Сообщение чугун: понятие, производство, особенности, структура, свойства и применение

Содержание

Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения

Чугун – это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода составляет более 2,14%. В нем также могут присутствовать постоянные примеси, а иногда и легирующие компоненты. Его механические свойства зависят от структуры и главным образом от формы, в которой находится углерод, а основными структурными составляющими являются цементит или графит и продукты распада аустенита, которые в зависимости от скорости охлаждения могут быть мартенситом, трооститом, сорбитом, перлитом и ферритом. Введение различных легирующих элементов позволяет управлять процессом графитизации и по-разному корректировать свойства чугуна.

Чугун: краткая справка

Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe3C – цементит, карбид железа) включений.

Основные примеси — кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.

Особенности и классификация чугунов

Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.

Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:

  • сера – 0,02-0,2%;
  • кремний – 0,5-3,6%;
  • марганец – 0,2-1,5%;
  • фосфор – 0,04-1,5%.

В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.

Основные различия между сталью и чугуном

Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.

По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.

 

Производство чугунных отливок

Виды чугунов и их применение

Передельный чугун

Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:

  • передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
  • передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
  • передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
  • передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.

Белый чугун

В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.

Серый чугун

В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.

Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.

Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.

  • Буквы СЧ – серый чугун;
  • цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).

Высокопрочный (модифицированный) чугун

Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.

Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.

ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» — обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.

Ковкий чугун и его маркировка

Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.

В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.

Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм2 (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.

Специальные чугуны

Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения.

К таким чугунам относятся:

  • жаростойкие;
  • коррозионностойкие;
  • художественные;
  • антифрикционные и износостойкие;
  • чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
  • ферросплавы и другие.

Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.

Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?

При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.

  • Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
  • Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
  • Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
  • Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.

Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.

Достоинства и недостатки

Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.

Бесспорные преимущества

В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.

Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.

Недостатки чугуна, как материала

Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.

Чугун 

Как делают чугун?

Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.

В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.

Пригодность чугунов к сварочным работам

Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.

Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.

Объемы производства чугуна

Первое место в мире по производству чугуна вот уже несколько лет подряд прочно удерживает Китайская Народная Республика. За первые два месяца 2019 году китайские компании увеличили объемы его выплавки до 126, 59 млн. тонн. Таким образом, более половины мировых объемов чугуна сегодня выплавляется в Поднебесной.

Объемы мирового производства чугуна, тыс. тонн

Кроме Китая, в рейтинг ведущих производителей чугуна входят Индия, Япония, РФ, Южная Корея, Иран, Бразилия, Германия и США. А замыкает ТОП-10 Украина, что стало возможным благодаря стабильной деятельности предприятий Группы Метинвест.

Производство чугуна в мире с 2010 по 2019 год

Регион

Годы

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

Евросоюз

94054

93 855

90 493

92 328

95 176

93 596

91 312

93 235

90 787

85 691

Другие страны Европы

9 643

10 184

9 774

10 411

10 876

11 992

12 280

12 741

12 873

12 265

СНГ

77 923

80 174

81 860

81 962

79 452

77 585

82 396

75 952

75 396

73 938

Северная Америка

39 216

42 159

44 328

41 319

41 218

35 859

33 008

32 946

34 886

32 567

Южная Америка

34 531

37 535

30 454

29 992

30 671

31 627

29 439

31 654

31 744

29 087

Африка

6 725

5 564

5 499

5 778

5 252

5 264

5 111

5 152

5 411

4 266

Азия

763 032

826 220

854 111

902 136

917 651

897 875

913 410

927 722

994 748

1 037 317

Средний Восток

2 540

2 242

2 143

2 007

2 782

2 459

2 251

2 293

2 362

2 530

Океания

6 672

5 925

4 381

4 160

3 962

4 272

4 313

4 441

4 561

4 336

Что получают из чугуна и где он используется?

Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.

Сплавы

Сферы применения

Серые

Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.

Ковкие

Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.

Легированные белые

Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.

Антифрикционные

Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.

Высокопрочные

Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.

Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.

 

Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения

Чугун – это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода составляет более 2,14%. В нем также могут присутствовать постоянные примеси, а иногда и легирующие компоненты. Его механические свойства зависят от структуры и главным образом от формы, в которой находится углерод, а основными структурными составляющими являются цементит или графит и продукты распада аустенита, которые в зависимости от скорости охлаждения могут быть мартенситом, трооститом, сорбитом, перлитом и ферритом. Введение различных легирующих элементов позволяет управлять процессом графитизации и по-разному корректировать свойства чугуна.

Чугун: краткая справка

Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe3C – цементит, карбид железа) включений. Основные примеси — кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.

Особенности и классификация чугунов

Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.

Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:

  • сера – 0,02-0,2%;
  • кремний – 0,5-3,6%;
  • марганец – 0,2-1,5%;
  • фосфор – 0,04-1,5%.

В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.

Основные различия между сталью и чугуном

Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.

По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.

 

Производство чугунных отливок

Виды чугунов и их применение

Передельный чугун

Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:

  • передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
  • передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
  • передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
  • передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.

Белый чугун

В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.

Серый чугун

В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.

Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.

Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.

  • Буквы СЧ – серый чугун;
  • цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).

Высокопрочный (модифицированный) чугун

Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.

Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.

ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» — обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.

Ковкий чугун и его маркировка

Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.

В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.

Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм2 (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.

Специальные чугуны

Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения. К таким чугунам относятся:

  • жаростойкие;
  • коррозионностойкие;
  • художественные;
  • антифрикционные и износостойкие;
  • чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
  • ферросплавы и другие.

Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.

Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?

При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.

  • Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
  • Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
  • Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
  • Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.

Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.

Достоинства и недостатки

Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.

Бесспорные преимущества

В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.

Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.

Недостатки чугуна, как материала

Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.

Чугун 

Как делают чугун?

Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.

В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.

Пригодность чугунов к сварочным работам

Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.

Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.

Объемы производства чугуна

Первое место в мире по производству чугуна вот уже несколько лет подряд прочно удерживает Китайская Народная Республика. За первые два месяца 2019 году китайские компании увеличили объемы его выплавки до 126, 59 млн. тонн. Таким образом, более половины мировых объемов чугуна сегодня выплавляется в Поднебесной.

Объемы мирового производства чугуна, тыс. тонн

Кроме Китая, в рейтинг ведущих производителей чугуна входят Индия, Япония, РФ, Южная Корея, Иран, Бразилия, Германия и США. А замыкает ТОП-10 Украина, что стало возможным благодаря стабильной деятельности предприятий Группы Метинвест.

Производство чугуна в мире с 2010 по 2019 год

Регион

Годы

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

Евросоюз

94054

93 855

90 493

92 328

95 176

93 596

91 312

93 235

90 787

85 691

Другие страны Европы

9 643

10 184

9 774

10 411

10 876

11 992

12 280

12 741

12 873

12 265

СНГ

77 923

80 174

81 860

81 962

79 452

77 585

82 396

75 952

75 396

73 938

Северная Америка

39 216

42 159

44 328

41 319

41 218

35 859

33 008

32 946

34 886

32 567

Южная Америка

34 531

37 535

30 454

29 992

30 671

31 627

29 439

31 654

31 744

29 087

Африка

6 725

5 564

5 499

5 778

5 252

5 264

5 111

5 152

5 411

4 266

Азия

763 032

826 220

854 111

902 136

917 651

897 875

913 410

927 722

994 748

1 037 317

Средний Восток

2 540

2 242

2 143

2 007

2 782

2 459

2 251

2 293

2 362

2 530

Океания

6 672

5 925

4 381

4 160

3 962

4 272

4 313

4 441

4 561

4 336

Что получают из чугуна и где он используется?

Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.

Сплавы

Сферы применения

Серые

Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.

Ковкие

Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.

Легированные белые

Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.

Антифрикционные

Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.

Высокопрочные

Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.

Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.

 

Чугун — Художественное материаловедение


Чугун

Категория:

Художественное материаловедение



Чугун

Сыродутный способ получения железа из руды по экономическим соображениям в настоящее время не применяется. Теперь из пуды сначала выплавляют чугун, часть которого идет на литье, а часть различными способами перерабатывается в сталь. Получение чугуна из руды осуществляется в доменных печах.

Родиной чугунолитейного производства, по-видимому, является Восток. В XIII в. чугунолитейное мастерство делается достоянием европейцев. В России первые доменные печи были построены в 1632 г. под Тулой (городищенские заводы).

Доменная печь представляет собой высокую башню, выложенную из огнеупорного кирпича. Снаружи для прочности домна оковывается стальными листами и полосами. В доменную печь через верхнее отверстие в своде загружают шихту, т. е. смесь руды, кокса и известняка.

Кокс служит топливом. Сгорая, он развивает температуру до 1900 °С. Раньше вместо кокса применялся древесный уголь. Чугун, выплавляемый на древесном угле на Каслинском чугунолитейном заводе, построенном в 1646 —1647 гг., обладал лучшими свойствами, так как он почти не содержал серы и был высокофосфорным.

Известняк служит флюсом. Флюс химически соединяется с пустой породой и золой, образуя легкоплавкий шлак. Шлак легко удаляется из домны через специальное отверстие — шлаковую летку, которая располагается немного выше чугунной летки.

Под влиянием высокой температуры начинается восстановление железа из руды, которая представляет собой окись железа, т. е. соединение железа с кислородом. Процесс восстановления заключается в следующем: углерод топлива (кокса) и образующаяся в печи окись углерода отнимают от руды кислород, а выделившееся чистое железо насыщается углеродом от раскаленного угля и превращается в чугун, который стекает на дно печи. Над чугуном, как более легкий, скапливается шлак.

Современные доменные печи за сутки выплавляют свыше 2000 т чугуна, а при кислородном дутье их производительность еще более повышается. Когда чугун готов, его выпускают из специального отверстия— чугунной летки. На старых заводах чугун отливался в песчаные формы, приготовленные на литейном дворе. На современных заводах для этого служит специальная разливочная машина, представляющая собой длинный конвейер с чугунными формами. На одном конце конвейера идет разливка, а с другого конца на железнодорожную платформу сходят уже остывшие чушки чугуна. В том случае, если сталелитейные цехи расположены рядом с доменным, расплавленный чугун доставляется туда в специальных миксерах, Укрепленных на колесах.

При доменном процессе получаются следующие виды чугуна:
1) литейный, или серый;
2) передельный, или белый;
3) специальный чугун, или ферросплавы.

Литейный, или серый, чугун с содержанием углерода от 3,2 до 4,1% идет на чугунное литье. Он широко применяется в художественной промышленности и при изготовлении декоративных архитектурных деталей.

В литейном чугуне большая часть углерода находится в форме свободного графита. Это объясняется повышенным содержанием кремния, который является полезной примесью серого чугуна, способствующей выделению углерода в виде мелких пластинок графита. Кремний попадает в чугун из кварца во время доменного процесса, и его содержание составляет 1,25 — 4,25%. Свежий излом серого чугуна имеет серый цвет, откуда он и получил свое название.

В литейных чугунах, предназначенных для художественного литья, допускается сравнительно высокое — до 1,2% содержание фосфора. Он попадает в чугун при плавке из руды. Фосфор увеличивает жидкотекучесть и дает хорошее заполнение формы, хотя повышенное содержание фосфора увеличивает хрупкость чугунных отливок после их остывания — так называемую хладоломкость, но для художественных изделий это не столь существенно.

Вредной примесью в литейных чугунах является сера. Она в противоположность фосфору вызывает густоплавкость расплавленного металла, а при застывании металла способствует образованию усадочных раковин и трещин, а также вызывает красноломкость, т. е. разрушение металла при высокой температуре. В чугун сера попадает из кокса, ее содержание в литейных чугунах не должно превышать 0,05%.

Присутствие марганца в сером чугуне, с одной стороны, ослабляет действие серы и способствует удалению окислов, но в то же время препятствует выделению углерода в виде графита, т. е. оказывает противоположное действие по сравнению с кремнием. Поэтому в литейных чугунах его содержание желательно иметь в пределах 1%.

Серый чугун хорошо обрабатывается резанием; он отличается меньшей хрупкостью и меньшей твердостью по сравнению с белым чугуном. Цвет его после отделки от теплого темно-серого до черного с коричневатым оттенком одинаково красив и на матовой, и на гладкой блестящей поверхности. Плотность серого чугуна находится в пределах 7—7,5; температура плавления 1200—1300 °С. Чугун обладает лучшими антикоррозионными свойствами по сравнению со сталью и является более долговечным материалом.

Особенностью антикоррозионных свойств чугуна является их способность возрастать во времени. Например, в первый год после отливки изделия скорость коррозии выражается в 160—180 г на 1 м2 поверхности в год, а по прошествии 6 лет — всего 2—3 г на 1 м2 в год. Наиболее прочно литье из серого чугуна работает на сжатие, примерно в два раза слабее на изгиб и в три-четыре раза хужена растяжение. Эти свойства литого чугуна необходимо учитывать при проектировании различных художественных изделий, предназначенных под отливку.

Рис. 1. Чугунная литая деталь павильона на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. г. Каст

Серый чугун как материал для изделий прикладного искусства применяется чрезвычайно широко. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости литейный чугун является одним из основных материалов для производства различных изделий экстерьерного характера: ваз и скульптур, парковых декоративных фигур и фонтанов, садовых оград, ворот, надгробных плит и решеток. Высокая прочность на истирание и долговечность определяют применение чугуна для изготовления плит для полов, ступеней и ограждений лестниц и др.

Наконец, исключительно высокие литейные свойства позволяют отливать тончайшие ажурные предметы с красивым черно-коричневым цветом. Чугун является прекрасным материалом для производства всевозможных мелких бытовых предметов: настольных фигур, ларцов, шкатулок, пепельниц, дверных ручек, туалетных принадлежностей и даже цепочек для часов, которые с исключительной виртуозностью отливались еще на знаменитых уральских Каслинском и Кусинском заводах. Там же был отлит по частям ажурный павильон для Всемирной выставки в Париже в 1900 г. На рис. 4 показан фрагмент ажурной вставки этого павильона.

Чугун на Руси начали отливать в XVI в. Наиболее древними образцами художественного литья из чугуна, относящегося к XVI и XVII вв., являются орнаментальные плиты полов в древних соборах, Двери и надгробные плиты.

При Петре I чугунолитейное дело развивается довольно быстро. Появляются чугунолитейные заводы на Урале. В 1774 г. в Петербурге был построен Александровский завод, который после оборудования его новыми доменными и пламенными печами начал выпускать са-Mbie разнообразные художественные изделия: вазы, статуи, колонны, решетки и т. п. Например, на этом заводе были отлиты чугунные ворота дома Демидова в Москве, решетки для Ассигнационного Банка в Петербурге и др.

В дальнейшем в XIX в. чугун как материал для художественного литья использовался очень широко. Крупнейшие русские архитекторы и скульпторы применяли чугунное литье для воплощения своих художественных замыслов. Исключительной по своей композиции и красоте является чугунная решетка у Казанского собора, отлитая по проекту архитектора А. Н. Воронихина, а также другие замечательные орнаментальные чугунные ограды нынешнего Ленинграда. Великолепными образцами чугунного статуарного и барельефного литья являются фигуры воинов и «Славы» скульптора И. П. Витали, а также гербы и фризы, украшавшие Триумфальную арку, построенную в Москве в 1829—1834 гг. (в 1930 г. при реконструкции улицы Горького арка была снесена и теперь восстановлена на Кутузовском проспекте).

Из современного художественного чугунного литья можно отметить отлитую на Мытищинском заводе художественного литья фигуру рабочего, выполненную по модели скульптора А. Е. Зеленского и поставленную около наружного вестибюля станции московского метро «Краснопресненская», решетки Страстного бульвара и другие работы.

Кроме литейного, или серого, чугуна существуют передельный, или белый, чугун и специальный чугун. Однако оба эти вида чугуна в художественной промышленности не применяются. Передельный чугун идет на дальнейшую переработку в сталь, что подтверждает его название; специальные чугуны применяются также в сталеплавильном производстве в качестве добавок.

Разновидностью белого чугуна является ковкий чугун. Он получается при отливке изделий из белого чугуна с последующей термической обработкой в течение нескольких часов при температуре 950—1000 °С. По своим механическим свойствам ковкий чугун занимает среднее место между чугуном и сталью. Он более вязкий, подвергается правке и чеканке, но не куется. В зависимости от того, как производится отжиг изделий, можно получить два варианта ковкого чугуна: черносердечный и белосердечный.

Если отливку из белого чугуна нагреть до высокой температуры, предварительно поместив ее в железный ящик, и засыпать со всех сторон ржавой железной стружкой или окалиной, то часть углерода выгорит и получится белосердечный чугун. Если при нагревании отливки вместо железной стружки насыпать песок или шлак, то углерод сохранится в сплаве, но только выделится в виде круглых гнездообразных включений графита — такой чугун называется черносердечным. Белосердечный и черносердечный чугуны легко отличаются друг от друга по виду и цвету свежего излома.

Черносердечный чугун иногда применяется при отливке мелких художественных изделий сложной формы, требующих тщательной отделки, которая осуществляется чеканкой.

Легированный чугун представляет собой разновидность обыкновенного серого чугуна и отличается от него содержанием специальных примесей других металлов, например никеля, хрома, меди, воль-лоама и т. п. Эти примеси повышают стойкость против коррозии, а также механические свойства чугуна.

Зеркальный чугун — это один из сортов специального чугуна; из-пом его белый, лучистый, он содержит углерода 4—5% и марганца 10-22%.


Реклама:

Читать далее:
Сталь

Статьи по теме:

Люк т/т ГТС (Высокопрочный Чугун) ПАО МГТС ( 110301-01796 )

Предназначен для установки на горловины канализационных колодцев инженерных сетей Городских Телефонных Сетей (ГТС), расположенных в зонах тротуаров и дорог с интенсивным движением. Обеспечивает доступ в колодцы для проведения монтажных, инспекционных и ремонтных работ.

На нерифлёной части наружной стороны верхней крышки люка отлиты буквы «ПАО МГТС», телефонный номер «+7 (495) 403-71-01» и адрес электронной почты «[email protected]».

Люк изготавливается в соответствии с ГОСТ 3634 «ЛЮКИ СМОТРОВЫХ КОЛОДЦЕВ И ДОЖДЕПРИЕМНИКИ ЛИВНЕСТОЧНЫХ КОЛОДЦЕВ» по нормативным нагрузкам и конструктиву, также соответствует ГОСТ 8591-76 «ЛЮКИ ДЛЯ КАБЕЛЬНЫХ КОЛОДЦЕВ ТЕЛЕФОННОЙ КАНАЛИЗАЦИИ» по требованию возможности установки нижней (второй) крышки и наличиЮ газоанализаторного отверстия не менее 20 мм.

Люк в своей конструкции имеет опорную зону на которую возможно смонтировать нижнюю стальную крышку, либо антивандальное запорное устройство типа «УЗНК», «УАЗ» производства «СВЯЗЬСТРОЙДЕТАЛЬ».

Люк круглый тяжелого типа из высокопрочного чугуна с шаровидным видом графита «ВЧШГ» состоит из корпуса и крышки с шарнирным механизмом. Крышка люка без ушек соединена с корпусом с помощью шарнирного механизма. Угол открытия крышки 112°. Крышка оснащена запорным механизмом для защиты от краж и постороннего проникновения в колодец. Запорный механизм приводится в движение с помощью торцевого ключа с накидной головкой размером 17 мм (в комплекте поставки не входит). Корпус люка оснащен Т-образной вибрационной прокладкой для более плотного прилегания крышки. Крышка имеет вентиляционное отверстие диаметром не менее 20 мм.

Особенности люков из «ВЧШГ»:

Сравнительная таблица материалов из которых изготавливаются люки.
Показатели Высокопрочный чугун (ВЧ-50) Серый чугун (СЧ-20)
Сопротивление растяжению 500 Мпа (50кгс/мм²) 200 МПа (20кгс/мм²)
Предел текучести 320 Мпа (32кгс/мм²) Не регламентируется
Относительное удлинение Не менее 7% Менее 0,5%


Плюсы люков из «ВЧШГ»:
• Не выделяются на фоне дорожного покрытия;
• Меньший вес и большая прочность в сравнении с аналогами, выполненными из серого чугуна;
• Возможность манипуляций одному человеку;
• Отсутствие вибрирования крышки при наезде автотранспорта;
• Битумное покрытие поверхности люка защищает конструкцию от коррозии;
• Низкая стоимость метала ВЧШГ в пунктах приема металла;
• Устойчивость к различным температурным режимам;
• Современный дизайн;
• Возможность нанесения логотипа на крышку люка.

Ключевое преимущество люков изготавливаемых из высокопрочного чугуна состоит в том, что данный материал имеет повышенные прочностные характеристики при этом обладает меньшей массой по сравнению с серым чугуном, также данный материал «тянется» в отличии люков изготовленных из серого чугуна. Серый чугун при получении повышенной критической нагрузки трескается, скалывается таким образом дальнейшее использование данного люка не возможно и требуется срочная замена данного люка. При получении критической нагрузки люки изготовленные из высокопрочного чугуна продолжают функционировать с потерей технических характеристик.

Производитель оставляет за собой право на внесение изменений в конструкцию, технические характеристики, внешний вид и комплектацию изделий, не ухудшающие их функциональных и потребительских качеств, без предварительного уведомления потребителя.

Люки отливаются из чугуна марки «ВЧ-50» согласно EN — GJS-500-7 и изготавливаются согласно ГОСТ 3634-2019 — «Люки смотровых колодцев и дождеприемники ливнесточных колодцев (европейский стандарт EN 124-1994)», а также по таким показателям, как нагрузка, маркировка и область применения соответствуют ГОСТ 8591-76 — «Люки для кабельных колодцев телефонной канализации». Дополнительная информация о люках и их маркировке приведена в описании группы.

Перейти к сопутствующим товарам

Производство чугуна и стали (Реферат)

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Машиностроительный факультет

Кафедра «Резание, станки и инструмент»

РЕФЕРАТ

«Технология производства чугуна и стали»

Студент: Сергеев Андрей

Группа: М – 104

Преподаватель: Малышев В.И.

Тольятти — 1999 г.

1.Производство чугуна и стали.

Железо имело промышленное применение уже до нашей эры. В древние времена его получали в пластичном состоянии в горнах. Шлак отделяли, выдавливая его из губчатого железа, ударами молота.

По мере развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс.

Металл и шлак стали плавиться; стало возможным разделять их гораздо полнее. Но одновременно в металле повышалось содержание углерода и других примесей, — металл становился хрупким и нековким. Так появился чугун.

Позднее научились перерабатывать чугун; зародился двухступенчатый способ производства железа из руды. В принципе он сохраняется до настоящего времени: современная схема получения стали состоит из доменного процесса, в ходе которого из руды получается чугун, и сталеплавильного передела, приводящего к уменьшению в металле количества углерода и других примесей.

Современный высокий уровень металлургического производства основан на теоретических исследованиях и открытиях, сделанных в различных странах, и на богатом практическом опыте. Немалая доля в этом процессе принадлежит русским ученым. Например, российские ученые первыми широко применили природный газ для доменной плавки.

2. Производство чугуна.

2. 1. Исходные материалы.

Железные руды. Главный исходный материал для производства чугуна в доменных печах – железные руды. К ним относят горные породы, содержащие железо в таком количестве, при котором выплавка становится экономически выгодной.

Железная руда состоит из рудного вещества и пустой породы. Рудным веществом чаще всего являются окислы, силикаты и карбонаты железа. А пустая порода обычно состоит из кварцита или песчаника с примесью глинистых веществ и реже – из доломита или известняка.

В зависимости от рудного вещества железные руды бывают богатыми, которых используют непосредственно, и бедными, которых подвергают обогащению.

В доменном производстве применяют разные железные руды.

Красный железняк (гематит) содержит железо в виде безводной окиси железа. Она имеет разную окраску( от темно-красной до темно-серой). Руда содержит много железа(45-65 %) и мало вредных примесей. Восстановим ость железа из руды хорошая.

Бурый железняк содержит железо в виде водных окислов. В нем содержится 25- 50% железа. Окраска меняется от желтой до буро-желтой. Пустая порода железняка глинистая иногда кремнисто-глиноземистая.

Магнитный железняк содержит 40-70% железа в виде закиси-окиси железа.

руда обладает хорошо выраженными магнитными свойствами, имеет темно-серый или черный с различными оттенками цвет. Пустая порода руды кремнеземистая с примесями других окислов. Железо из магнитного железняка восстанавливается труднее, чем из других руд.

Шпатовый железняк (сидерит) содержит железо в виде углекислой соли. В этом железняке содержится 30-37 % железа. Сидерит имеет желтовато-белый и грязно-серый цвет. Он легко окисляется и переходит в бурый железняк. Из всех железных руд он обладает наиболее высокой восстановимостью.

Марганцевые руды содержат 25-45% марганца в виде различных окислов марганца. Их добавляют в шихту для повышения в чугуне количества марганца.

2.2. Производство чугуна в доменной печи.

Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м.

Разрез доменной печи схематически изображен на рисунке.

Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается наверху отверстием – калашником, которая закрывается подвижной колонкой – кколашниковым затвором. Самая широкая часть печи называется распаром, а нижняя часть – горном. Через специальные отверстия в горне(фурмы) в печать вдувается горячий воздух или кислород.

Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по изогнутым трубкам через фурмы в горн. В горне кокс сгорает, образуя СО2, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстонавливает большую часть руды, переходя снова в СО2.

Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней части шахты. Его можно выразить суммарным уравнением:

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2

Пустую породу в руде образуют, главным образом диоксид кремния SiO2.

Это – тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в более легкоплавкие соединения к руде добавляются флюс . Обычно в качестве флюса используют CaCo3. При взаимодействии его с SiO2 образуется CaSiO2, легко отделяющийся в виде шлака.

При восстановлении руды железо получается в твердом состоянии. Постепенно оно опускается в более горячую часть печи – распар — и растворяет в себе углерод; образуется чугун. Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по мере накопления через особые отверстия, забитые в остальное время глиной.

Выходящие из отверстия печи газы содержат до 25% СО. Их сжигают в особых аппаратах-кауперах, предназначенных для предварительного нагревания вдуваемого в печь воздуха. Доменная печь работает непрерывно. По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые их порции. Смесь руды и кокса доставляется подъемниками на верхнюю площадку печи и загружается в чугунную воронку, закрытую снизу колошниковым затвором. При опускании затвора смесь попадает в печь. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, пока печь не потребует капитального ремонта.

Процесс выплавки может быть ускорен путем применения в доменных печах кислорода. При вдувании в доменную печь обогащенного кислородом воздуха предварительный подогрев его становится излишним, а значит, отпадает необходимость в громоздких и сложных кауперах и весь процесс упрощается. Вместе с тем производительность печи повышается и уменьшается расход топлива. Такая доменная печь дает в 1,5 раза больше железа и требует кокса на ¼ меньше чем обычная.

3 Производство стали.

В стали по сравнению с чугуном содержится меньше углерода, кремния, серы и фосфора. Для получения стали из чугуна необходимо снизить концентрацию веществ путем окислительной плавки.

В современной металлургической промышленности сталь выплавляют в основном в трех агрегатах: конвекторах, мартеновских и электрических печах.

3.1. Производство стали в конверторах.

Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы. Верхнюю часть называют козырьком или шлемом. Она имеет горловину, через которую жидкий чугун и сливают сталь и шлак. Средняя часть имеет цилиндрическую форму. В нижней части есть приставное днище, которое по мере износа заменяют новым. К днищу присоединена воздушная коробка, в которую поступает сжатый воздух.

Емкость современных конвекторов равна 60 – 100 т. и более, а давление воздушного дутья 0,3-1,35 Мн/м. Количество воздуха необходимого для переработки 1 т чугуна, составляет 350 кубометров.

Перед заливкой чугуна конвектор поворачивают до горизонтального положения, при котором отверстия фурм оказываются выше уровня залитого чугуна. Затем его медленно возвращают в вертикальное положение и одновременно подают дутье, не позволяющее металлу проникать через отверстия фурм в воздушную коробку. В процессе продувки воздухом жидкого чугуна выгорают кремний, марганец, углерод и частично железо.

При достижении необходимой концентрации углерода конвектор возвращают в горизонтальное положение и прекращают подачу воздуха. Готовый металл раскисляют и выливают в ковш.

Бессемеровский процесс. В конвертор заливают жидкий чугун с достаточно высоким содержанием кремния (до 2,25% и выше), марганца (0,6-0,9%), и минимальным количеством серы и фосфора.

По характеру происходящей реакции бессемеровский процесс можно разбить на три периода. Первый период начинается после пуска дутья в конвертор и продолжается 3-6 мин. Из горловины конвертора вместе с газами вылетают мелкие капли жидкого чугуна с образованием искр. В этот период окисляются кремний, марганец и частично железа по реакциям:

Si + O2 = SiO2,

2Mn + O2 = 2MnO,

2Fe + O2 = 2FeO.

Образующаяся закись железа частично растворяется в жидком металле, способствуя дальнейшему окислению кремния и марганца. Эти реакции протекают с выделением большого количества тепла, что вызывает разогрев металла. Шлак получается кислым (40-50% SiO2).

Второй период начинается после почти полного выгорания кремния и марганца. Жидкий металл достаточно хорошо разогрет, что создаются благоприятные условия для окисления углерода по реакции C + FeO = Fe + CO, которая протекает с поглощением тепла. Горение углерода продолжается 8-10 мин и сопровождается некоторым понижением температуры жидкого металла. Образующаяся окись углерода сгорает на воздухе. Над горловиной конвектора появляется яркое пламя.

По мере снижения содержания углерода в металле пламя над горловиной уменьшается и начинается третий период. Он отличается от предыдущих периодов появлением над горловиной конвертора бурого дыма. Это показывает, что из чугуна почти полностью выгорели кремний, марганец и углерод и началось очень сильное окисление железа. Третий период продолжается не более 2 – 3 мин, после чего конвектор переворачивают в горизонтальное положение и в ванну вводят раскислители (ферромарганец, ферросилиций или алюминий) для понижения содержания кислорода в металле. В металле происходят реакции

FeO + Mn = MnO + Fe,

2FeO + Si = SiO2 + Fe,

3FeO + 2Al = Al2O3 + 3Fe.

Готовую сталь выливают из конвектора в ковш, а затем направляют на разливку.

Чтобы получить сталь с заранее заданным количеством углерода (например, 0,4 – 0,7% С), продувку металла прекращают в тот момент, когда из него углерод еще не выгорел, или можно допустить полное выгорание углерода, а затем добавить определенное количество чугуна или содержащих углерод определенное количество ферросплавов.

Томасовский процесс. В конвертор с основной футеровкой сначала загружают свежеобожженную известь, а затем заливают чугун, содержащий 1,6-2,0% Р, до 0,6%Si и до 0,8% S. В томасовском конвекторе образуется известковый шлак, необходимый для извлечения и связывания фосфора. Заполнение конвектора жидким чугуном, подъем конвертора, и пуск дутья происходят также как и в бессемеровском процессе.

В первый период продувки в конвекторе окисляется железо, кремний, марганец и формируется известковый шлак. В этот период температура металла несколько повышается.

Во второй период продувки выгорает углерод, что сопровождается некоторым понижением температуры металла. Когда содержание углерода в металле достигнет менее 0,1%, пламя уменьшится и исчезнет. Наступает третий период, вовремя которого интенсивно окисляется фосфор

2P + 5FeO + 4CaO = (CaO)4*P2O5 + 5Fe.

В результате окисления фосфор переходит из металла в шлак, поскольку тетрафосфат кальция может раствориться только в нем.

Томасовские шлаки содержат 16 – 24% Р2О5.

Чугунные лестничные стойки | Стальные лестничные стойки

Custom Ornamental Iron Works предлагает универсальную линейку чугунных и стальных лестничных стоек. Столбы обычно устанавливаются на концах ворот или перил. Мы предлагаем широкий ассортимент стоек, похожих на наши существующие балясины, в основном из однодюймового круглого или квадратного (гладкого, чеканного края или кованого) материала. Стойка служит декоративной опорой и должна сочетаться с соответствующими балясинами перил.

подробнее….

Модели, размеры и материалы
Все наши лестничные стойки доступны в следующих стилях:

  • Круглый гладкий материал
  • Кованый круглый материал
  • Квадратный гладкий материал
  • Квадратный кованый материал
  • Квадратная изогнутая стойка
  • Квадратные кованые и конические балясины
  • Конструкция с одним поворотным кулаком (корзина, штампованная, витая)
  • Все стойки 1 дюйм в ширину и 47 ¼ дюймов в длину
  • Стойка нового типа с чугунным центром — 1 3/16 дюйма, круглая, высота 47 ¼ дюйма

Как и наши балясины, наши стойки изготавливаются как из круглого, так и из квадратного материала. Хотя у нас есть стандартные размеры и популярные стили, столбы могут быть изготовлены на заказ в соответствии с вашими требованиями. Если однодюймовая стойка слишком толстая или громоздкая для ваших требований, мы можем предоставить вам материал шириной три четверти дюйма.

Краски для порошкового покрытия
Все лестничные стойки доступны с порошковым покрытием следующих цветов:

  • Flat Black (черный матовый)
  • Wrinkle Black (текстурированный черный, с легким блеском)
  • Oil Rub Bronze (ощущение зернистости, темный цвет)
  • Оловянная жила (светло-тускло-серый, изрытый как планета Марс)
  • Gold Vein (золотой цвет с черными крапинками, выглядит и ощущается более блестящим)
  • Бронзовый металл (темно-серый, гладкий)
  • Прозрачный слой (просто прозрачный слой, под которым шпиндели выглядят простовато. Показывает дефекты металла)
  • Semi Gloss Black (глянцевый гладкий черный)
  • Silver Vein (серебристый, гладкий блестящий с черными крапинками
  • Stat Bronze (темно-коричневый цвет, гладкая, блестящая на ощупь)

Дополнительная стоимость порошковой окраски зависит от толщины полосы и выбора цвета. Добавьте характер своему дому и выберите свой собственный цвет, чтобы дополнить внутреннюю отделку уже сегодня!

Доступны образцы образцов

.

Руководство по стилю
Нужна помощь в выборе постов? Тогда взгляните на нашу галерею проектов, которая предлагает множество вдохновляющих идей для реализованных проектов.

Есть вопросы? Позвоните нам! Обладая более чем 40-летним опытом, мы гарантируем, что вы найдете лучшие варианты для вашего проекта.

Металлические столбы из кованого железа – ограждение проезда и въездные ворота

7 $ 189.95

$

50,00 долл. США, 5/240,00 долл. США, 10/475,00 долл. США, 15/697 долл. США.50, 20 / $ 920.00, 25 / $ 1 125.00, 30 / $ 1,320,00

$ 60.00, 5 / $ 290,00, 10 / $ 575,00, 15 / $ 847.50, 20 / $ 1,120,00, 25 / $ 1,387.50, 30 / $ 1 650.00

$ 80.00, 5 / $ $ 390,00, 10 / $ 750,00, 15 / $ 1,100,00, 20 / $ 1 425,00, 25 / $ 1,750,00, 30 / $ 2 075,00

$ 85.00, 5 / $ 415.00, 10 / $ 825,00, 15 / $ 1,225,00, $ 1 625,00, 25 / $ 2 025,00, 30 $ /$2,400.00

$90,00, 5/415,00$, 10/800,00$, 15/1,175,00$, 20/1,525,00$, 25/1,875,00$, 30/2,225$.00

$ 95.00, 5 / $ 465.00, 10 / $ 925,00, 15 / $ 1,375,00, 20 / $ 1,825,00, 25 / $ 2275,00, 30 / $ 2700,00,

$ 80.00, 5 / $ 390.00, 10 / $ 750.00, 15 / $ 1 100.00 20 / $ 1,425.00, 25 / $ 1,750,00, 30 / $ 2 075,00

$ 85.00, 5 / $ 415.00, 10 / $ 825.00, 15 / $ 1,225,00, 20 / $ 1 625,00, 25 / $ 2 025,00, 30 / $ 2 400,002 $

$ 90,00, 5 / $ 415. 00, 10/800,00 долларов США, 15/1175,00 долларов США, 20/1525,00 долларов США, 25/1875,00 долларов США, 30/2225,00 долларов США

80 долларов США.00, 5 / $ 390.00, 10 / $ 750.00, 15 / $ 1 10000,20 / $ 1 425,00, 25 руб., $ 1 750,00, 30 / $ 2 075,00

$ 9009, 5 / $ 415.00, 10 / $ 800.00, 15 / $ 1 175,00, 20 / $ 1 522,00, 25 / $ 1 875,00 , 30 / $ 2225.00

$ 85.00, 5 / $ 415,00, 10 / $ 825.00, 15 / $ 1,225,00, 20 / $ 1,625,00, 25 / $ 2 025,00, 30 / $ 2 400.00

$ 95.00, 5 / $ 465.00, 10 / $ 925.00, 15 $ /1 375,00 долл. США, 20/1 825,00 долл. США, 25/2 275,00 долл. США, 30/2 700,00 долл. США

60,00 долл. США, 5/290,00 долл. США, 10/575,00 долл. США, 15/847 долл. США.50, 20 / $ 1,120,00, 25 / $ 1,387.50, 30 / $ 1 650.00

$ 65.00, 5 / $ 315.00, 10 / $ 625.00, 15 / $ 925,00, $ 2225.00, 25 / $ 1 525,00, 30 / $ 1 800.00

$ 70.00 5 / $ 340. 00, 10 / $ 675,00, 15 / $ 1000,00, 20 / $ 1,325,00, 25 / $ 1,650,00, 30 / $ 1 950,00,

$

$ 85.00, 5 / $ 415.00, 10 / $ 825.00, 15 / $ 1,225,00, 20 $ / $ 1 625,00, 25 / $ 2 025,00, 30 /2400,00$

14,95$

8,00$, 11/83,00$, 20/145,00$, 30/210$.00, 40 / $ 270.00, 50 / $ 325.00, 60 / $ 380,00, 70 / $ 435,00

$ 8.00, 11 / $ 83.00, 20 / $ 145.00, 30 / $ 210.00, 40 $ 270.00, 50 / $ 325.00, 60 / $ 380.00, 70 / $ 435,00

$ 8.00, 11 / $ 83.00, 20 / $ 145.00, 30 / $ 210.00, 40 / $ 270,00, 50 / $ 325.00, 60 / $ 380,00, 70 / $ 435,00

$

$ 800, 11 / $ 83.00, 20 / $ 145.00, 30 /$210.00, 40/$270.00, 50/$325.00, 60/$380.00, 70/$435.00

$14.00, 11/$148.50, 20/$265.00, 3000, 50 / $ 600.00

900 / $ 600.00

$ 189.95

$ 9.95

$ 9.95

Каждый чугунный кастрюлька рассказывает историю

для скромного предмета, чугунная кастрюля занимает возвышенное место во многих американские дома.

Глянцево-черные сковороды легко найти, они относительно недорогие и универсальные инструменты на наших кухнях, но они больше, чем просто рабочие лошадки.

Их вес зависит от металла, из которого они отлиты, а также от груза воспоминаний: о людях, от которых мы их унаследовали, о еде, которую мы готовили в них, и об уроках, которые мы извлекли из них.

Как и мы, чугунные сковороды могут быть устойчивыми, но они процветают с осторожностью. Они становятся лучше со временем и приправой. И в них не только наша любимая еда: жареный цыпленок на пикник, блины на ленивые выходные, тушеное мясо в холодные дни. Они хранят нашу историю.

У каждой сковороды есть история, и мы попросили читателей поделиться своей. Вот что они нам рассказали.

Connection

Чугун связывает поколения, и когда мы используем эти сковороды, мы часто готовим вместе с нашими близкими, далеко или давно уехавшими.

Дженель Келлам, 38 лет, Шарлотта
(Фотографии Диллона Дитона для The Washington Post)

Когда Дженель Келлам росла в юго-западной Вирджинии, ее мать выгоняла ее и ее братьев и сестер из кухни, когда она готовила большие блюда, такие как ежегодные обеды в честь Дня Благодарения для большой семьи, на подготовку которых уходили дни.

Тем не менее, даже не осознавая этого и без формальных уроков, Келлам усвоила уроки из того, как ее мама готовила, добавляя немного того и немного другого, никогда не нуждаясь в рецепте.Она вспоминает, как однажды попросила у матери рецепт, и она получила именно тот ответ, которого ожидала: «Она просто сказала: «Просто делай это, пока не получится правильно», — говорит Келлам. Спустя десятилетия в собственном доме она нашла тот же ритм. «Теперь я тоже такой, когда готовлю».

Pommes Anna от Jenelle Kellam, приготовленные в одной из чугунных сковородок, которые она получила от своей матери. На семейной фотографии Дженель Келлам (справа) со своей матерью Джуди Келлам (на переднем плане).

СЛЕВА: Pommes Anna от Jenelle Kellam, приготовленные в одной из чугунных сковородок, которые она получила от своей матери.СПРАВА: На семейной фотографии Дженель Келлам (справа) со своей матерью Джуди Келлам (на переднем плане).

Итак, после того, как мать подарила ей пару бывших в употреблении чугунных сковородок для собственной кухни, Келлам, логопед, почувствовала присутствие матери — тренировала ее или просто была с ней. Она помнит кукурузный хлеб, который ее мать пекла на своей чугунной сковороде, подаваемый с тем, что они называли «жареной кукурузой». «По сути, это кукуруза со сливками, — объясняет Келлам.

Больше всего каждый раз, когда она готовит , она думает о своей матери, которая любит наряжаться в церковь по воскресеньям и решает головоломки, чтобы оставаться в форме в свои 76 лет.«Для меня еда — это связи, это семья», — говорит она. «Это комфорт».

Энн Маклафлин-Беррес, 54 года, Арена, Висконсин

«Во время готовки дедушка наполнял нас историями, знаниями, стихами и песнями. Он любил учить и дразнить и готовил лучше, чем бабушка. Когда я использую его чугунную сковороду, я думаю о нем и чувствую связь с ним».

Том Смедли, 55 лет, Пальмира, Вирджиния

«Это глубокая сковорода от мамы моей мамы. Я изучил его, и он датируется примерно 1935-1959 годами.Когда бабушка умерла, мы с женой приобрели несколько сковородок. Когда мы стали старше, мы купили собственную посуду и отказались от менее качественных сковородок. Эта сковорода Вагнера такая тяжелая и гладкая. Он очень хорошо выдерживает слабый, медленный огонь, так что это моя любимая сковорода для тушеных устриц, где вы действительно хотите контролировать температуру сгущенного молока. Но я также использую его для нагрева масла для жареных устриц: много места, чтобы положить 10 штук за раз. Когда я держу его, я думаю о бабушке, ее доме и ферме. Она была отличным поваром и матриархом большой семьи.

Энн Миддлтон, 28 лет, Сан-Диего, Калифорния

«Мой чугун принадлежал моему покойному деду Паппи. Его всегда можно было увидеть готовящим бекон в нижнем белье с сигаретой, свисавшей изо рта. Когда его не использовали для приготовления пищи, он (с любовью) угрожал избить им любого, кто войдет на его кухню. Он готовил все в этой сковороде. Это были трудные времена, в том числе семь соседей по комнате сразу в Колумбия-Хайтс [округ Колумбия]. Я бы умер , если бы кто-то оставил его мокрым в раковине.Но это случилось. А поскольку чугун прекрасен, мне много раз удавалось вернуть его к жизни. Паппи живет в молекулах жира от бекона, которые теперь придают вкус моей корочке для пиццы».

Том Маркс, 60 лет, Принстон, Нью-Джерси

«Это был надежный чугун, который повар моего дедушки использовал для приготовления лучшей жареной курицы в мире. (Теперь я веган.) Я не знаю, как долго он в семье — он взбит снизу, но все еще творит чудеса».

Роллы, приготовленные на сковороде Tom Marx’s Griswold, которая немного побита, но все еще отлично работает.Жаровня Тома Маркса Griswold. (Фото Тома Маркса)

СЛЕВА: Роллы, приготовленные на сковороде Tom Marx’s Griswold, которая немного побита, но все еще отлично работает. СПРАВА: жаровня Тома Маркса «Грисволд». (Фото Тома Маркса)

Кристина Берч, 62 года, Гудлетсвилль, Теннеси.

«В 1922 году мой дедушка отправился в Италию, чтобы привезти домой невесту, которую ему устроил отец. Она получила свою первую сковороду (сковородки?) тогда, но я не знаю, купила ли она их или получила от своих невесток. Их шесть разных размеров, и с тех пор они стали частью нашей семьи. После бабушки ими пользовалась мама, а теперь они мои. Они настолько хорошо приправлены, что к ним очень мало прилипает. Я использую их практически для всего, что абсолютно не требует антипригарной поверхности. И каждый раз улыбаюсь своей Нонне и маме».

Эмили Майерс, 28 лет, Вашингтон, округ Колумбия

«Чугун достался мне от моей покойной бабушки по отцовской линии. Она умерла, когда мне было 13 лет, и мои родители держались за меня за поношенный чугун. На рукоятке нет никакой маркировки, кроме маленькой «8», выгравированной на ручке.Я не могу сказать, сколько ему лет, и мои родители не знают. Мне нравится думать, что это сковорода времен Великой депрессии, и она помогла моей семье пережить трудные времена — точно так же, как кесадильи, которые я делаю на ней сейчас, помогают мне».

Ян О’Брайен, 74 года, Риверсайд, Калифорния

«Эта сковорода всегда стояла на плите, когда я рос. В ней все варилось. Может быть, моя мать получила его от своей матери. Он был очень черный и тяжелый. Когда моей маме было за 80 и она была очень слаба, я заметила, что у нее на руках следы ожогов и что она хромает, и я поняла: это была кастрюля.И я выбросил его. Я сделал. Он упал в мусоропровод в многоквартирном доме. Воспоминания о спагетти, беконе, яйцах, картошке — все выброшено. Мать пережила свою кастрюлю. Я был слишком опрометчив. Я должен был унести кастрюлю. Сейчас мне за 70, жду вторую прививку, вспоминаю ту кастрюлю, вспоминаю маму».

Маргарет Грундштейн, 77 лет, Лос-Анджелес

(Стихотворение)

1945. Пламя лижет мой покрытый коркой зад. Кусочки кукурузной каши потрескивают на моей плоской черной поверхности.— Они закончили, мама? — спросите четверых возбужденных детей за кухонным столом. Я пригибаюсь. Вторая сторона румянится. Лопатка высоко поднимает мою работу. «Еще, мама! Более!» они плачут.

Я готов к этой работе — и к пасхальным грудинкам, воскресным коблерам и ребрышкам на день рождения, которые превращаются в моем железном животе.

1985. «Еще, мамочка, еще!» дети за столом плачут. Я живу в доме дочери. Снова и снова огонь проходит сквозь меня. Я сильный.

2020. В комнате тихо.Дети ушли. Дочь готовит сама. Она переворачивает хрустящую поленту пестрыми руками. Воспоминания поднимаются; ее мать у плиты, ее дети за столом.

Нам обоим интересно, что нас ждет впереди.

Фотографии матери Маргарет Грундштейн (слева) и двух ее дочерей у чугунной сковороды. (Маргарет Грундштейн)

Discovery

Многие сковороды являются семейными реликвиями, но другие приходят в нашу жизнь так же, как и люди: мы находим их в неожиданных или скромных местах.

Боб Мэйс, 68 лет, Уилтон-Мэнорс, Флорида.
Боб Мэйс наслаждается кукурузным хлебом, который он испек на одной из своих чугунных сковородок. (Эндрю Иннерарити для The Washington Post)

Боб Мэйс до сих пор чувствует укол вины, когда тянется к сковороде, которой он пользуется уже более трех десятилетий и которая каждый раз идеально печет кукурузный хлеб. Он знает, что этой кастрюли не должно быть его, и не было бы, если бы не роковая сделка одним летом в середине 1970-х.

Будучи студентом колледжа в Элкинсе, Западная Вирджиния., он проводил школьные каникулы в Кассе, старом лесозаготовительном городке неподалеку, где у его друга был магазин товаров для рукоделия. Там он развлекал туристов, бросая глиняную посуду на олдскульное колесо. Его приятель упомянул, что один из местных мужчин может найти предметы коллекционирования за небольшие деньги.

Итак, Мэйс попросила у парня чугунную сковороду и вскоре была вознаграждена прекрасным образцом — жаровней для кур с глубокими стенками за 5 долларов. Только позже он понял, что находчивый торговец был известен как городской пьяница, который воровал вещи у семьи, друзей и соседей, чтобы собрать деньги для своей следующей выпивки.

«Иногда я задаюсь вопросом о том, что бедная женщина — и я предполагаю, что он украл это у женщины — что она делала без этого», — говорит Мейс, который в конце концов отказался от гончарных изделий для бухгалтерии. — Может быть, есть еще один? Подарки сковороды, в том числе кукурузный хлеб, успокаивают его дискомфорт. «Вы кладете пару столовых ложек сливочного масла, и получается хрустящая корочка», — говорит он. «Это замечательно.»

Лиза Сигл, 57 лет, Спрингфилд, штат Орегон.

«Я нашла эту кастрюлю наполовину закопанной под сараем в западном Орегоне, когда искала пропавшую беременную кошку.Сковорода сильно запеклась пылью и грязью, но была сухая, так что ржавчины не было. Отскреб металлической щеткой, помыл мыльным раствором, высушил на плите, натер маслом и с тех пор пользуюсь».

Джулия Крукстон, 65 лет, Бьюэллтон, Калифорния

После того, как кулинарная школа, где она преподавала, была продана: «Однажды все наши грили и сковородки исчезли, как и моих сковородок! Qué Lástima! Позже в тот же день во время быстрой прогулки по кварталу был грузовик, полный наших сковородок и сковородок.Я посмотрел на кучу и увидел одну ручку, которую я узнал! Водитель сказал, что ее продали на металлолом, и если мне нужна кастрюля, я могу купить ее за 10 долларов. Он вошел, немного порылся и сказал: «Вот еще один, ты тоже хочешь?»

Дебора Димитрова, 68 лет, Торнхилл, Британская Колумбия.

«Я нашел свою чугунную сковороду в заброшенной охотничьей хижине в глуши на севере Британской Колумбии. Человек, которому принадлежала хижина, сказал мне взять ее. Сейчас я едва могу ее поднять, но на этой сковороде можно приготовить что угодно.Если бы я мог поблагодарить кого-то за это, я бы сделал это с благодарностью. Когда придет время повесить эту кастрюлю в последний раз, я передам ее кому-нибудь другому, кто оценит ее так же, как и я. Все это полезное, устойчивое, старое и хорошо сделанное предназначено для передачи другим и совместного использования. Никто никогда не должен быть единственным владельцем!»

Сэнди Бартлетт, 81 год, Риджвуд, Нью-Джерси

«Мы были на церковной распродаже в штате Мэн. Мы видели чугунную сковороду (двухконфорочного размера) под конфетами в продаже.Мы попросили купить сковороду. Ответ: «Эта старая вещь? Зачем тебе это?» Что ж, мы только что захотели. Она продала его нам за 5 долларов, и мы до сих пор им пользуемся — теперь он был передан нашему сыну в прошлом году, когда нам исполнился 81 год. лет назад в этот момент. Наш сын использует его для многих вещей, о которых мы никогда не думали».

Бекки Файковски, 74 года, Сан-Франциско

«Я нашла его под раковиной в этой действительно классной квартире на Сейдж-роуд в Хьюстоне.Девушку, которая съехала, назвали Вторник (или Среда) еще в начале 70-х. Все еще есть».

Путешествие

Многие кастрюли путешествовали дальше, чем их владельцы, пересекая моря и города. Они побывали в кемпингах, на ярмарках эпохи Возрождения, в новых квартирах — даже в стриптиз-клубе.

Кэтрин Бедард, 44 года, Вашингтон, округ Колумбия
(Фотографии Лауры Чейз де Форминьи для The Washington Post)

Самая любимая кастрюля на кухне Кэтрин Бедард, округ Колумбия, добиралась туда окольным путем.Сначала он принадлежал бабушке Бедард по материнской линии, которая покинула свой родной город Мобил, штат Алабама, чтобы служить медсестрой во время Второй мировой войны, работа, которая привела ее даже в Северную Африку. После войны она поселилась со своим новым мужем, уроженцем северной части штата Нью-Йорк, с которым познакомилась во время службы.

Бабушка и дедушка Кэтрин Бедард. Наверху она готовит джамбалайю в чугунной сковороде, принадлежавшей ее бабушке.

В послевоенном Мэлоуне, штат Нью-Йорк, бабушка Бедарда казалась экзотикой своим новым соседям с ее южным акцентом и незнакомыми блюдами, такими как гамбо с соусом, которые она готовила в своих чугунных сковородках.Бедард был в равной степени очарован кулинарией своей бабушки: в воспоминаниях о ее визитах к семье в Висконсин ее бабушка всегда была на кухне, а на плите стояла кастрюля с жареным цыпленком или гамбо.

Только два года назад отец Бедард вскользь упомянул чугунную сковороду, которую ее бабушка оставила, когда она умерла несколько десятилетий назад, один из немногих предметов, которые она завещала своей семье. «Моя бабушка не особо интересовалась имуществом, — вспоминает Бедард, — поэтому я понятия не имел, что оно существует. Что с этим стало, спросила она? Ее отец сообщил ей, что уже давно отдал кастрюлю своему приятелю, товарищу-реконструктору Гражданской войны, который был полковым поваром в 14-м добровольческом пехотном полку Коннектикута, для использования в боях.

Бедард настоял на том, чтобы он вернул ее, и теперь сковорода является ценной реликвией ее городской квартиры, ценимой еще больше, потому что она была почти потеряна. Она экспериментирует с южными блюдами, вроде тех, что готовила ее бабушка, хотя и признает, что ей еще не хватает той легкости, которая приходит со временем.«Мои яйца все еще прилипают», — говорит она. Повар и сковорода, «мы все еще узнаем друг друга».

Брайан Мента-Беннет, 72 года, Биль/Бьен, Швейцария

«Скорее всего, им пользовалась прабабушка на семейном ранчо Макинтайров в долине Биттеррут, штат Монтана. Я использовал его во время учебы в колледже в Бостоне и Сиэтле, затем привез с собой в Европу 43 года назад, где я готовил на нем на бунзеновской горелке в моей chambre de bonne в Париже, а затем 15 лет по Германии (Мюнхен, Бремен, Вурцбург, Мюнстер), 14 лет в Инсбруке, Вене и Граце, а теперь в Швейцарии (Цюрих и Биль).

Слева направо: мать Брайана Мента-Беннета; прадед Роско Макинтайр; двоюродный дедушка Росс; прабабушка Элизабет держит Брайана на руках; и бабушка Бесс Макинтайр Беннетт. (Семейное фото) 8-дюймовая чугунная сковорода Griswold Брайана Мента-Беннетта. (Брайан Мента-Беннет)

СЛЕВА: Мать Брайана Мента-Беннета (слева направо); прадед Роско Макинтайр; двоюродный дедушка Росс; прабабушка Элизабет держит Брайана на руках; и бабушка Бесс Макинтайр Беннетт. (Семейное фото) СПРАВА: 8-дюймовая чугунная сковорода Griswold Брайана Мента-Беннетта.(Брайан Мента-Беннетт)

Эллен Шук, 75 лет, Бирмингем, Алабама.

«Обе сковороды прибыли из «старой усадьбы Томпсонов» в очень сельской местности округа Уокер, штат Алабама. Семья моего отца заселила землю в 1792 году, которая была Грант от губернатора Южной Каролины. Сэмюэл и Джо Берри Томпсон прибыли первыми, заявили права на землю, построили хижину, а затем вернулись в Южную Каролину, чтобы забрать своих жен и детей. Все прибыли изначально из Англии, а затем в Алабаму в обозе со своими вещами. Я не знаю, откуда взялись эти две самые старые вещи, но мне всегда говорили, что все эти железные сковороды привезены с ними из Англии».

Дэниел Келли, 37 лет, Лондон

«Несколько лет назад я использовал чугун, чтобы сделать яблочный пирог для Дня благодарения. Когда я ушел с вечеринки с друзьями, я взял с собой кастрюлю, когда мы возвращались домой на общественном транспорте. По пути мы отвлеклись, и в конце концов я протащил 12-дюймовую сковороду в стриптиз-бар (точнее, в «Комнату клоунов Джамбо»).

Джулия Мартин, 55 лет, Тампа

«Эта сковорода принадлежит моей бабушке. Когда в 1986 году я переехал из родительского дома в свою первую квартиру, бабушка подарила мне эту маленькую сковородку. Я помню, как она жарила в ней яйца и ветчину за один раз. Мы с ней ездили на лошадях в поле и готовили еду на открытом огне, чтобы мой дедушка мог есть горячую пищу зимой, когда он занимался сельским хозяйством. После еды она относила его к ручью, обтирала песком и промывала, тщательно высушивая. Затем она клала его обратно в свою седельную сумку, и мы с ней уезжали домой. В то время я, вероятно, был в дошкольном или младшем школьном возрасте. Это драгоценная память о ней, как на берегу ручья, так и на кухне. В настоящее время у меня есть несколько чугунных сковородок Lodge, которыми я пользуюсь все время, и каждый раз думаю о ней».

Искупление

Чугунные истории часто рассказывают о выживании и выносливости, о поверхностях, которые испорчены или сломаны, а затем раскрыты и снова прекрасны.

Шом Мазумдер, 28 лет, Бруклин
(Фотографии Клэя Уильямса для The Washington Post)

Это не была любовь с первого взгляда для Шома Мазумдера и его чугунных сковородок. Их отношения начались неблагоприятно, когда он купил несколько в хозяйственном магазине, когда учился в аспирантуре. Низкая цена была их привлекательностью.

Ему потребовалось некоторое время, чтобы согреться до тяжелых черных сковородок. Сначала ему не нравились хлопоты по уходу за ними. Кулинария становилась его любимым увлечением, но мытье посуды было наименее любимой частью любой трапезы, а привередливые сковороды добавляли еще один шаг или два.Еда прилипает к их поверхности. Поэтому они сидели в задней части его кабинета.

Но его растущая страсть к приготовлению вкусных блюд для себя и своих друзей заставила его делать это чаще. Ничто другое не могло придать стейку ресторанного качества. Он мог бросить сковороду с овощами с плиты в духовку, чтобы поджарить их до идеальной карамельной корочки. Поэтому он научился приправлять их и начал их чистить. И хотя он относительный новичок в культе чугуна, он быстро усвоил важную истину о посуде, которая на протяжении веков нравилась многим пользователям: «Причина, по которой я влюбился в свой чугун, заключается в том, немного любви к нему, он возвращает целую кучу любви.

Шом Мазумдер готовит в сковороде соус к утиной грудке, которую он обжаривает, вверху.
Джейн Ахерн, 53 года, Мадрас, штат Орегон.

«Прошлым летом у нас случился пожар в доме. Дом не сгорел полностью, но кухня была одной из наиболее пострадавших комнат. Верхние шкафы отвалились от стен, разбрасывая разбитую посуду. Мощные пожарные шланги также выбрасывают вещи повсюду, так что все это представляло собой беспорядочную массу обугленных и сломанных останков, некоторые из которых едва различимы. Я мог видеть, как мои чугунные сковороды частично засыпаны мусором.Я их тщательно вымыл и снова приправил. Чтобы убрать остаточный запах древесного угля, я приготовила несколько порций дешевой смеси для блинов, приготовила их на сковородках, а потом выбросила. Это хороший прием, который нужно знать, когда вы готовите что-то вроде котлет из лосося, которые оставляют на сковороде немного вкуса и запаха. Блины впитывают его и уносят».

Аманда Уиллс, 34 года, Бруклин

«Моя мама дала мне эту сковороду, когда убедилась, что я готова с ней справиться. И под этим я подразумеваю заботу о нем, как женщины в моей семье уже более 100 лет.Он даже пережил пожар. Это был чугун моей прапрабабушки, сделанный человеком, который жил на грунтовой дороге от моей семьи в Мейнардвилле, штат Теннеси. Имя изготовителя подписано внизу, хотя и неразборчиво. Каждое воскресенье я готовлю в нем жареного цыпленка из своей квартиры в Бруклине, и он возвращает меня прямо в дом моей мамы в Теннесси».

Слева направо: Джеймс и Мэри Бейли Макафи (прапрабабушка Аманды Уиллс) со своими детьми Зет, Мэнди, Рет и Стелла. (Семейное фото) Чугунная сковорода Аманды Уиллс, изначально принадлежавшая ее прапрабабушке Мэри Макафи, родившейся в 1867 году, в Мейнардвилле, штат Теннесси.(Аманда Уиллс)

СЛЕВА: Слева направо: Джеймс и Мэри Бейли Макафи (прапрабабушка Аманды Уиллс) со своими детьми Зет, Мэнди, Рет и Стелла. (Семейное фото) СПРАВА: чугунная сковорода Аманды Уиллс, первоначально принадлежавшая ее прапрабабушке Мэри Макафи, родившейся в 1867 году, в Мейнардвилле, штат Теннесси. (Аманда Уиллс)

Кэрол Эберхард, 63 года, Джерси-Шор, Пенсильвания.

«Мой отец никогда не готовил (даже бутербродов), кроме стейков рибай, на этой чугунной 12-дюймовой сковороде.Я унаследовал это. Она висела на гвозде у меня в подвале, но упала с лестницы и сломалась ручка. Приятели моего мужа по работе сварили его более 30 лет назад, и он до сих пор используется как минимум три раза в неделю. Я вырастила четверых детей и бесчисленное количество гостей, используя эту старую любимую сковороду».

Памела Фридман, 65 лет, Шарлоттсвилль

«Учась в колледже, я купила собственную чугунную сковороду. Я готовила для всех своих друзей, особенно для группы мальчиков, которые делили квартиру рядом с моим общежитием.Я готовил, они убирали. Такова была сделка. Представьте мой ужас, когда я пришел в квартиру, чтобы забрать свои кухонные принадлежности через пару дней после (отличного) ужина, и обнаружил, что моя сковорода была вычищена. Правильно. Вниз. К. . Металл. Я был в ужасе. Сковорода никогда не была прежней, и мой друг был жестоко наказан. В конце концов я унаследовал еще одну сковороду, вероятно, старше меня, которая является талисманом моей кухни. А бестолковый мальчик? Читатель, я вышла за него замуж. 30 лет спустя. Он никогда не чистит мою сковороду.

Джованни Руфино, 58 лет, Нью-Йорк

«Я начал готовить в 7 лет, готовя блины, чтобы наслаждаться просмотром мультфильмов в 7 утра. Мои родители научили меня, как безопасно пользоваться плитой, что дало им дополнительные минуты сна. Я узнал, что лучшим инструментом была их чугунная сковорода с нагревательным змеевиком, настроенным на низкую температуру. Перемотка вперед на 50 лет: Оба моих родителя недавно ушли в загробную жизнь. Опустошая содержимое их дома, я нашел сковородку из моего детства. Она выглядела грустной, покрытой коркой грязи, но с гладкой, как стекло, поверхностью для приготовления пищи после 60 с лишним лет использования.Шлифовальная машина и чашечная щетка отполировали его до голого металла, и он выглядел лучше, чем когда он был новым. Этот материал — одна из немногих вещей на кухне, которая улучшается с возрастом, не имеет себе равных по своей универсальности, помещая прямо на раскаленные угли или испечь хлеб с великолепной корочкой. Моя заветная семейная реликвия!»

Исправление: в предыдущей версии этой истории чугунные сковороды были выкованы из металла. Чугунные сковороды изготавливаются путем заливки металла в форму или отливку, отсюда и название.

Об этой истории
The Post попросила читателей прислать свои истории и фотографии о чугунных сковородах, и мы были поражены ответом.Вы рассказали нам не только о своей посуде, но и о любви, потерях, приключениях и семье. Мы выбрали несколько историй, иллюстрирующих общие темы, и в некоторых случаях отредактировали представленные материалы для большей ясности и длины. Спасибо всем, кто поделился своими анекдотами и воспоминаниями. Производство и дизайн Элизабет Харт; обработка фотографий Дженнифер Бисон Грегори; верхнее и фоновое фото Тома МакКоркла для The Washington Post; Фотографии выстрелов в голову предоставлены субъектами.

Обслуживание и ремонт архитектурного чугуна

Трусы для консервации

Чугунный элемент, требующий очистки и покраски. Фото: любезно предоставлено New York Landmarks Conservancy.

Джон Дж. Уэйт, AIA, Исторический обзор Марго Гейл

Сохранение чугунных архитектурных элементов, включая целые фасады, в последние годы привлекает все большее внимание, поскольку коммерческие районы признают свое историческое значение и возрождаются. В этом обзоре представлены общие рекомендации по методам сохранения и восстановления исторического чугуна.

Здесь показана деталь полихромного чугунного фасада в Петалуме, Калифорния, 1886 г. (О’Коннелл и Льюис, Architectural Iron Works, Сан-Франциско). Фото: Дон Мичем.

Чугун сыграл выдающуюся роль в промышленном развитии нашей страны в 19 веке. Чугунное оборудование заполнило заводы Америки и сделало возможным рост железнодорожного транспорта. Чугун широко использовался в наших городах для систем водоснабжения и уличного освещения.Как архитектурный металл, он сделал возможными новые смелые достижения в архитектурном дизайне и строительных технологиях, обеспечив при этом богатство орнамента.

Этот древний металл, сплав железа с высоким содержанием углерода, был слишком дорог для производства в больших количествах до середины 18 века, когда новая технология печей в Англии сделала его более экономичным для использования в строительстве. Известный своей большой прочностью на сжатие, чугун в виде тонких негорючих столбов был представлен в 1790-х годах на английских хлопчатобумажных фабриках, где пожары были эндемичными.В Соединенных Штатах подобные тонкие колонны были впервые использованы в 1820-х годах в театрах и церквях для поддержки балконов.

К середине 1820-х годов в Нью-Йорке рекламировались одноэтажные железные витрины. Дэниел Бэджер, литейщик из Бостона, который позже переехал в Нью-Йорк, утверждал, что в 1842 году он изготовил и установил первые железные жалюзи на железных витринах, которые обеспечивали защиту от кражи и внешнего огня. В последующие годы и в 1920-е годы практичная чугунная витрина станет фаворитом в городах от побережья до побережья. Он не только помог выдержать нагрузку верхних этажей, но и предоставил большие витрины для демонстрации товаров и позволил естественному свету наполнить интерьеры магазинов. Что наиболее важно, чугунные витрины были недорогими в сборке и требовали небольшого труда на месте.

Неутомимым сторонником использования чугуна в зданиях был изобретательный житель Нью-Йорка, архитектор-самоучка и инженер Джеймс Богардус. С 1840 года Богардус превозносил его достоинства, такие как прочность, структурная стабильность, долговечность, относительная легкость, возможность отливки практически любой формы и, прежде всего, огнеупорные качества, столь востребованные в эпоху серьезных городских пожаров.Он также подчеркнул, что процессы литейного литья, с помощью которых из чугуна изготавливаются строительные элементы, полностью совместимы с новыми концепциями заводского изготовления, массового производства и использования идентичных взаимозаменяемых деталей.

В 1849 году Богардус создал нечто уникально американское, когда возвел первое строение с самонесущими многоэтажными внешними стенами из железа. Известный как магазины Эдгара Лэнга, этот угловой ряд небольших четырехэтажных складов, которые выглядели как одно здание, был построен в нижнем Манхэттене всего за два месяца.Его задние, боковые и внутренние несущие стены были из кирпича; каркас пола состоял из деревянных балок и балок. Одна из чугунных стен была несущей, поддерживая балки деревянного пола. Нововведением стали два уличных фасада из самонесущего чугуна, состоящие из множества всего нескольких частей — зацепленных колонн, панелей, подоконников и плит в дорическом стиле, а также некоторых накладных орнаментов. Каждый компонент фасада был отдельно отлит в песчаной форме в литейном цеху, отшлифован, проверен на пригодность и, наконец, на гужевой повозке доставлен на строительную площадку.Там их подняли на место, затем скрепили болтами и прикрепили к обычной конструкции из дерева и кирпича железными шипами и ремнями.

Гробница семьи Слэттер в Мобиле, штат Алабама, состоящая из чугунного мавзолея и ограды, демонстрирует широкий спектр использования этого материала в 19 веке. Фото: Джек Э. Буше, Коллекция HABS.

Второе возведенное здание с железным фасадом стало квантовым скачком по сравнению с Laing Stores по размеру и сложности.Пятиэтажное здание газеты Sun в Балтиморе, начатое в апреле 1850 года Богардусом вместе с архитектором Робертом Хэтфилдом, имело чугунный фасад и чугунный каркас. В Филадельфии в 1850 году было построено несколько железных фасадов: Inquirer Building, Brock Stores и Penn Mutuai Building (все три были снесены). Отель St. Charles 1851 года по адресу 60 N. Third Street является старейшим железным фасадом в Америке. Обрамление с чугунными колоннами и коваными балками и фермами было видно в огромном масштабе в нью-йоркском Хрустальном дворце 1853 года.

Во второй половине 19 века Соединенные Штаты переживали эпоху огромного экономического и территориального роста. Использование железа в коммерческих и общественных зданиях быстро распространилось, и с 1849 года и до конца века в городах по всей стране были возведены сотни зданий с железными фасадами. Выдающиеся примеры железных фасадов существуют в Балтиморе, Галвестоне, Луисвилле, Милуоки, Новом Орлеане, Филадельфии, Ричмонде, Рочестере (Нью-Йорк) и особенно в Нью-Йорке, где только в историческом районе SoHo Cast Iron Historic District насчитывается 139 зданий с железным фасадом.К сожалению, большая часть железных фасадов по всей стране была снесена в ходе проектов реконструкции центра города, особенно после Второй мировой войны.

В дополнение к этому внешнему использованию многие общественные здания демонстрируют великолепные открытые внутренние металлические конструкции, одновременно декоративные и структурные. Замечательные образцы сохранились по всей стране, в том числе библиотека Пибоди в Балтиморе; Старое административное здание в Вашингтоне, округ Колумбия; здание Брэдбери в Лос-Анджелесе; бывший Капитолий штата Луизиана; бывшая ратуша в Ричмонде; Твидовое здание суда в Нью-Йорке; и столицы штатов Калифорния, Джорджия, Мичиган, Теннесси и Техас.И, конечно же, именно железо образует большой купол Капитолия Соединенных Штатов, построенный во время Гражданской войны. Декоративный чугун также был популярным материалом в ландшафте, появляясь в качестве заборов, фонтанов со скульптурами, фонарных столбов, мебели, урн, беседок, ворот и оград для кладбищенских участков. Из-за такого широкого спроса многие американские литейные заводы, которые отливали детали машин, банковские сейфы, железные трубы или кухонные плиты, добавили отделы архитектурного железа. Для этого требовались модельеры со сложными дизайнерскими способностями, а также со знанием усадки металла и других технических аспектов литья.Основные компании включали Hayward Bartlett Co. в Балтиморе; Джеймс Л. Джексон, Cornell Brothers, JL Mott и Daniel D. Badger’s Architectural Iron Works на Манхэттене; Hecla Ironworks в Бруклине; Вуд и Перо из Филадельфии; Leeds and Co., Shakspeare (sic) Foundry и Miltenberger в Новом Орлеане; Братья Уинслоу в Чикаго; и Джеймс МакКинни в Олбани, штат Нью-Йорк.

Чугун был предпочтительным металлом во второй половине 19 века. Мало того, что это был огнеупорный материал в период крупных городских пожаров, но и большие фасады могли быть изготовлены из чугуна с меньшими затратами, чем сопоставимые каменные фасады, а железные здания можно было возводить быстро и эффективно. Самый большой сохранившийся пример каркаса с чугунными колоннами и коваными балками — шестнадцатиэтажное здание Манхэттен в Чикаго , самый высокий небоскреб в мире, когда он был построен в 1890 году Уильямом ЛеБароном Дженни . К этому времени, однако, сталь становилась доступной на национальном уровне, она была структурно более универсальной и конкурентоспособной по стоимости. Его более широкое использование — одна из причин, по которой строительство из чугуна уменьшилось на рубеже веков после того, как оно было так охотно принято всего пятьдесят лет назад. Тем не менее, чугун продолжал использоваться в значительных количествах для многих других конструкционных и декоративных целей вплоть до 20-го века: витрины; шатры; эркеры и большие оконные рамы для зданий со стальным каркасом и кирпичной облицовкой; и уличная и ландшафтная мебель, в том числе киоски метро.

XIX век оставил нам богатое наследие новых методов строительства, особенно строительство в совершенно новом масштабе, которое стало возможным благодаря использованию металлов. Из них первым был чугун, хотя период его интенсивного использования длился всего полвека. Теперь уцелевшее наследие чугунной архитектуры, большая часть которой по-прежнему находится под угрозой, заслуживает новой оценки и соответствующей консервации и реставрации.

Что такое чугун?

Чугун – это сплав с высоким содержанием углерода (не менее 1.7% и обычно от 3,0 до 3,7%), что делает его более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или сталь. В дополнение к углероду чугун содержит различные количества кремния, серы, марганца и фосфора.

В расплавленном состоянии чугун легко заливается в формы, что позволяет создавать почти неограниченные декоративные и конструкционные формы. В отличие от кованого железа и стали, чугун слишком твердый и хрупкий, чтобы его можно было придать ковке, прокатке или прессованию. Однако, поскольку он более жесткий и более устойчивый к изгибу, чем другие формы железа, он может выдерживать большие нагрузки на сжатие.Однако чугун относительно слаб на растяжение и выходит из строя при растягивающей нагрузке без предварительного предупреждения.

Подступенки этих чугунных ступеней имеют очень декоративный рисунок. Фото: файлы NPS.

Характеристики различных марок чугуна определяются их составом и методами плавки, литья и термической обработки. Металлургические составляющие чугуна, влияющие на его хрупкость, ударную вязкость и прочность, включают феррит, цементит, перлит и графитовый углерод.Чугун с чешуйками углерода называется серым чугуном. «Серый излом», связанный с чугуном, вероятно, был назван из-за серого зернистого вида его сломанного края, вызванного присутствием чешуек свободного графита, которые объясняют хрупкость чугуна. Эта хрупкость является важным отличительным признаком чугуна и низкоуглеродистой стали.

По сравнению с чугуном кованое железо относительно мягкое, ковкое, вязкое, устойчивое к усталости и легко обрабатывается ковкой, гибкой и волочением.Это почти чистое железо с содержанием углерода менее 1% (обычно от 0,02 до 0,03%). Шлак колеблется в пределах от 1% до 4% своего содержания и существует в чисто физической ассоциации, т. е. не легирован. Это придает кованому железу характерную слоистую (слоистую) или волокнистую структуру.

Кованое железо можно отличить от чугуна несколькими способами. Кованые элементы обычно проще по форме и менее однородны по внешнему виду, чем чугунные элементы, и содержат признаки прокатки или ручной обработки.Чугун часто содержит линии литейной формы, заусенцы, дефекты литья и воздушные отверстия. Чугунные элементы очень однородны по внешнему виду и часто используются повторно. Чугунные элементы часто скрепляются болтами или винтами, тогда как детали из кованого железа соединяются клепками или кованым формованием (термосваркой).

Мягкая сталь теперь используется для изготовления новых металлических изделий ручной работы и для ремонта старых элементов из кованого железа. Мягкая сталь представляет собой сплав железа с содержанием углерода не более 2%, который является прочным, но легко обрабатывается в виде блоков или слитков.Мягкая сталь не так устойчива к коррозии, как кованое железо или чугун.

Многие методы технического обслуживания и ремонта, описанные в Кратком обзоре, особенно те, которые относятся к очистке и покраске, потенциально опасны и должны выполняться только опытными и квалифицированными рабочими с использованием подходящего защитного оборудования. Во всех случаях, кроме самого простого ремонта, лучше всего привлекать архитектора по консервации или консерватора для оценки состояния железа и подготовки договорных документов на его обработку.

Как и в случае любого проекта по консервации, работам должен предшествовать обзор местных строительных норм и правил по охране окружающей среды, чтобы определить, существуют ли какие-либо противоречия с предлагаемыми методами обработки. Если возникают конфликты, особенно в отношении методов очистки или покрасочных материалов, необходимо согласовать отказы или отклонения или принять альтернативные методы обработки или материалы.

Общие проблемы, с которыми сегодня сталкиваются в чугунных конструкциях, включают сильно проржавевшие или отсутствующие элементы, повреждения от ударов, структурные разрушения, сломанные соединения, повреждение соединений и потерю анкерного крепления в каменной кладке.

Окисление или ржавление происходит быстро, когда чугун подвергается воздействию влаги и воздуха. Минимальная относительная влажность, необходимая для развития ржавчины, составляет 65 %, но эта цифра может быть ниже в присутствии коррозионно-активных веществ, таких как морская вода, соленый воздух, кислоты, кислотные осадки, почвы и некоторые соединения серы, присутствующие в атмосфере, которые действуют как катализаторы в процессе окисления. Ржавление ускоряется в тех случаях, когда в архитектурных деталях имеются карманы или щели для улавливания и удержания жидких коррозионно-активных веществ.Кроме того, после образования пленки ржавчины ее пористая поверхность действует как резервуар для жидкостей, что, в свою очередь, вызывает дальнейшую коррозию. Если этот процесс не остановить, он будет продолжаться до тех пор, пока железо полностью не съест коррозия, не оставив ничего, кроме ржавчины.

Структурная трещина, зазоры в стыках между компонентами и большое отверстие, в котором отсутствует часть кронштейна консоли, — вот проблемы, очевидные в этом чугунном узле. Фото: Форд, Пауэлл и Карсон.

Гальваническая коррозия представляет собой электрохимическое действие, возникающее при совместной реакции двух разнородных металлов в присутствии электролита, такого как вода, содержащая соли или ионы водорода.Серьезность гальванической коррозии основана на разнице потенциалов между двумя металлами, их относительных площадях поверхности и времени. Если более благородный металл (более высокое положение в электрохимическом ряду) намного больше по площади, чем неблагородный или менее благородный металл, износ неблагородного металла будет более быстрым и сильным. Если более благородный металл имеет гораздо меньшую площадь, чем неблагородный металл, износ неблагородного металла будет гораздо менее значительным. Чугун подвергается коррозии и подвергается коррозии, когда он находится рядом с более благородными металлами, такими как свинец или медь.

Графитизация чугуна, менее распространенная проблема, возникает в присутствии кислотных осадков или морской воды. По мере коррозии железа остатки коррозии пористого графита (мягкого углерода) пропитываются нерастворимыми продуктами коррозии. В результате чугунный элемент сохраняет внешний вид и форму, но конструктивно слабее. Графитизация происходит там, где чугун остается неокрашенным в течение длительного времени или там, где герметизированные швы вышли из строя, а кислая дождевая вода вызвала коррозию деталей с обратной стороны.Проверка и идентификация графитации осуществляется путем соскребания поверхности ножом, чтобы выявить крошение железа под ней. Когда происходит обширная графитация, обычно единственным решением является замена поврежденного элемента.

Отливки также могут иметь трещины или дефекты в результате несовершенства исходного производственного процесса, таких как отверстия для воздуха, трещины и огарки, или холодные затворы (вызванные «замерзанием» поверхности расплавленного чугуна во время литья из-за неправильного литья). или прерванная заливка).Хрупкость — еще одна проблема, иногда встречающаяся в старых чугунных элементах. Это может быть результатом чрезмерного содержания фосфора в чугуне или охлаждения в процессе литья.

Прежде чем установить надлежащую обработку чугунных элементов в здании или сооружении, следует провести оценку исторической и архитектурной значимости объекта и изменений, а также его текущего состояния. Если работа включает в себя нечто большее, чем обычное техническое обслуживание, следует привлечь квалифицированного специалиста для разработки отчета об исторической структуре, в котором изложено историческое развитие объекта, документировано его существующее состояние, определены проблемы ремонта и представлен подробный список рекомендуемых рабочих элементов. с приоритетами.С помощью этого процесса можно оценить значимость и состояние чугуна и предложить соответствующие методы обработки. Для ограждений или отдельных компонентов здания, таких как фасад, следует использовать аналогичную, но менее обширную аналитическую процедуру.

Характер и степень проблем с чугунными элементами необходимо хорошо понимать, прежде чем приступать к работе. Если проблемы незначительные, такие как поверхностная коррозия, отслаивающаяся краска и неудачное уплотнение, владелец собственности может провести ремонт, работая напрямую со знающим подрядчиком.Если есть серьезные проблемы или значительные повреждения чугуна, лучше всего воспользоваться услугами архитектора или реставратора, который специализируется на сохранении исторических зданий. В зависимости от объема работ контрактная документация может варьироваться от общих спецификаций до полных рабочих чертежей с аннотированными фотографиями и спецификациями.

Чтобы тщательно оценить состояние металлоконструкций, необходимо провести тщательный физический осмотр каждой секции железной конструкции, включая болты, крепежные детали и кронштейны.Обычно для тщательного осмотра чугунного фасада или других крупных конструкций используются строительные леса или механический подъемник. Удаление выбранных участков краски может быть единственным способом определить точное состояние соединений, металлических крепежных деталей, пересечений или щелей, в которые может попасть вода.

Исследование несущих элементов, таких как колонны и балки, позволит установить, функционируют ли эти компоненты так, как они были изначально спроектированы, или характер напряжений был перераспределен.Области, подвергающиеся аномальному напряжению, должны быть осмотрены, чтобы установить, не были ли они повреждены или смещены. Повреждение основного структурного элемента, очевидно, имеет решающее значение для выявления и оценки; внимание не следует уделять только декоративным особенностям.

Состояние здания, сооружения или объекта; диагностика его проблем; и рекомендации по его ремонту должны быть зафиксированы рисунками, фотографиями и письменными описаниями, чтобы помочь тем, кто будет нести ответственность за его сохранение в будущем.

Независимо от того, требуется ли мелкая или крупная работа, сохранение и ремонт исторических металлоконструкций является рекомендуемым подходом к сохранению, а не замене. Все ремонтные и реставрационные работы должны быть по возможности обратимыми, чтобы модификации или обработки, которые могут оказаться вредными для долгосрочной сохранности железа, могли быть исправлены с наименьшим ущербом для исторической металлоконструкции.

В тех случаях, когда речь идет о химическом удалении краски, тщательное планирование последовательности работ и проверка архитектором или консерватором для обеспечения строгого соблюдения договорных документов важны для сведения к минимуму риска возникновения проблем.Фото: Рэймонд М. Пепи, Building Conservation Associates.

При значительном разрушении защитного покрытия и/или сильной коррозии необходимо удалить ржавчину и большую часть или всю краску, чтобы подготовить поверхности для нанесения нового защитного покрытия. Доступные методы варьируются от физических процессов, таких как очистка проволочной щеткой и пескоструйная обработка, до очистки пламенем и химических методов. Выбор подходящего метода зависит от того, насколько часто происходит разрушение краски и коррозия, от тонкости детализации поверхности и от типа наносимого нового защитного покрытия.Местные экологические нормы могут ограничивать варианты методов очистки и удаления краски, а также утилизацию материалов.

Многие из этих методов потенциально опасны и должны выполняться только опытными и квалифицированными работниками с использованием надлежащих средств защиты глаз, защитной одежды и других условий безопасности на рабочем месте. Прежде чем выбрать процесс, на очищаемом утюге следует подготовить испытательные панели, чтобы определить относительную эффективность различных методов.Процесс очистки, скорее всего, выявит дополнительные дефекты покрытия, трещины и коррозию, которые ранее не были очевидны.

Существует ряд методов, которые можно использовать для удаления краски и коррозии с чугуна: Ручное шабрение, скалывание и очистка проволочной щеткой являются наиболее распространенными и наименее дорогими методами удаления краски и легкой ржавчины с чугуна. Однако они не удаляют всю коррозию или краску так же эффективно, как другие методы.Работу должны выполнять опытные мастера, чтобы снизить вероятность появления царапин на поверхностях или повреждения хрупких деталей.

Пескоструйная очистка под низким давлением (обычно называемая абразивной очисткой или пескоструйной очисткой) часто является наиболее эффективным методом удаления избыточных отложений краски или значительной коррозии. Пескоструйная очистка выполняется быстро, тщательно и экономично и позволяет очищать утюг на месте. Заполнитель может быть железным шлаком или песком; медный шлак не следует использовать с железом из-за возможности электролитических реакций.Некоторая острота заполнителя полезна тем, что придает металлической поверхности «зуб», что приводит к лучшей адгезии краски. Использование очень острого или твердого заполнителя и/или чрезмерно высокого давления (более 100 фунтов на квадратный дюйм) не является необходимым, и его следует избегать. Соседние материалы, такие как кирпич, камень, дерево и стекло, должны быть защищены от повреждений. Некоторые местные строительные нормы и правила и природоохранные органы запрещают или ограничивают сухую пескоструйную обработку из-за проблемы переносимой по воздуху пыли.

Влажная пескоструйная обработка более проблематична, чем сухая, для очистки чугуна, потому что вода вызовет мгновенное поверхностное ржавление и проникнет глубоко в открытые соединения. Поэтому, как правило, это не считается эффективным методом. Влажная пескоструйная очистка уменьшает количество переносимой по воздуху пыли при удалении тяжелых отложений краски, но утилизация сточных вод, содержащих свинец или другие токсичные вещества, в большинстве регионов ограничена экологическими нормами.

Пламенная очистка металла от ржавчины специальной многопламенной кислородно-ацетиленовой горелкой требует специальной квалификации операторов, является дорогостоящей и потенциально опасной.Тем не менее, он может быть очень эффективен на слегка или умеренно корродированном железе. Проволочная щетка обычно необходима для окончательной обработки поверхности после очистки пламенем.

Химическое удаление ржавчины кислотным травлением является эффективным методом удаления ржавчины с железных элементов, которые можно легко удалить и отнести в цех для погружения в чаны с разбавленной фосфорной или серной кислотой. Этот метод не повреждает поверхность железа при условии, что после очистки железо нейтрализуется до уровня pH 7.Другие химические средства для удаления ржавчины включают цитрат аммония, щавелевую кислоту или продукты на основе соляной кислоты.

Химическое удаление краски с использованием щелочных соединений, таких как метиленхлорид или гидроксид калия, может быть эффективной альтернативой абразивно-струйной очистке для удаления сильных отложений краски. Эти агенты часто доступны в виде медленно действующих гелей или паст. Поскольку они могут вызвать ожоги, необходимо носить защитную одежду и средства защиты глаз. Химические вещества, нанесенные на негерметичный фасад, могут просачиваться через щели и отверстия, что приводит к повреждению внутренней отделки здания и коррозии задней стороны металлических компонентов.Остаточные следы чистящих составов на поверхности утюга, если их тщательно не нейтрализовать, могут привести к повреждению краски в будущем. По этим причинам обычно не рекомендуется применять в полевых условиях щелочные средства для удаления краски и кислотные очистители.

Следуя любому из этих методов очистки и удаления краски, только что очищенное железо следует немедленно покрыть антикоррозионной грунтовкой до того, как начнет образовываться новая ржавчина. Этот период времени может варьироваться от минут до часов в зависимости от условий окружающей среды.Если грунтование откладывается, всю образовавшуюся поверхностную ржавчину следует удалить чистой проволочной щеткой непосредственно перед грунтованием, поскольку ржавчина препятствует хорошему сцеплению между грунтовкой и чугунной поверхностью и не позволяет грунтовке полностью заполнить поры металла. .

Самый распространенный и эффективный способ сохранения архитектурного чугуна — это сохранение на металле защитного слоя краски. Краска также может быть декоративной, если это исторически уместно.

Перед удалением краски с исторического архитектурного чугуна рекомендуется провести микроскопический анализ образцов исторической последовательности окраски. Этот процесс, называемый сериационным анализом краски, должен выполняться опытным архитектурным консерватором. Анализ позволит определить исторические цвета краски и другие условия, например, была ли краска матовой или глянцевой, добавлялся ли в краску песок для текстуры и было ли здание полихромным или мраморным.Традиционно многие чугунные элементы окрашивались, чтобы они напоминали другие материалы, такие как известняк или песчаник. Иногда детали были искусственно окрашены, так что железо казалось мраморным с прожилками.

В этом здании использовалось сильное щелочное средство для удаления краски, которое, по-видимому, не было должным образом промыто или нейтрализовано. В течение нескольких месяцев вновь нанесенная краска начала отслаиваться, а на утюге появились полосы ржавчины. Фото: Ким Лавджой.

Для приклеивания новых защитных покрытий необходима тщательная подготовка поверхности.С утюга необходимо удалить всю рыхлую, отслаивающуюся и испорченную краску, а также грязь и грязь, водорастворимые соли, масло и жир. Старую плотно прилипшую краску можно оставить на поверхности утюга, если она совместима с предлагаемыми покрытиями. Сохранение старой краски также сохраняет историческую последовательность окраски здания и позволяет избежать опасностей, связанных с удалением и утилизацией старой свинцовой краски.

Рекомендуется проконсультироваться со спецификациями производителя или техническими представителями, чтобы убедиться в совместимости между состоянием поверхности, грунтовочным и финишным слоями, а также методами нанесения.

Чтобы краска хорошо держалась, металлические поверхности перед покраской должны быть абсолютно сухими. Если выбранная краска не предназначена специально для исключительных условий, покраску не следует проводить, когда ожидается, что температура упадет ниже 50 градусов по Фаренгейту в течение 24 часов или когда относительная влажность превышает 80 процентов; краску нельзя наносить, когда в воздухе туман, мгла или дождь. Плохо подготовленные поверхности могут привести к несостоятельности даже самых лучших красок, в то время как даже недорогие краски могут быть эффективными, если их наносить на хорошо подготовленные поверхности.

Подбор красок и покрытий

Типы красок, доступных для защиты железа, резко изменились за последние годы из-за федеральных, государственных и местных правил, которые запрещают или ограничивают производство и использование продуктов, содержащих токсичные вещества, такие как хромат свинца и цинка, а также летучие органические соединения и вещества (ЛОС или ЛОС). Доступность типов красок варьируется от штата к штату, и производители продолжают изменять рецептуры продуктов в соответствии с новыми правилами.

Традиционно красный свинец использовался в качестве антикоррозионного пигмента для грунтовки железа. Сухой свинец имеет сильное сродство к льняному маслу и образует свинцовые мыла, которые образуют прочную и эластичную пленку, непроницаемую для воды, которая очень эффективна в качестве защитного покрытия для железа. По крайней мере, два медленно сохнущих финишных слоя на основе льняного масла традиционно наносились поверх сурика, и эта комбинация эффективна на старых или частично изношенных поверхностях. Сегодня в большинстве областей использование красок, содержащих свинец, запрещено, за исключением некоторых коммерческих и промышленных целей.

Сегодня алкидные краски получили очень широкое распространение и в значительной степени заменили свинецсодержащие краски на основе льняного масла. Они сохнут быстрее, чем масляные краски, с более тонкой пленкой, но не так долго защищают металл. Алкидные антикоррозийные грунтовки содержат пигменты, такие как оксид железа, оксид цинка и фосфат цинка. Эти грунтовки подходят для ранее окрашенных поверхностей, очищенных ручными инструментами. Необходимо нанести не менее двух слоев грунтовки, а затем финишных слоев алкидной эмали.

Латексные и другие краски на водной основе не рекомендуется использовать в качестве грунтовки для чугуна, поскольку они вызывают немедленное окисление при нанесении на голый металл.Винил-акриловые латексные или акриловые латексные краски можно использовать в качестве финишных покрытий поверх алкидных антикоррозийных грунтовок, но если грунтовочные слои нанесены некачественно или повреждены, латексная краска вызовет окисление железа. Поэтому рекомендуется использовать алкидные финишные покрытия.

Высокоэффективные покрытия, такие как грунтовки с высоким содержанием цинка, содержащие цинковую пыль, и современные эпоксидные покрытия, могут использоваться на чугуне для обеспечения более длительной защиты. Эти покрытия, как правило, требуют очень чистых поверхностей и особых условий нанесения, чего трудно достичь в полевых условиях на больших зданиях.Эти покрытия наиболее эффективно используются на элементах, которые были удалены в цех, или на только что отлитом чугуне.

Одна особенно эффективная система заключалась в том, чтобы сначала покрыть коммерчески очищенное железо грунтовкой с высоким содержанием цинка, затем нанести эпоксидный базовый слой и два уретановых финишных слоя. Некоторые эпоксидные покрытия можно использовать в качестве грунтовки на чистом металле или наносить на ранее окрашенные поверхности в хорошем состоянии. Эпоксидные смолы особенно подвержены разрушению под воздействием ультрафиолетового излучения и должны быть защищены более стойкими финишными покрытиями. Были проблемы с эпоксидными красками, которые наносились в заводских условиях на железо, где перед установкой покрытия были надрезаны. Подкрашивание эпоксидных красок в полевых условиях очень сложно, если вообще возможно. Это вызывает беспокойство, поскольку железо, обнажившееся из-за дефектов базового покрытия, с большей вероятностью будет ржаветь, и потребуется более частое техническое обслуживание.

Ключевым фактором, который следует учитывать при выборе покрытий, является разнообразие условий эксплуатации существующих и новых материалов на конкретном здании или сооружении.Для поверхностей с существующей краской может понадобиться одна грунтовка; другой для свежеотлитого, химически очищенного или очищенного от пескоструйной обработки чугуна; и треть для накладок или материалов-заменителей; все три с последующим нанесением совместимых финишных покрытий.

Методы применения

Нанесение кистью является традиционным и наиболее эффективным методом нанесения краски на чугун. Обеспечивает хороший контакт краски с железом, а также эффективное заполнение ямок, трещин и других дефектов металла.Использование краскораспылителей для нанесения краски экономично, но не всегда обеспечивает адекватное и равномерное покрытие. Для достижения наилучших результатов безвоздушные распылители должны использоваться опытными операторами. Чтобы полностью покрыть мелкие детали и достичь углублений, может быть эффективным распыление грунтовки в сочетании с кистью.

Валики никогда не следует использовать для нанесения грунтовки на металл, они эффективны для последующих слоев только на больших плоских участках. Появление финишных покрытий, наносимых распылением и валиком, исторически нецелесообразно, и их следует избегать на таких участках, как витрины магазинов, которые просматриваются вблизи.

При ремонте лестничных перил была залита бетоном деревянная распорка внутри потолка перил. Вода проникла в перила и вступила в реакцию с бетоном, ускорив коррозию железа. Фото: Джон Дж. Уэйт.

Большая часть архитектурного чугуна состоит из множества небольших отливок, соединенных болтами или винтами. Стыки между частями были загерметизированы, чтобы вода не просачивалась внутрь и не вызывала ржавчину изнутри. Исторически сложилось так, что швы часто промазывали свинцовыми белилами, а иногда подкрепляли хлопковой или пеньковой веревкой; даже головки болтов и винтов были загерметизированы, чтобы защитить их от непогоды и скрыть из виду.Хотя старая замазка иногда находится в хорошем состоянии, обычно она крошится от выветривания, трескается из-за структурной осадки или разрушается механической очисткой. Крайне важно заменить испорченный герметик, чтобы предотвратить проникновение воды. Для хорошей адгезии и производительности предпочтительнее использовать полиуретановый герметик архитектурного класса или традиционные свинцовые белила.

Вода, проникающая в полые части чугунных архитектурных элементов, вызывает ржавчину, которая может распространяться по другим архитектурным элементам. Вода может замерзнуть, что приведет к растрескиванию чугуна льдом. Трещины снижают прочность всей чугунной сборки и обеспечивают еще один вход для воды. Таким образом, важно сделать трещины водонепроницаемыми с помощью герметиков или наполнителей, в зависимости от ширины трещины.

Колонны из стекловолокна и алюминиевые капители были установлены, чтобы воспроизвести декоративные элементы на восточном фасаде театра «Новый рынок» в Портленде, штат Орегон. Фото: Уильям Дж. Хокинс, III.

Наполнители, содержащие частицы железа в связующем на основе эпоксидной смолы, могут использоваться для заделки поверхностных, неструктурных трещин и небольших дефектов в чугуне. Степень теплового расширения эпоксидной смолы сама по себе отличается от скорости железа, что требует добавления частиц железа для обеспечения совместимости и контроля усадки. Хотя отремонтированный кусок металла не обладает такой же прочностью, как однородный кусок железа, элементы, отремонтированные с помощью эпоксидной смолы, обладают некоторой прочностью. Шпаклевки на полиэфирной основе, такие как те, которые используются для кузовов автомобилей, также являются приемлемыми заполнителями для небольших отверстий.

В редких случаях крупные трещины можно устранить пайкой или сваркой специальными сварочными прутьями из никелевого сплава. Пайка или сварка чугуна очень сложны в полевых условиях и должны выполняться только очень опытными сварщиками.

В некоторых случаях механический ремонт чугуна можно произвести с помощью железных стержней и винтов или болтов. В крайних случаях испорченный чугун можно вырезать, а новый чугун соединить на месте с помощью сварки или пайки.Однако часто дешевле заменить изношенную чугунную секцию новой отливкой, чем сращивать или усиливать ее. Чугунные элементы конструкции, вышедшие из строя, должны быть либо усилены железом и сталью, либо полностью заменены.

Западный фасад театра «Новый рынок» сохранил свои первоначальные чугунные черты. Фото: Джордж Макмат.

Шатающуюся чугунную балюстраду или перила часто можно исправить, затянув все болты и винты. Винты с сорванной резьбой и сильно проржавевшие болты подлежат замене. Чтобы компенсировать коррозию металла вокруг отверстий для болтов или винтов, необходимо использовать новые болты или винты из нержавеющей стали большего диаметра. В крайних случаях может потребоваться резьба новых отверстий.

Внутренние пустоты балясин, столбов, скульптурных и других элементов не должны заполняться бетоном; это неправильное лечение, которое вызывает дальнейшие проблемы. Когда бетон затвердевает, он дает усадку, оставляя пространство между бетоном и чугуном.Вода, проникающая в это пространство, не испаряется быстро, что способствует дальнейшему ржавлению. Коррозия железа еще более ускоряется из-за щелочной природы бетона. Если чугунные элементы ранее были заполнены бетоном, их необходимо разобрать, удалить бетон и ржавчину, а внутренние поверхности загрунтовать и покрасить перед повторной сборкой элементов.

Замена чугунных компонентов часто является единственным практическим решением, когда такие элементы отсутствуют, сильно корродированы или повреждены и не подлежат ремонту, или когда ремонт будет лишь незначительно полезен для продления срока службы железного элемента.

Иногда можно заменить мелкие, декоративные, неструктурные элементы, используя неповрежденные участки оригинала в качестве отливки. Для больших секций необходимо будет изготовить новые модели из дерева или пластика, немного большего размера, чем оригинал, чтобы компенсировать усадку железа во время литья (чугун дает усадку примерно на 1/8 дюйма на фут при охлаждении от температуры). из жидкости в твердое). Иногда подходящую замену можно найти в существующих каталогах чугунолитейных заводов.Небольшие элементы могут быть отлиты из чугуна на заказ на небольших местных литейных заводах, часто по цене, сравнимой с материалами-заменителями. Большие элементы и сложные модели обычно требуют навыков и средств более крупной фирмы, которая специализируется на воспроизведении.

Процесс кастинга

Архитектурные элементы традиционно отливались в песчаных формах. Качество специальных песков, используемых литейными заводами, чрезвычайно важно; в отличие от большинства песков они должны быть влажными. У литейных заводов есть свои формулы для песка и его примесей, таких как глина, которая делает песок сцепляющимся, даже когда форму переворачивают вверх дном.

Форма, состоящая из двух частей (с верхом и дном, или с крышкой и волочением), используется для изготовления отливок с рельефом с обеих сторон, тогда как форма с открытым верхом дает плоскую поверхность с одной стороны. Для полых элементов требуется третий шаблон и форма для пустоты. Многие полые отливки состоят из двух или более частей, которые впоследствии соединяются болтами, винтами или сваркой из-за сложности поддержания внутреннего стержня между верхней и нижней песчаными формами в процессе литья.

Формовочный песок уплотняется в опоки или формы вокруг модели. Затем накидка снимается, а узор удаляется, оставляя отпечаток узора в небольшой форме. Расплавленное железо, нагретое до температуры примерно 2700 градусов по Фаренгейту, заливают в форму, а затем дают остыть. Затем формы снимают с отливки; срезаны тоннели к форме (литникам) и стояки, которые позволяли выпускать воздух; и рваные края (называемые «заусенцами») на отливке шлифуются.

Отливки грунтуются в заводских условиях для предотвращения ржавчины, раскладываются и предварительно собираются в литейном цехе для обеспечения надлежащего выравнивания и подгонки. Когда детали не подходят друг к другу, детали обрабатываются для устранения неровностей, вызванных заусенцами, или отбраковываются и повторно отливаются до тех пор, пока все отлитые элементы не совместятся должным образом. Затем наиболее крупные детали разбираются перед отправкой на место работы, а некоторые мелкие декоративные детали можно оставить в собранном виде.

Иногда при реставрации приходится демонтировать всю или часть чугунной конструкции, если ремонт на месте не удается успешно провести.Демонтаж должен производиться только под руководством архитектора-реставратора или архитектурного реставратора, имеющего опыт работы с историческим чугуном. Необходимо соблюдать крайнюю осторожность, так как чугун очень хрупок, особенно в холодную погоду.

Демонтаж должен следовать порядку, обратному строительству, а повторный монтаж должен происходить, насколько это возможно, в точном порядке первоначальной сборки. Каждая деталь должна быть пронумерована и снабжена ключом для записи рисунков. Когда работа должна выполняться в условиях шнуровой погоды, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать разрушения железных элементов из-за неравномерного нагрева элементов.

Как новые отливки, так и бывшие в употреблении детали должны быть окрашены заводской грунтовкой на всех поверхностях. Все компоненты должны быть разложены и предварительно собраны, чтобы обеспечить правильное выравнивание и посадку. Многие оригинальные болты, гайки и винты, возможно, придется заменить аналогичными крепежными элементами из нержавеющей стали.

После сборки на месте швы, которые исторически были зачеканены, должны быть заполнены полиуретановым герметиком архитектурного класса или традиционными свинцовыми белилами.Преимущество свинцовых белил заключается в долговечности, хотя во многих областях их использование ограничено.

Мигает

В некоторых случаях может потребоваться проектирование и установка накладок для защиты участков, уязвимых для проникновения воды. Отливы должны быть тщательно спроектированы и изготовлены, чтобы они были эффективными и ненавязчивыми. Самый прочный материал для оплавления железа – нержавеющая сталь с терновым покрытием. Другими совместимыми материалами являются сталь с терновым покрытием и оцинкованная сталь; однако они требуют более частого обслуживания и менее долговечны.Медь и медь со свинцовым покрытием не рекомендуется использовать в качестве отливов при контакте с чугуном из-за проблем с гальванической коррозией. Гальванические проблемы также могут возникнуть при использовании алюминия, если присутствуют определенные типы электролитов.

В последние годы ряд металлических и неметаллических материалов использовался в качестве заменителей чугуна, хотя исторически они не использовались с чугуном. Наиболее распространенными являются алюминий, эпоксидные смолы, армированный полиэстер (стекловолокно) и бетон, армированный стекловолокном (GFRC).Факторы, которые следует учитывать при использовании замещающих материалов, рассматриваются в Кратком обзоре 16 по сохранению, в котором подчеркивается, что «каждый способ ремонта испорченных исторических материалов или замены их идентичными материалами должен быть изучен, прежде чем переходить к замещающим материалам».

В последнее время литой алюминий использовался в качестве замены чугуна, особенно для декоративных элементов с декоративными деталями. Алюминий легче по весу, более устойчив к коррозии и менее хрупок, чем чугун.Однако, поскольку он отличается от железа, его размещение в контакте с чугуном или рядом с ним может привести к гальванической коррозии, и поэтому его следует избегать. Особую осторожность следует соблюдать при нанесении лакокрасочных покрытий, особенно в полевых условиях. Часто трудно получить прочное покрытие после того, как первоначальная отделка вышла из строя. Поскольку алюминий слабее железа, требуется тщательный анализ всякий раз, когда алюминий рассматривается в качестве материала для замены конструкционных чугунных элементов.

Эта легкая колонна из стекловолокна на уровне улицы пострадала от удара в течение нескольких лет после установки. Фото: Building Conservation Associates.

Эпоксидные смолы представляют собой двухкомпонентные термореактивные смолистые материалы, которым можно придать практически любую форму. При формовании эпоксидная смола обычно смешивается с наполнителями, такими как песок, стеклянные шарики или каменная крошка. Так как это не металл, гальванической коррозии не происходит. При смешивании с песком или камнем его часто называют эпоксидным бетоном или полимерным бетоном, что является неправильным названием, поскольку в его состав не входят вяжущие материалы.Эпоксидные смолы особенно эффективны для воспроизведения небольших декоративных частей чугуна. Поскольку это не металл, гальванического воздействия не происходит. Эпоксидные элементы должны иметь защитное покрытие, защищающее их от ультрафиолетового излучения. Они также легко воспламеняются и не могут использоваться в качестве заменителей конструкционных чугунных элементов.

Армированный полиэстер, широко известный как стекловолокно, часто используется в качестве легкого заменителя исторических материалов, включая чугун, дерево и камень.В своей наиболее распространенной форме стекловолокно представляет собой тонкую жесткую многослойную оболочку, образованную путем заливки полиэфирной смолы в форму с последующим добавлением стекловолокна для усиления. Как и эпоксидные смолы, стекловолокно не вызывает коррозии, но подвержено разрушению под воздействием ультрафиолета. Из-за своей довольно хрупкой природы он не может использоваться в качестве замены конструктивных элементов, не может быть собран, как чугун, и обычно требует отдельной системы крепления. Он не подходит для мест, где он подвержен повреждениям при ударе, а также легко воспламеняется.

Бетон, армированный стекловолокном, известный как GFRC, похож на стекловолокно, за исключением того, что смолу заменяет легкий бетон. Элементы GFRC обычно изготавливаются в виде тонких панелей-оболочек путем набрызгивания бетона в формы. Обычно требуется отдельная система каркаса и крепления. Элементы GFRC легкие, недорогие и устойчивые к атмосферным воздействиям. Поскольку GFRC имеет низкий коэффициент усадки, формы можно изготавливать непосредственно из исторических элементов. Однако GFRC сильно отличается от железа физически и химически.При использовании рядом с железом он вызывает коррозию железа и будет иметь другую скорость поглощения влаги. Также не удается добиться четкости деталей, характерной для чугуна.

Успешная программа технического обслуживания является ключом к долгосрочному сохранению архитектурного чугуна. Необходимы регулярные проверки и точное ведение записей. Проверки, проводимые два раза в год, в идеале весной и осенью, включают выявление серьезных проблем, таких как недостающие элементы и трещины, а также незначительных проблем, таких как некачественная герметизация, поврежденная краска и поверхностная грязь.

Записи должны храниться в форме постоянного журнала технического обслуживания, в котором описываются текущие задачи технического обслуживания и фиксируется дата первого обнаружения проблемы, когда она была устранена, а также метод лечения. Записи о покраске важны для выбора совместимых красок для подкрашивания и последующего перекрашивания. В журнале должно быть указано место проведения работ, а также тип, производитель и цвет краски. Ту же информацию также следует собрать и записать для уплотнения.

Поверхностные загрязнения с хорошо окрашенного и конопатого чугуна можно смыть водой под низким напором. Неионогенные моющие средства могут использоваться для удаления сильных или устойчивых загрязнений или пятен после тестирования, чтобы определить, что они не оказывают неблагоприятного воздействия на окрашенные поверхности. Толстые жировые отложения и остатки можно удалить скребком вручную. Для удаления остатков можно использовать воду и моющие средства или неедкие обезжиривающие средства. Перед повторной покраской необходимо удалить масло и жир, чтобы новые покрытия хорошо держались.

Основной целью программы технического обслуживания является борьба с коррозией. Как только заметна ржавчина, ее следует осторожно удалить и обновить защитное покрытие железа на пораженном участке. Замена испорченного уплотнения, а также ремонт или замена вышедших из строя накладок также являются важными мерами профилактического обслуживания.

Успешная консервация чугунных архитектурных элементов и объектов зависит от точной диагностики их состояния и затрагивающих их проблем, а также от выбора соответствующих процедур ремонта, очистки и покраски. Часто приходится производить капитальный ремонт отдельных элементов и узлов; в некоторых случаях необходимо воспроизвести сильно поврежденные или отсутствующие компоненты. Долгосрочное сохранение архитектурного чугуна зависит как от проведения своевременного надлежащего ремонта, так и от соблюдения регулярного графика технического обслуживания.

Благодарности

Эта сводка по сохранению была разработана Центром технической охраны New York Landmarks Conservancy в соответствии с соглашением о сотрудничестве со Службой технической охраны Службы национальных парков и с частичным заключением Совета по делам искусств штата Нью-Йорк.За техническую помощь следует поблагодарить следующих лиц: Роберта Бэрда, Историческое искусство и кастинг; Уиллкокс Данн, архитектор и консультант по чугуну; Уильям Фоулкс, Mesick Cohen Waite Architects; Элизабет Фрош, Комиссия по сохранению достопримечательностей Нью-Йорка; Уильям Хокинс, III, FAIA, Макмат Хокинс Дортиньяк; Дж. Скотт Хауэлл, Robinson Iron Company; Морис Шикер, Facade Consultants International; Джоэл Шварц, Schwartz and Schwartz Metalworks; и Дайана Уэйт, Mount Ida Press. Ким Лавджой был координатором проекта и редактором Conservancy; Чарльз Фишер был координатором проекта и редактором Службы национальных парков.

Настоящая публикация была подготовлена ​​в соответствии с Законом о сохранении национального исторического наследия от 1966 года с поправками, который предписывает министру внутренних дел разрабатывать и предоставлять информацию об исторических объектах. Служба технической сохранности (TPS) Службы национальных парков готовит стандарты, руководства и другие образовательные материалы по ответственному сохранению исторических памятников для широкой публики.

Октябрь 1991

Эшерст, Джон и Никола Эшерст с Джеффом Уоллисом и Деннисом Тонером. Практическая консервация зданий: Технический справочник по английскому наследию: Том 4 металла. Олдершот, Хантс: Gower Technical Press, 1988.

.

Барсук, Дэниел Д., с новым введением Марго Гейл. барсук Иллюстрированный каталог чугунной архитектуры . Нью-Йорк: Dover Publications, Инк., 1981; перепечатка издания 1865 года, опубликованного Бейкером и Годвином, Printers, Нью-Йорк.

Гейл, Марго и Эдмунд В. Гиллон-младший Чугунная архитектура в Нью-Йорке Йорк: Фотографический обзор . Нью-Йорк: Dover Publications Inc., 1974.

.

Гейл, Марго, Дэвид В. Лук, AIA и Джон Г. Уэйт. Металлы в Америке Исторические здания: Часть I. Исторический обзор металлов : Часть II. Износ и методы консервации металлов . Вашингтон.; Отдел помощи в сохранении, Служба национальных парков, Министерство внутренних дел США, 1980 г.

Хокинс, Уильям Джон III. Великая эра чугунной архитектуры в Портленд . Портленд, Орегон: Бинфорд и Морт, 1976.

.

Хауэлл, Дж. Скотт. «Архитектурный чугун: проектирование и реставрация». Журнал Ассоциации технологий консервации . Том XIX, Номер 3 (1987), стр. 5155.

Парк, Шэрон С., AIA. Краткая информация о сохранении 16: Использование заменителя Материалы по экстерьерам исторических зданий .Вашингтон, округ Колумбия: Сохранение Отдел помощи, Служба национальных парков, U. 5. Департамент внутренних дел, 1988.

Робертсон, Э. Грэм и Джоан Робертсон. Чугунное украшение: мир Опрос . Нью-Йорк: публикации Watson-Guptill, 1977.

.

Саутворт, Сьюзан и Майкл. Декоративные изделия из металла: иллюстрированное руководство к его дизайну, истории и использованию в американской архитектуре . Бостон: Дэвид Р. Годин, 1978.

Уэйт, Диана С. Декоративные изделия из металла: два века мастерства в Олбани и Трое, Нью-Йорк . Олбани, Нью-Йорк: Mount Ida Press, 1990.

.

Брэд говорит о винтажном чугуне с королем старых кастрюль в Instagram

BL: Попался. Хорошо, скажем, вы нашли действительно хорошую сковороду, на которой нет ямок, трещин или изгибов, но она действительно проржавела, что кажется довольно распространенным явлением. Это не значит, что он обязательно мертв, верно? Его еще можно вернуть к жизни?

КС: Определенно.Ржавчина — это всего лишь окисление, а это означает, что металл подвергался воздействию слишком большого количества воздуха и влаги — избавьтесь от этого, и вы вернете свою кастрюлю. Действительно хороший способ начать избавляться от ржавчины или чего-либо, что застряло со временем, — это поставить сковороду на гриль, закрыть крышку и провернуть ее до упора. Оставьте его там на два или три часа, и ржавчина и грязь поднимутся крупными хлопьями, которые вы сможете просто очистить.

BL: Так что это снимет большую часть — что тогда?

KS: Затем я смешаю морскую соль и воду, чтобы получилась консистенция, почти похожая на зубную пасту, и начну втирать ее в сковороду стальной мочалкой.Это должна быть нержавеющая сталь; все, что легче, поцарапает сковороду или застрянет в ней. Вы должны дать ему старую добрую смазку для локтя. Это главное, что я говорю людям об этих старых чугунках — вы должны приложить к ним реальные усилия. Это не то, что нужно делать.

BL: Правильно, мы говорим о годах или десятилетиях накопления углерода, так что это займет больше времени, чем просто провести губкой.

КС: Да, это не быстрый и не легкий процесс.Но награды пожизненные. У вас может получиться годная к употреблению сковорода, которой сто лет!

BL: Итак, что вы делаете, когда убираете весь этот нагар и ржавчину?

KS: После того, как вы доведете его до голого металла с помощью соляной пасты и скруббера из нержавеющей стали, вы захотите тщательно промыть его и поместить в печь при температуре 500 градусов примерно на два часа, что продезинфицируйте его и убедитесь, что все, что вам не нужно на сковороде, сгорело и исчезло.Затем вы достанете его, дайте ему остыть, и пришло время приправить его. Я на самом деле раскрою смесь масел, которые я использую здесь — я всегда говорил всем, что это секрет. Это одна часть масла авокадо, одна часть льняного масла и одна часть масла канолы. Это действительно хорошая смесь, которая не сильно дымит и долго сохраняет послевкусие. Вы смешиваете эти три компонента вместе и наносите смесь на всю сковороду, а не только на варочную поверхность; масло действует как средство против ржавчины и необходимо для защиты целостности всей сковороды.Как только он будет покрыт, поместите его на горелку и нагревайте на среднем огне, пока сковорода не начнет дымиться, выключите ее, и теперь ваша сковорода правильно приправлена!

BL: Верно, и это поможет вам немного походить на антипригарную поверхность?

КС: Абсолютно. Вы сможете пройти тест на яйцо: если вы можете разбить яйцо в чугунной сковороде с приправами и поболтать им, не прилипая, значит, вы все сделали правильно.

Колпачки для чугунных стоек от Prescott Supply

ЧУГУННАЯ КЕПКА NEWEL, 1 ДЮЙМ

Цена поставки Prescott: 3 доллара. 00

Подходит для квадратного столба размером более 1 дюйма

1-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Цена поставки Prescott: $2,10

Подходит для квадратного столба размером более 1 дюйма

ЧУГУННАЯ КОЛПАЧКА NEWEL 1-1/4 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: 3 доллара.50

Подходит для квадратной стойки размером 1-1/4 дюйма

1-1/4 ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Цена поставки Prescott: $2,50

Подходит для квадратной стойки размером 1-1/4 дюйма

ЧУГУННАЯ КОЛПАЧКА NEWEL 1-1/2 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: 3 доллара.10

Подходит для квадратного столба размером 1-1/2 дюйма

1-1/2 ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Цена поставки Prescott: $2,25

Подходит для квадратного столба размером 1-1/2 дюйма

ЧУГУННАЯ КЕПКА NEWEL, 2 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: 4 доллара. 00

Подходит для 2-дюймового квадратного столба

2-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Цена поставки Prescott: $3,50

Подходит для 2-дюймового квадратного столба

ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL 2-1/2 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: 3 доллара.75

Подходит для квадратной стойки размером 2-1/2 дюйма

ЧУГУННАЯ КОЛПАЧКА NEWEL 2-1/2 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: $6.00

Подходит для квадратной стойки размером 2-1/2 дюйма

3-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ ШАРОВАЯ КЕПКА NEWEL

Цена поставки Prescott: 6 долларов.50

Подходит для 3-дюймовой квадратной стойки

3-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Предложение Prescott Цена: $4,00

Подходит для 3-дюймовой квадратной стойки

ЧУГУННАЯ КЕПКА NEWEL 4 ДЮЙМА

Цена поставки Prescott: 10 долларов. 00

Подходит для 4-дюймового квадратного столба

4-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Предложение Prescott Цена: $4,50

Подходит для 4-дюймового квадратного столба

6-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ ШАРОВАЯ КЕПКА NEWEL

Цена поставки Prescott: 15 долларов.97

Подходит для 6-дюймового квадратного столба

6-ДЮЙМОВАЯ ЧУГУННАЯ КРЫШКА NEWEL

Цена поставки Prescott: $9,50

Подходит для 6-дюймового квадратного столба

Послесварочная термообработка чугуна

Часто задаваемые вопросы

Точная термическая обработка сварного чугуна после сварки зависит от требуемой степени снятия напряжений или размягчения.

В серых чугунах для минимального снятия напряжения и частичного размягчения закаленной ЗТВ медленно нагревают до 480°С и охлаждают на воздухе. Для большего размягчения и снижения напряжения (примерно до половины исходного уровня остаточного напряжения) нагрейте до 590°C и охладите в неподвижном воздухе. В идеале целесообразно проводить термообработку, не давая отливке остыть после сварки.

Максимальное размягчение может быть достигнуто путем нагревания до 900°C с последующим охлаждением в печи. При этом образуется ферритная матрица, а медленное охлаждение обеспечивает отсутствие в структуре остаточных напряжений.

В ковких чугунах часто желательно восстановить пластичность сварных соединений до уровней, близких к уровням исходной отливки. Для умеренного снятия напряжения и размягчения достаточно нагрева до 480°С и медленного охлаждения на воздухе. Большее улучшение свойств достигается за счет обработки, предназначенной для растворения любых карбидов, образовавшихся в зоне сварки. Обычно выбирается термическая обработка, при которой создается структура, аналогичная исходной отливке, т. е. обработка, которая ферритизирует матрицу зоны термического влияния, подходит для ковкого чугуна с ферритной матрицей, но не для более прочного чугуна с матрицей, содержащей перлит.

Следующая обработка также преобразует мартенсит в аустенит, который при охлаждении образует феррит и перлит: Нагрев до 900°C со скоростью менее 55°C в час и выдержка в течение 40 минут на сантиметр толщины. Печь охлаждают до 260°С, снова со скоростью менее 55°С в час, затем охлаждают до комнатной температуры в неподвижном воздухе.

Более мягкая ферритовая матрица может быть получена следующим образом: Нагреть до 840-900°C (>55°C/ч) и выдержать при этой температуре 40 минут на сантиметр толщины.Печь охлаждают до 675°С (>55°С/ч) и выдерживают в течение 5-6 часов, затем печь охлаждают до 260°С (>55°С/ч) перед охлаждением до комнатной температуры в неподвижном воздухе.

Скорость нагрева и охлаждения ограничена, чтобы свести к минимуму развитие термических напряжений в компонентах. Это особенно необходимо для отливок сложной формы.

См. также Сварка чугуна — руководство по передовой практике, из которого взят этот FAQ.

.