Кри́ца — рыхлый ком размягченного губчатого железа в смеси со шлаком и частицами несгоревшего угля , образующийся при плавке железной руды в условиях низких относительно доменной плавки температур (до 1300 °С). Название произошло от древнерусского «кръч» — кузнец . Также крицу называют сыродутным железом .

История

В глубокой древности железо получали нагреванием железных руд в смеси с древесным углем в ямах, расположенных ниже поверхности земли и часто окружённых небольшим валом из глины и мелких камней для уменьшения потерь тепла. Первым металлургическим агрегатом, специально предназначенным для восстановления железных руд, являлся низкий (высотой 1—1,5 м) сыродутный горн . Под воздействием горячего восстановительного газа в нём образовывалась крица, поскольку температура в горне не превышала 1300 °С и была недостаточной для образования чугуна .

В дальнейшем крицу получали в более сложных печах — штюкофенах , каталонских горнах .

После 4—5 часов непрерывной работы печи раскалённую до белого каления крицу клещами извлекали через пролом в передней стенке горна вместе с частью шлака и кусочками угля. Металл уплотняли деревянным молотом, большие крицы топором разрубали на 2—4 части и ковали ручным кузнечным молотом для удаления шлака из пор (его начальное количество составляло 4—6 % по массе). Основная часть шлака выжималась из металла, а оставшийся шлак в количестве 1—2 % располагался в виде нитей, переплетавшихся с волокнами металла. Перед следующей плавкой переднюю стенку горна ремонтировали, вставляли новое сопло, охладившуюся кладку разогревали сжиганием порции древесного угля, после чего начинали получение новой крицы. В зависимости от размеров горна и интенсивности подачи дутья за одну плавку получали 10—80 кг металла, а число выработанных за сутки криц достигало 3—4.

В каталонском горне крицу извлекали клещами через верх, используя в качестве рычагов ломы ́. Для облегчения работы одну из боковых стенок горна делали ниже другой. Масса крицы достигала 100—150 кг, в течение года производили до тысячи криц . Горячую крицу уплотняли механическим молотом, приводимым в действие водяным колесом .

• 
  Крица, вынутая из печи
• 
  Кусок крицы, найденный при раскопках в Сассексе
• 
  Вододействующий кричный молот в музее Северская домна
• 
  Кричный молот в музее УрГАХУ

Теории образования крицы

Наиболее распространённая теория получения крицы заключается в том, что железная руда восстанавливалась до металла в твердом состоянии в виде пористой пастообразной низкоуглеродистой массы, сквозь которую проникал вязкий железистый шлак, хорошо плавящийся при температуре выше 1200 °С. В результате пористое железо образовывало достаточно плотную крицу и обычно не было насыщено углеродом. Лишь в отдельных местах формировались науглероженные зоны. Целью плавки было получение как можно более мягкого (низкоуглеродистого) ковкого металла.

Некоторые исследователи полагают, что в ходе сыродутной плавки в зонах печи, где температура составляла 800—1200 °С, частицы железа сначала науглероживались, а затем плавились в виде чугуна. Однако потом происходило повторное окисление углерода и металла в фурменной зоне печи, температура в которой превышала 1400 °С. Ряд авторов полагает, что в обеих вышеупомянутых теориях есть доля истины, так как, несмотря на малые размеры первых сыродутных горнов или благодаря им, а возможно, в зависимости от способа подготовки и загрузки шихты в горн в различных его зонах могли проходить оба процесса. Поэтому продукты сыродутного производства могли содержать и высоконауглероженный металл, и даже частицы чугуна . Существует также точка зрения, согласно которой процесс получения крицы мог быть двухстадийным. В этом случае в ходе первой стадии плавки руды получали частично восстановленный или металлизованный агломерат . На второй стадии этот агломерат переплавляли с получением плотной железной крицы или чугуна .

См. также

• История производства и использования железа
• Доменный процесс
• Доменная печь
• Каталонский горн
• Сыродутная печь

Примечания

Литература

• Бабарыкин Н. Н. Теория и технология доменного процесса. — Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. — С. 15. — 257 с.
• Вегман Е. Ф. , Жеребин Б. Н. , Похвиснев А. Н. и др. Металлургия чугуна : Учебник для вузов / под ред. Ю. С. Юсфина . — 3-е издание, переработанное и дополненное. — М. : ИКЦ «Академкнига», 2004. — 774 с. — 2000 экз. — ISBN 5-94628-120-8 .
• Карабасов Ю. С. , Черноусов П. И. , Коротченко Н. А. , Голубев О. В . Металлургия и время : Энциклопедия : в 6 т. — М. : Издательский Дом МИСиС , 2011. — . — 216 с. — 1000 экз. — ISBN 978-5-87623-536-7 (т. 1).