 млн. т в год и др. В отрасли действуют железорудные предприятия мощностью (по сырой руде) 30 млн. т в год и более, крупные трубопрокатные и метизные заводы.

Для предприятий Ч. м. типичны различные формы комбинирования производства. Около 80% стали выплавляется на предприятиях с полным металлургическим циклом, сочетающих доменное, сталеплавильное и прокатное производства. Ряд предприятий (комбинаты) имеет в своём составе, помимо собственно металлургического, железорудное производство. Ч. м. — отрасль с высоким уровнем специализации. Так, на специализированных. предприятиях производится более 85% стальных труб, 90% товарной железной руды и т.д.

СССР обладает всеми необходимыми ресурсами для развития Ч. м. (рудами чёрных и легирующих металлов, топливом, энергоресурсами), занимая по запасам и объёмам добычи железной руды и добычи товарного угля 1-е место в мире. Размеры добычи железной руды позволяют не только полностью удовлетворять потребности отечественной Ч. м., но и экспортировать значительное количество рудного концентрата, в основном в страны — члены СЭВ. СССР — также крупнейший производитель и экспортёр марганцевых и хромовых руд. Основные запасы железной руды сосредоточены в бассейнах Курской магнитной аномалии и Криворожском, в Казахстане, на Урале, в Сибири, на Кольском полуострове (см. Железорудная промышленность).

Топливная база Ч. м. представлена месторождениями коксующихся углей, сосредоточенными в основном в Кузнецком, Донецком, Карагандинском и Печорском бассейнах, и природного газа в Европейской части СССР, Сибири и Средней Азии.

Современная Ч. м. имеет высокий технический потенциал. Значительный прогресс достигнут в технологии производства в отдельных подотраслях и переделах Ч. м. Так, добыча железной руды в основном ведётся прогрессивным открытым способом; в коксовом производстве внедрены бездымная загрузка шихты и сухое тушение кокса (см. Коксохимическая промышленность); в доменном производстве (см. Доменное производство) в печах с повышенным давлением газа под колошником выплавляется 97%, а с вдуванием природного газа — 84% всего чугуна (1976); в сталеплавильном производстве (см. Сталеплавильное производство) растет выплавка стали в кислородных конвертерах и электропечах, внедрены внепечная обработка стали под вакуумом, синтетическими шлаками, инертными газами, переплавные процессы (электрошлаковый, вакуумно-дуговой, вакуумно-индукционный, электроннолучевой, плазменный); увеличивается доля непрерывной разливки стали (см. Непрерывная разливка стали); в прокатном производстве (см. Прокатное производство) эффективно применяются термическая обработка металлопродукции, средства неразрушающего автоматического контроля; в трубном — совершенствуется технология производства сварных труб большого диаметра, бесшовных труб (см. Трубопрокатное производство, Трубная промышленность); в метизном производстве внедряются автоматизированное поточные линии. Осуществляется разработка промышленных способов прямого получения железа (см. Прямое получение железа). Ведутся работы по созданию автоматизированной системы управления Ч. м.

Большое внимание в Ч. м. уделяется механизации и автоматизации производственных процессов, совершенствованию организации производства и труда, вопросам социалистического соревнования. За 9-ю пятилетку (1971—75) практически весь прирост объёмов производства в Ч. м. получен за счёт роста производительности труда, т. е. без увеличения численности работающих.

В зарубежных социалистических странах Ч. м. также успешно развивается. В результате наращивания объёмов производства доля стран — членов СЭВ в мировой выплавке стали (вместе с СССР) возросла с 24,9% в 1960 до 28,8% в 1976. В табл. 2 приведены данные о выплавке стали в странах — членах СЭВ.

Выплавка чугуна (1976) и производство проката чёрных металлов (1975) составили соответственно (млн. т): в Чехословакии 9,5 и 10,0, Польше 7,9 и 11,1, Румынии 7,4 и 6,8, ГДР 2,5 и 5,2.

Социалистические страны оказывают активное содействие развивающимся странам в создании и развитии Ч. м. К 1977 построенные в целом ряде стран (в т. ч. в Индии, Египте, Иране) с помощью СССР металлургические предприятия имели годовую мощность (млн. т) по производству чугуна 7,2, стали 5,3, проката 4,1, по добыче железной руды 6,7. Проектируются и строятся металлургические комплексы на 11—14 млн. т стали и проката в год.

Произведено чугуна (1976) и проката чёрных металлов (1975) соответственно (млн. т); в Японии 86,0 и 86,3, США 79,8 и 72,5, ФРГ 32,3 и 33,0.

Ч. м. в капиталистических странах характеризуется высокой степенью монополизации производства. Так, на долю пяти компаний в Японии приходится 80% выплавки стали, в США — около 60%; на долю шести компаний в ФРГ — свыше 75%, двух компаний во Франции — 65%, одной в Великобритании — свыше 85% производства стали в стране (см. Чёрной металлургии монополии).

Мировая выплавка стали составила (млн. т); в 1950 — 192, в 1965 — 463, в 1976 — 690. Число стран, производящих сталь, возросло примерно с 50 в 1965 до 65 в 1976. Характерной особенностью развития Ч. м. является быстрый рост масштабов мирового рынка чёрных металлов. Так, экспорт металлопродукции из стран — продуцентов чёрных металлов возрос в 1965—76 более чем в 2 раза.

Лит.: Струмилин С. Г., История черной металлургии СССР, т. 1, M., 1954; Черная металлургия капиталистических стран, М., 1958; Металлургия СССР. 1917—1957, под ред. И. П. Бардина, т. 1—2, М., 1958—59; Черная металлургия СССР, М., 1967; Казанец И. П., Черная металлургия в девятой пятилетке, М., 1972: «Мировая экономика и международные отношения», 1977, № 8 А.М.

БутлеровАлександр Михайлович [3 (15) сентября 1828, Чистополь Казанской губернии (нынеТатарстан) — 5 (17) августа 1886, деревня Бутлеровка Спасского уезда (нынеАлексеевский район) Казанской губернии], российский химик, автор теориихимического строения, создатель первой отечественной школы в органическойхимии.

Род Бутлеровых вел начало от Юрия Бутлера, приехавшего на службу в Россию изКурляндии, вероятно, в 16 в. Отец Бутлерова, Михаил Васильевич, участникОтечественной войны 1812 г., после отставки в чине подполковника жил в родовомсельце Бутлеровка; мать, Софья Александровна, урожденная Стрелкова, скончалась19-ти лет, через 4 дня после рождения сына. Детство Бутлерова прошло в имениидеда по матери — окруженной лесами деревне Подлесная Шантала, где еговоспитанием занимались тетки, и в находившейся неподалеку Бутлеровке. Когда,десятилетнего, Бутлерова перевели в частный пансион, он хорошо владелфранцузским и немецким языками. После большого пожара в Казани в 1842 пансионзакрыли, и Бутлеров был определен в 1-ю Казанскую гимназию. Уже в пансионе игимназии Бутлеров занимался химическими опытами (один из них закончилсявзрывом, и преподаватели пансиона отправили провинившегося в карцер, повесив емуна грудь доску с надписью «великий химик»), собирал коллекции растений инасекомых. В 1844 Бутлеров поступил в Казанский университет, где обратил насебя внимание известных химиков Н. Н. Зинина и К. К. Клауса, по совету которыхсоздал домашнюю лабораторию. Однако его кандидатская диссертация, возможно,из-за переезда Зинина в Петербург, была посвящена бабочкам.

Поокончании университета (1849) Бутлеров был привлечен к преподаванию (за негоходатайствовали Клаус и Н. И. Лобачевский) и читал лекции по физике, химии ифизической географии. В 1851 Бутлеров получил степень магистра, в 1854 защитилв Московском университете докторскую диссертацию («Об эфирных маслах»), послечего был избран экстраординарным, а в 1857 — ординарным профессором химииКазанского университета. В 1851 он женился на Н. М. Глумилиной, племяннице С. Т.Аксакова.

Посвидетельству современников, Бутлеров был одним из лучших лекторов своеговремени: он безраздельно владел аудиторией благодаря ясности и строгостиизложения, которые сочетались у него с образностью языка. Кроме университетскихкурсов, Бутлеров читал общедоступные лекции по химии (их посещение казанскаяпублика иной раз предпочитала модным театральным спектаклям), участвовал вработе Казанского экономического общества, публиковал статьи по ботанике,цветоводству, сельскому хозяйству. Большое значение для формирования научныхинтересов имела его командировка в 1857-58 в Европу, где Бутлеров ознакомился случшими химическими лабораториями и рядом химических предприятий. Он посещаллекции А. Беккереля, Э. Мичерлиха, Р. В. Бунзена, Ю. Либиха, познакомился с А.Кекуле, около полугода работал в лаборатории А. Вюрца в Париже. Возвратившись вКазань, Бутлеров перестроил химическую лабораторию и продолжил начатые у Вюрцаисследования производных метилена. Открыв (1858 г.) новый способ синтезаиодистого метилена, выполнил серию работ, связанных с получением его производных.Синтезировал диацетат метилена, получил продукт его омыления — полимерформальдегида, а на основе последнего впервые получил (1861 г.)гексаметилентетрамин (уротропин) и сахаристое вещество «метиленитан»,то есть осуществил первый полный синтез сахаристого вещества. Собственныеэкспериментальные работы, знакомство с состоянием химии за рубежом, глубокийинтерес к теоретическим основам химии привели Бутлерова к идеям, с которыми онвыступил в 1861 на Съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Шпейере(Шпайере). Доклад «О химическом строении вещества» — первое изложениеБутлеровым его знаменитой теории химического строения, которую он разрабатывали развивал в течение всей своей научной деятельности. Принципиально новым в еготеории, включавшей в себя идеи А. Кекуле о валентности и А. Купера оспособности атомов углерода образовывать цепочки, было положение о химическом(а не механическом) строении молекул (термин «химическое строение» принадлежитБутлерову), под которым Бутлеров понимал способ соединения между собойсоставляющих молекулу атомов в соответствии с принадлежащим каждому из нихопределенным количеством химической силы (сродства). Бутлеров установил теснуюсвязь между строением и химическими свойствами сложного органическогосоединения, что позволило ему объяснить изомерию многих органическихсоединений, в том числе двух изомерных бутанов, трех пентанов и различныхспиртов до амиловых включительно, а также объяснять и предсказывать возможныехимические превращения. Другими словами в своей теории он:

а)показал недостаточность существовавших теорий химии;

б)подчеркнул основополагающее значение теории атомности;

в)дал определение понятия химического строения как распределения принадлежащихатомам сил сродства, «вследствие которого… атомы, посредственно илинепосредственно влияя друг на друга, соединяются в химическую частицу»;

г)сформулировал восемь правил образования химических соединений;

д)впервые обратил внимание на то, что различная реакционная способность разныхсоединений объясняется «большей или меньшей энергией», с которойсвязываются атомы (то есть энергией связей), а также полным или неполнымпотреблением единиц сродства при образовании связи (в углекислом газе — полное,в окиси углерода — неполное).

Провелбольшое количество экспериментов, подтверждающих выдвинутую им теорию:синтезировал и установил строение третичного бутилового спирта (1864 г.),изобутана (1866 г.) и изобутилена (1867 г.), выяснил структуру ряда этиленовыхуглеводородов и осуществил их полимеризацию. Показал (1862 г.) возможностьобратимой изомеризации, заложив основы, учения о таутомерии.

Изучал(1873 г.) историю химии и читал лекции по истории органической химии. Высказали обосновал ряд положений, относящихся к логике развития науки, в частности онаучной истине, о соотношении гипотезы и теории, о включении рациональных идейустаревших теорий в новые теории. Написал «Введение к полному изучениюорганической химии» (1864 г.) — первое в истории науки руководство,основанное на теории химического строения. Создал школу русских химиков, вкоторую входили В. В. Марковников, А… М. Зайцев, Е. Е. Вагнер, А. Е.Фаворский, И. Л. Кондаков и др. Активно боролся за признание Петербургской АНзаслуг русских ученых. Был поборником высшего образования для женщин.Интересовался также вопросами сельского хозяйства: занимался садоводством,пчеловодством, разведением чая на Кавказе.

В1860—63 Бутлеров дважды против своей воли исполнял обязанности ректораКазанского университета. Ректорство пришлось на сложный период в историиуниверситета (бездненские волнения и куртинская панихида, захватившие истудентов, борьба между различными группами профессоров и т. п.) и было тяжелодля Бутлерова, не раз просившего об отставке. В 1864—66 в Казани Бутлеров издалучебник «Введение к полному изучению органической химии» (вскоре был переведенна немецкий язык), который способствовал распространению бутлеровской теории вРоссии и за рубежом.

Вовремя третьей поездки за границу (1867-68) Бутлеров был избран профессоромхимии Петербургского университета. В представлении университету Д. И. Менделеевподчеркивал оригинальность научного творчества Бутлерова: «Направление ученыхтрудов А. М. Бутлерова не составляет продолжения или развития идей егопредшественников, но принадлежит ему самому. В химии существует бутлеровскаяшкола, бутлеровское направление». В январе 1869, закончив чтение курса и сдавкафедру и лабораторию В. В. Марковникову, Бутлеров переехал в Петербург. Вскореон был избран экстраординарным (1871), а затем и ординарным (1874) академикомПетербургской АН. В петербургский период жизни Бутлеров продолжалэкспериментальные работы, совершенствовал теорию химического строения (статья«Современное значение теории химического строения», 1879, и др.), много силотдавал общественной жизни. Он активно участвовал в создании (1878) Высшихженских курсов и организовал на курсах химические лаборатории, как членВольного экономического общества энергично насаждал методы рациональногопчеловодства (его брошюры «Пчела ...» и «Как водить пчел» многократнопереиздавались вплоть до 1930-х), в 1886 основал журнал «Русский пчеловодческийлисток». В 1880-83 Бутлеров — президент Русского физико-химического общества.Большой резонанс имела его статья «Русская или только Императорская Академиянаук в С.-Петербурге?», опубликованная в 1882 в газете «Русь» в связи сакадемическими выборами. На эти же годы пришлось и шокировавшее современниковувлечение Бутлерова спиритизмом, с которым он впервые познакомился еще в 1854 вимении Аксаковых Абрамцево. Позднее он сблизился с А. Н. Аксаковым (двоюроднымбратом жены), выпускавшим спиритический журнал «Психические исследования» (в1889 Аксаков издал «Сборник статей А. М. Бутлерова по медиумизму»). Несмотря наосуждение учеников и коллег, Бутлеров горячо и серьезно отстаивал своеувлечение.

В 1875 Бутлерову, после 25-летней службы, полагалась отставка, но СоветПетербургского университета дважды отодвигал этот срок на 5 лет. Последнююлекцию Бутлеров прочитал 14 марта 1885.

Судьба Бутлерова как ученого сложилась удачно. Его работы при жизни получили полноепризнание и в России, и за рубежом, а без его научной школы (среди учеников — В.В. Марковников, А. М. Зайцев, А. Е. Фаворский, И. Л. Кондаков) невозможнопредставить развитие химии в России. Современники отмечали большое обаяниеличности Бутлерова, его разностороннюю талантливость, широту взглядов иинтересов, открытый, общительный характер, добродушие, деликатное иснисходительное отношение к ученикам.

Смолоду Бутлеров отличался крепким здоровьем и большой физической силой — кочерга,изогнутая им в виде буквы «б», долго хранилась в химической лаборатории вКазани. Но интенсивная научная работа и общественная деятельность подорвалисилы Бутлерова — он неожиданно для окружающих скончался в своем имении.Похоронен Бутлеров в фамильной часовне на сельском кладбище несуществующей нынедеревни Бутлеровка, на берегу Камы.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта schoolchemistry.by.ru/

Серге́й Васи́льевич Ле́бедев (13 (25) июля 1874, Люблин — 2 мая 1934, Ленинград) — советский учёный-химик, основоположник промышленного способа получения синтетического каучука. Академик АН СССР (1932).