Адриан Шено
Адриен Клод Бернар Шено | |
|---|---|
| Рожденный | 30 августа 1803 г. |
| Умер | 27 ноября 1855 г. ( 52 года |
| Гражданство | Французский |
| Альма-матер | Парижская горная школа |
| Известный | Металлургия окись углерода |
| Награды | Золотая медаль Почетной выставки Universelle (1855 г.) |
| Научная карьера | |
| Поля | Химия |
Адриен CB Шено (родился 30 августа 1803 г.; умер 27 ноября 1855 г.) [1] был французским инженером, наиболее известным своими изобретениями в металлургии , а также исследованиями промышленных газов. В частности, он является изобретателем одного из первых современных методов прямого восстановления железной руды, основанного на использовании угля, реагирующего с рудой в ретортах. Первые образцы предварительно восстановленной железной руды он выставил на Всемирной выставке в Лиссабоне 1849 года. [2] и был награжден « Золотой медалью ». [3] (Золотая медаль Почета) [4] на Всемирной выставке в Париже 1855 года . [5]
Ранний период жизни
[ редактировать ]Он родился в Бар-сюр-Об , учился в школе в Нанси , затем в Париже. В 1820 году он поступил в Парижскую Ecole des Mines , а по окончании этой школы был прикомандирован к Генеральному секретариату Департамента мостов и дорог. Через некоторое время он покинул этот пост, чтобы работать на рудниках в Оверни . [2]
Карьера
[ редактировать ], герцог Рагузский, попросил Шено В 1826 году Огюст де Мармон провести металлургические исследования в Шатийон-сюр-Сон , где он подал первый патент, касающийся прямого производства железа путем обработки порошкообразной руды, смешанной с углем, на очаг отражательной печи.
В 1832 году он построил у себя дома в Верхней Соне первое устройство прямого восстановления , вызвавшее фурор среди соседних кузнечных мастеров, затем переехал в Клиши-ла-Гаренн . [2]
Шено также интересовался производством промышленного газа, в частности древесного газа для снабжения реверберационных печей . До 1842 работал и патентовал газы, сланцевые масла, сульфаты свинца и др. Изобрел применение щелочей для дефосфорации и десульфурации промышленных газов, предложил классификацию горючих газов по их реакционной способности со щелочами. Он изучал применение пористых материалов, губок для улучшения добычи газа и т. д.
В 1849 году он вернулся к своим металлургическим исследованиям, связанным с восстановлением оксидов металлов. Развитие прямой металлургии, заключающейся в производстве металлов без прохождения стадий плавки (в доменной печи ) и рафинирования (затем осуществляемого мучительно пудлинговым способом ), требует научной оптимизации химических реакций, ранее проводившихся эмпирическим путем в низкотемпературных печах. . Ему казалось, что этот подход способен произвести революцию в металлургии:
«Фактически, высвобождение тепла путем окисления и поглощение его путем восстановления, порождая электрохимические и электродинамические токи, которые быстро распределяют локальные эффекты во Вселенной, — таков великий механизм, функционирующий в природе. действием зарождающихся тел или губок. Поэтому наука о производстве металлических губок должна отныне служить основой не только металлургического искусства, но и всех других».
- БК Шено, 1849 г.
Ее знания о производстве восстановительных газов необходимы для разработки процессов восстановления оксидов: они одновременно улучшают получение газов, необходимых для металлургических процессов, как и сами процессы. Он также понимал важность чистоты руды для обеспечения экономической выгоды в процессах прямого восстановления и изобрел «электротриез», который удаляет большую часть минерального сырья из стерильной пустой породы.
Его исследования касаются получения металлических губок из многих тел (алюминия, кальция, кремния, бария и др. ), из которых он также изучает свойства их сплавов с железом.
Смерть
[ редактировать ]Шено внезапно и неожиданно умер в ноябре 1855 года. [4] после падения из окна [3] по-видимому, из-за дезориентации и тошноты от экспериментирования с отравлением угарным газом . [6] Ему было всего 52 года, и он был активен в свои последние дни, хотя и очень ослаблен токсичными газами, вдыхаемыми во время экспериментов.
Взносы
[ редактировать ]Метод Шено прямого восстановления
[ редактировать ]Процесс Шено — один из первых процессов прямого восстановления, пришедших на смену доменным печам. [4] На разработку метода ушло более 25 лет. [3]
Способ представляет собой ретортную печь высотой 10 м , шириной 1,5 м и глубиной 0,5 м , соединенную попарно и стенки которой обогреваются четырьмя угольными каминами. Реторты загружаются сверху смесью древесного угля и железной руды, а их содержимое выгружается вниз, как только загрузка достаточно уменьшится. [7] Несмотря на наличие под ретортами холодильника, предназначенного для восстановления ее тепла загружаемой руды, «Метод нагрева […] весьма несовершенен; больше тепла теряется снаружи, чем используется в самой реторте». Действительно, для производства одной тонны предварительно восстановленной железной руды процесс Шено потребляет 350 кг древесного угля и 780 кг каменного угля, что намного больше, чем в доменных печах того времени, которые осуществляли как плавку, так и восстановление, поскольку потребляли меньше более 1000 кг кокса; тепловой КПД процесса тогда оценивается в 26% по сравнению с 70 или даже 80% доменных печей того периода. Так, Исаак Лотиан Белл оценивает стоимость топлива в 2,3 раза выше, а потери в 3,5 раза выше, чем в доменной печи и бессемеровском конвертере . [8] [9]
Используемая руда должна быть отличного качества (от 80 до 82% гематита) и оставаться в аппарате около 8 дней (половину времени в реторте, затем в холодильнике). Однако погрузка и разгрузка являются частичными и поэтому более регулярными: мощности переработки руды составляют 1,2–1,5 тонны в сутки, т.е. 400 тонн в год на единицу продукции, что далеко от производственных мощностей доменных печей. из эпохи. Полученная железная губка содержит 13% пустой породы, которую необходимо нагреть и измельчить или расплавить, чтобы получить полезную массу железа. [7]
Влияние
[ редактировать ]Тем не менее, этот процесс сильно повлиял на своих современников, поскольку он использовал и подтвердил новое понимание химических окислительно-восстановительных реакций в металлургии. Но, хотя оно и иллюстрирует прекрасное знание его автором современной металлургии, оно вызывает много вопросов относительно его рентабельности:
«Сегодня трудно понять, что изначально считалось, что процесс Шено призван совершить революцию в черной металлургии, тогда как его можно применять только к абсолютно чистым рудам, а во всех этих случаях никто не решается переплавить губку в Неизвестно также, что на одной фабрике можно было собрать десять печей, что представляет собой значительные затраты, для производства продукта, требующего расхода 1400 килограммов древесного угля на тонну губки. для восстановления и 1723 килограмма каменного угля для нагрева реторты: губка не могла быть превращена в железо, кроме как путем агломерации ее в огне Комтуа за счет нового потребления угля». [5]
- А. Ледебур,
Работал в 1850-х годах на нескольких фабриках во Франции (на фабрике Шено де Клиши в 1855 году, в Пончарре в 1856 году и в Отмоне в 1857 году), в Испании (в Баракальдо в 1852 году), в Бельгии (в Куйе в 1856 году) и в Италии. . [5] Этот процесс также был опробован в Соединенных Штатах, где слегка улучшенный вариант Блэра работал в Питтсбурге до 1846 года. Другая печь, в Рэйвенсдейле ( Северный Стаффордшир ), была запущена в 1875 году, но не оказалась более прибыльной.
Англичанин Йейтс пользуется тем, что очаги, нагревающие реторты, могут питаться газом вместо угля, и в этом смысле предлагает модификацию процесса Шено в 1860 году. [10] [7]
Также в 1860 году американец Рентон, а затем, в 1875 году, француз Вердье в Фирмини , предложили более оригинальный вариант, заключающийся в использовании отходящего тепла из дымовой трубы пудлинговых печей для нагрева реторты уменьшенных размеров. Но, если «на первый взгляд операция кажется рациональной, восстановление неполное, отходы высокие, дно реторты […] быстро проржавело. Всегда трудно скоординировать в одной печи две отдельные операции: уменьшение отходящего тепла и рафинирование подошвы фонарного столба». [7]
Наконец, его сын Эжен Шено продолжил исследования своего отца, построив в 1862 году на заводе Рамаде в Клиши печь прямого восстановления, предвещавшую непрерывные процессы прямого восстановления только с помощью газов, которые, однако, не увенчались успехом. лучше, чем процесс, разработанный его отцом.
Сталь получают вымачиванием части (около четверти) железной губки в науглероженной жидкости (древесной смоле и т. д. ), затем плавлением науглероженных губок с ненауглероженными губками. Сталь, полученная таким способом, считается качественной, хотя есть и более качественные. В 1867 году себестоимость тонны стали Шено, произведенной в Клиши, оценивалась в 1097,29 франков , а в 500 франков. в Баракальдо — [10] где его использовали в качестве гвоздей для подков. [3]
Окись углерода
[ редактировать ]Оксид углерода служил восстановителем в методе Шено. [3] Шено был одним из первых, кто сообщил о токсичности отравления угарным газом . [11] Он страдал от последствий отравления угарным газом, перенесенных во время его многочисленных экспериментов. Особенно серьезно он был пьян в 1846 году, работая на фабриках маркиза де Сассене , в Пруссии . По его словам, «окись углерода превращается в угольную кислоту, вызывая смертельное раскисление. […] Причиной патофизиологических нарушений могло быть также резкое повышение температуры вследствие переокисления углерода в крови». Конечно, Шено, который «признает, что окись углерода играет в крови [ту же] роль восстанавливающего тела, что и в металлургии», может предложить лишь частичное объяснение, поскольку он не анализирует тщательно физиологические аспекты. Несмотря на ограниченность своего анализа, Шено остается одним из первых, кто предложил химическую теорию механизма отравления этим газом. [11] [12]
Разнообразный
[ редактировать ]Адриен Шено также выступал за отмену закона, касающегося создания крупных железнодорожных линий во Франции.
Публикации и работы
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Адриан Шено (1803-1855)» . data.bnf.fr (на французском языке) . Проверено 06 мая 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Хофер, М. (Жан Кретьен Фердинанд); Фирмин-Дидот (Фирма). фирма, издательство (1852). Новая универсальная биография с древнейших времен до наших дней, с библиографическими сведениями и указанием источников, к которым следует обращаться; . Бостонская публичная библиотека. Париж: Братья Фирмен Дидо...
- ^ Перейти обратно: а б с д и Перси, Джон (1864). Металлургия: искусство извлечения металлов из руд и их приспособления для различных целей производства . Дж. Мюррей. стр. 335–336.
- ^ Перейти обратно: а б с Хант, Т. Стерри (1856). Отчет за 1855 год . Гугл Книги. стр. 391–392.
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б с Ледебур, Адольф (1895), «Животноводство и кормление в конце бронзового века и первом железном веке на западе Франции. Археозоологический подход к некоторым нормандским памятникам», От эпохи от бронзы до железного века во Франции и Западной Европе. (10-7 века до н. э.) , ARTEHIS Editions, стр. 487–491, номер домена : 10.4000/books.artehis.18306 , ISBN. 978-2-915544-11-4
- ^ Американский журнал науки и искусства . С. Конверс. 1856. с. 255.
- ^ Перейти обратно: а б с д Эммануэль-Луи Грюнер, , т. е. во-вторых, металлургический процесс, нагрев и плавка, обжиг, рафинирование и восстановление, Дюно, 1878 г.
- ^ Хоу, Генри Мэрион (1891). Металлургия стали . Библиотеки Калифорнийского университета. Нью-Йорк: Научное издательство.
- ^ Белл, И. Лотиан (Исаак Лоутиан) (1884). Принципы производства чугуна и стали: с некоторыми замечаниями об экономических условиях их производства . Мичиганский университет. Лондон; Нью-Йорк: Г. Рутледж.
- ^ Перейти обратно: а б Ж. Перси ( перевод осуществлялся автором), Париж, издательство Librairie Polytechnique de Noblet et Baudry, 1865 г.
- ^ Перейти обратно: а б Хоппер, Кристофер П.; Замбрана, Пейдж Н.; Гебель, Ульрих; Волборн, Якоб (июнь 2021 г.). «Краткая история угарного газа и его терапевтического происхождения» . Оксид азота . 111–112: 45–63. дои : 10.1016/j.niox.2021.04.001 . ПМИД 33838343 . S2CID 233205099 .
- ^ Грмек, Мирко Дражен (1973). Экспериментальные рассуждения и токсикологические исследования Клода Бернара (на французском языке). Книжный магазин Дроз. ISBN 978-2-600-03369-5 .
| Международный | |
|---|---|
| Национальный | |
| Другой | |
