მეტალურგია

მეტალურგია (- მოვიპოვებ მადანს, ვამუშავებ ლითონებს) — მეცნიერების, ტექნიკისა და მრეწველობის დარგი, რომელიც მოიცავს მადნისაგან ან სხვა მასალისაგან ლითონისა და მისგან ნამზადების მიღების პროცესს. იგი აერთიანებს წარმოების სხვადასხვა სახეობას. მადნის წინასარ მომზადებას დნობისათვის, მისი დნობის პროცესს, ქიმიური შემადგენლობისა და სტრუქტურის შეცვლით ლითონისა და შენადნობებისათვის სათანადო თვისებების მინუჭების პროცესებს, აგრეთვე ლითონისაგან სხვადასხვა ნაკეთობის დამზადების ტექნოლოგიას. ლითონებისა და შენადნობების შემადგენლობას, აგებულებასა და თვისებებს შორის კავშირს იკვლევს ლითონმცოდნეობა (ლითონგრაფია).
თანამედროვე ტექნოლოგიაში მეტალურგიას ყოფენ შავ და ფერად მეტალურგიად. შავ მეტალურგიას მიაკუთვნებენ რკინისა და მისი შენადნობების (ფოლადს, თუჯს, აგრეთვე ფეროშენადნობების წარმოებას. ფერადი მეტალურგია მოიცავს ყველა დანარჩენი ლითონის წარმოებას.
მეტალურგიის განვითარების ისტორია
არქეოლოგიური მასალის შესწავლამ დაამტკიცა, რომ მეტალურგიას უძველეს დროში ჩაეყარა საფუძველი. მცირე აზიაში ჩატარებული გათხრებიდან ჩანს, რომ სპილენძს ძვ. წ. VII - VI ათასწლეულებში ადნობდნენ. უფრო ადრე ადამიანი გაეცნო თვითნაბად ოქროს, ვერცხლს, სპილენძს, მეტეორიტულ რკინას. საქართველოს ტერიტორიაზე მცხოვრები ტომები ძვ. წ. IV - III ათასწლეულში იყენებდნენ მცირე მინარევიან (დარიშხნიან) სპილენძის იარაღი. ძვ. წ. III ათასწლეულეულის დასაწყისიდან კომპლექსური მადნებიდან იღებდნენ მრავალკომპონენტიან სპილენძს. შენადნობის შედგენილობაში იყო დარიშხანი, სტიბიუმი, ტყვია, კალა. ბრინჯაოს ხანაში დაეუფლენ კლასიკური კალიანი ბრინჯაოს გამოდნობას. მისგან ამზადებდნენ საომარ, სამეურნეო იარაღს, სამკაულებს და სხვა. II ათასწლეულეულის შუა წლებიდან დაწინაურდა რკინის მეტალურგია (რკინის ხანა).
ებრაელთა ძველ მატიანეთა და ასურეთის ტექსტების ცნობებით, აგრეთვე ბერძნულ-რომაული წყაროებიდან ჩანს, მცირე აზია - კავკასიის სამყარო - ერთ-ერთი პირველთაგანია, სადაც ჩაისახა და განვითარდა რკინის წარმოება. ვენის უნივერსიტეტის პროფესორი დ. ფ. ზიპე რკინის წარმოებით განთქმულ ქვეყნებს შორის ასახელებს ხალიბთა ქვეყანას. ასეთივე ცნობებს გვაწვდის ფსევდოარისტოტელეც. მისი აზრით ხალიბურ და ამისურ რკინას ამზადებდნენ მდინარეთა მიერ მოტანილი რკინის შემცველი ქვიშისაგან, რომელსაც რამდენიმეჯერ რეცხავდნენ და შემდეგ წურავდნენ (ადნობდნენ) რკინად. დნობის დროს მას უმატებდნენ ერთგვარ მხურვალმტკიცე შავქვას (ეს ქვა მანგანუმი უნდა ყოფილიყო). ამ ხერხით მიღებული რკინა მაგარი იყო და ჟანგს არ იკიდებდა. ქართველთა წინაპრებმა -სუბარულმა ტომებმა, რომლებსაც ჩრდილოეთ მესოპოტამიიდან კავკასიონამდე ტერიტორია ეჭირათ, რკინის გამოყენება II ათასწლეულეულის შუა ხანებში დაიწყეს; II ათასწლეულეულის ბოლოს ხეთურ-სუბარული ტომებისაგან წვრილი სამთავროები შეიქმნა. ყველაზე ძლიერი ყოფილა მუსკების (მერმინდელი მესხების) და თაბალების სამთვროები. როგორც მუსკების, თაბალების მელითონეობა საქვეყნოდ იყო განთქმული. უცხოელ მეცნიერთა შორის დღესაც დამკვიდრებულია აზრი იმის შესახებ, რომ შავიზღვისპირეთი, კერძოდ კი პონტოს სამეფოს რაიონი, წარმოადგენდა ზოგიერთი ფერადი და შავი ლითონის დამუშავების ეპიცენტრს, ხოლო ქართველური მოდგმის ტომები ხალიბები, მოსინიკები და თაბალები ამ ლითონების პირველმწარმოებლები ყოფილან მთელ მსოფლიოში. საქართველო არქეოლოგიური გათხრებით ნაპოვნი რკინის ნივთების ფიზიკური, ქიმიური და ტექნოლოგიური კვლევით დადასტურდა, რომ რკინის იარაღებს ხმარობდნენ ადრეული პერიოდიდანვე. ისინი ჭედვის, თერმული, თერმომექანიკური, ქიმიურ-თერმულ და მექანიკური დამუშავების მრავალფეროვნებასა და ოსტატთა დის დახელოვნებაზე მეტყველებენ. ამასვე ადასტურებს საქართველოს ტერიტორიაზე აღმოჩენილი რკინის სადნობი ქურები (რკინის საწური ქურა) და რკინის წარმოების სხვა ნაშთები. ზოგ ქვეყანაში რკინის იარაღები დაბალი ხარისხის იყო ნახშირბადის მცირე შემცველობის გამო. საქართველოს ტერიტორიაზე აღმოჩენილი რკინის იარაღები კი გაცილებით მაღალი თვისებებით ხასიათდება. აქ ადრევე იყენებდნენ დაბალ, საშუალო და მაღალნახშირბადიან რკინას (ფოლადს), რომელსაც იღებდნენ როგორც უშუალოდ ცივსაბერ ქურაში, ისე ცემენტაციის პროცესით. რკინის დამუშავების ხერხები შემდგომ საუკუნეებშიც ვითარდებოდა და იხვეწებოდა. ძველმა ქართველმა მეტალურგებმა ლითონის ნაკეთობების დამზადების მაღალი ხელოვნება დიდხანს შეინარჩუნეს. XIX საუკუნემდე რაჭაში, სოფ. წედისში, ამზადებდნენ მაღალი ხარისხის რკინას. საქართველოში მეტალურგები ფლობდნენ ფოლადის (ბულატის) წარმოების საიდუმლოებას. მათთან კავშირი ჰქონდა გამოჩენილ მეტალურგს პ. ანოსოვს.
ახ.წ.-ის მეტალურგია ფართოდ გავრცელდა როგორც აზიაში, ისე ევროპაში. საუკუნეთა განმავლობაში რკინის წარმოებას დიდი ცვლილებები არ განუცდია. იზრდებოდა ცივსაბერი ქურის სიმაღლე, უმჯობესდებოდა მისი ფორმები და ბოლოს მან მიიღობრძმედის ბრძმედის სახე, რომელშიც ცომისებრი რკინის ნაცვლად იღებდნენ მაღალნახშირბადიან რკინას - თუჯს, რომლის წარმოების ზრდამ XIV ს-ში მისი ჭედად რკინად გადადნობის იდეა წარმოიშვა. ამ პროცესს ატარებდნენ სპეც. ღუმელში რკინით მდიდარი წიდის დამატებით, საიდანაც რკინის ჟანგიდან რკინა აღდგებოდა შებერილი ჰაერის შებერვია ხარჯზე თუჯში არსებული ელემენტების დაჟანგვით. ამრიგად, წარმოიშვა რკინის მიღების ორეტაპიანი წარმოების სქემა, რომელიც საფუძვლად უდევს ფოლადის თანამედროვე წარმოებას. 1740 წ ინგლისში დაიწყეს ტიგელში დნობა (სხმული ფოლადის მიღების პროცესის პირველი ხერხი). ხოლო XVIII საუკუნის ბოლოს - პუდლინგვა, რომლის შედეგადაც იღებდნენ შენადუღ რკინას. მაგრამ ამ პროცესით არ ხერხდებოდა გამოდნობილი თუჯის მთლიანად ფოლადად გადამუშავება, რადგანაც ამ პერიოდისთვის თუჯის წარმოება ძალიან გაიზარდა. ამას ხელი შეუწყო წარმოებაში წყლის ძალით მომუშავე ჰაერსაბერი მილების, წყლის ამძრავიანი საბერველების (XV ს), ორთქლის ჰაერსაბერი მანქანების (1782) დანერგვამ. 1735 წ ბრძმედში კოქსი გამოიყენეს. XIX ს-დან დაიწყეს გახურებული ჰაერის შებერვა და მადნის წინასწარი მომზადება. ფოლადსადნობ წარმოებაშო გადამწყვეტი როლი ითამაშა ბესემერის პროცესის (1856), მარტენის პროცესის (1864) და ტომასის პროცესის (1876) შემოღებამ. XX ს. II ნახევრიდან დაიწყეს ფოლადსადნობი აგრეგატების მოცულობის გაზრდა. მეტალ. პროცესების ეფექტურების ასამაღლებლად გამოიყენეს ჟანგბადი, ვაკუუმი, სინთეზური წიდები, ინერტული აირები და ფოლადის უწყვეტი ჩამოსხმის ხერხი, დაიწყო წარმოების მექანიზაცია და ავტომატიზაცია. თანამედროვე მეტალურგიაში დიდი მნიშვნელობა ენიჭება მაღალხარისხოვანი ლეგირებული ფოლადების გამოდნობას. ამ პროცესს XX ს. დასაწყისიდან ელექტროღუმელებში ატარებენ. XX ს. II ნახევრის დასაწყისიდან ზოგიერთი ფერადი ლითონისა და განსაკუთრებით საპასუხისმგებლო დანიშნულების ფოლადების მისაღებად დაიწყეს ლითონის დამატებითი გადადნობა რკალურ ვაკუუმურ ღუმელებში, ელექტროწიდურ, ელექტრონულ-სხივურ და პლაზმურ დანადგარებში. ბრძმედული წარმოების გაფართოება-განვითარებასთან ერთად კვლავ ვითარდება მადნებიდან რკინის პირდაპირი აღდგენის პროცესიც. ახალი მეთოდების გამოყენებით სულ უფრო მეტი რაოდენობით იღებენ ასეთ რკინას.
მეტალურგია საქართველოში
საქართველოში 1930 წელს ჭიათურის მანგანუმის მადნის გამოყენების მიზნით გიორგი ნიკოლაძის ინიციატივით აგებულ იქნა ფეროშენადნობთა წარმოების ასათვისებელი საცდელი ქარხანა თბილისში. მიღებული მონაცემების საფუძველზე ზესტაფონში ააშენეს ფეროშენადნობთა ქარხანა, რომელიც 1934 წელს ამუშავდა. 1934 წელს ქ-ნა „ცენტროლიტმა“ თუჯისა და ფოლადის სხმულების პირველი პროდუქცია გამოუშვა. 1944 წელს რუსთავში დაიწყო მეტალურგიული ქარხნის მშენებლობა. 1950 წელს რუსთავის მეტალურგიული ქარხნის მარტენის ღუმელში მიიღეს ფოლადი. შემდეგ აშენდა მილსაგლინავი საამქრო და ბრძმედი. რუსთავის ქ-ნა სრული ციკლის მეტალურგიული საწარმო გახდა. XX საუკუნის ბოლოს მომხდარი ცნობილი პოლიტიკური და ეკონომიკური პროცესების გამო რუსთავის მეტალურგიული ქარხანა განადგურების პირას მივიდა. დღეისათვის იქ მუშაობს სამშენებლო არმატურის და მილსაგლინავი საამქროები.
ლიტერატურა
ქართლის ცხოვრება. ტომი IV. ბატონიშვილი ვახუშტი, აღწერა სამეფოსა საქართველოსა. გვ.766, სახელმწიფო გამომცემლობა „საბჭოთა საქართველო.“ თბილისი 1973.
მეტალურგია