Открытая печь
Печь с открытым сердцем или открытая очаровательная печь -это любая из нескольких видов промышленной печи , в которой избыток углерода и других примесей сожжены из свиноводного железа для производства стали . [ 1 ] Поскольку сталь трудно изготовить из-за своей высокой температуры плавления , нормальные топлива и печи были недостаточны для массового производства стали, а печь открытого сердца была одной из нескольких технологий, разработанных в девятнадцатом веке для преодоления этой трудности. По сравнению с процессом Bessemer он перемещен , который [ нужно разъяснения ] (Что приведет к тому, что сталь стала хрупкой ), было легче контролировать и позволило плавить и уточнение большого количества металлолома и стали . [ 2 ]
Печа с открытым сердцем была впервые разработана немецким инженером Карлом Вильгельмом Сименсом . В 1865 году французский инженер Пьер-Эмил Мартин получил лицензию от Siemens и впервые применил свою регенеративную печь для изготовления стали . Их процесс был известен как процесс Siemens-Martin или процесс Martin-Siemens , а печь как «открытая» печь. Большинство открытых очагов были закрыты к началу 1990 -х годов, не в последнюю очередь из -за их медленной работы, заменяя основную кислородную печь или электрическую дуговую печь . [ 2 ]
Принимая во внимание, что самый ранний пример изготовления стали открытого сердца встречается около 2000 лет назад в культуре народа Хая , в современной Танзании , [ 3 ] и в Европе в каталонской кузнице , это обычно ограничивает термин определенными процессами 19-го века , изобретенной в Испании в 8 - и более м веке поздних . его приложение.
Открытый процесс
[ редактировать ]Процесс открытого сердца-это пакетный процесс , а партия называется «тепло». Печь сначала проверяется на возможный ущерб. После того, как он будет готов или отремонтирован, он заряжается легким ломом, таким как листовой металл, измельченные транспортные средства или сточный метал. Печь нагревается с помощью горящего газа. После того, как заряд расплавился, добавляется тяжелый лом, такой как строительство, строительство или стальной фрезерный лом, вместе с свиной железом из взрывных печей . После того, как вся сталь расплавилась, добавляются текущие агенты, такие как известняк. Атмосферный кислород в контакте с железом расплавленной свиньи непосредственно окисляет углерод в избытке, который он содержит, образуя угарный газ (CO). Кроме того, Fe (ii), присутствующий в оксиде железа (II) (Feo) и других примесях, также способствуют декарбурению свиноводческого железа путем окисления углерода в СО и одновременно уменьшая Fe (ii) в металлический Fe. Сформированный угарный газ (CO) промывается в падениях, в то время как сталь образуется. Чтобы увеличить окислительную силу «тепла», может быть добавлено больше руды оксида железа. [ 4 ]
Процесс намного медленнее, чем у конвертера Bessemer , и, следовательно, легче контролировать и выборку для оценки качества. Подготовка тепла обычно занимает восемь до восьми с половиной часов и дольше, чтобы закончить преобразование в сталь. Поскольку процесс медленно, нет необходимости сжигать весь углерод, как в процессе Bessemer, но этот процесс может быть прекращен в любой заданный момент, когда было достигнуто желаемое содержание углерода. [ 4 ]
Печь нарезана так же, как взрывную печь нажатием на ; Отверстие просверлена в стороне очага, и сырая сталь вытекает. Как только вся сталь была постукивана, шлак сброс. Необработанная сталь может быть разбросана в слитки, процесс, называемый загрязняющимся , или она может использоваться в непрерывном литье на прокатной мельнице. [ 4 ]
Регенераторы являются отличительной особенностью печи и состоят из дымоходов огненного кирпича, заполненных кирпичами, установленными на грани, и расположенных таким образом, чтобы иметь большое количество небольших проходов между ними. [ 4 ] Кирпичи поглощают большую часть тепла от исходящих газов отходов и возвращают его позже в входящие холодные газы для сгорания.
История
[ редактировать ]
Карл Вильгельм Сименс разработал регенеративную печь Siemens в 1850 -х годах и заявил, что в 1857 году была взыскает достаточно тепла, чтобы сэкономить 70–80% топлива. Эта печь работает при высокой температуре, используя регенеративное предварительное нагревание топлива и воздуха для сжигания . При регенеративном предварительном нагревании выхлопные газы из печи перекачиваются в камеру, содержащую кирпичи, где тепло переносится из газов в кирпичи. Поток печи затем обращается вспять так, что топливо и воздух проходят через камеру и нагревают кирпичами. С помощью этого метода печь с открытым сердцем может достичь температуры достаточно высокой, чтобы расплавлять сталь, но Siemens изначально не использовал ее для этого. [ 5 ]
В 1865 году французский инженер Пьер-Эмил Мартин получил лицензию от Siemens и впервые применил свою регенеративную печь для изготовления стали. Наиболее привлекательной характеристикой регенеративной печи Siemens является быстрое производство большого количества базовой стали, используемой, например, для построения многоэтажных зданий. [ 5 ] Обычный размер печей составляет от 50 до 100 тонн, но для некоторых специальных процессов у них может быть емкость 250 или даже 500 тонн.
-
Siemens Furnace с 1895 года. -
30-тонная печь Siemens-Martin, секция, 1917. -
Эволюция размера открытых печей.
Процесс Siemens - Martin дополнял, а не заменил процесс Bessemer . Это медленнее и, следовательно, легче контролировать, позволяя производству лучшего продукта. Это также позволяет плавить и переработать большие количества лома -стали, еще больше снижения затрат на производство стали и утилизации неприятных отходов. Одним из важных недостатков является то, что таяние и переработка заряда занимают несколько часов. Это было преимуществом в начале 20 -го века, так как он дал химикам завода время проанализировать сталь и решить, сколько дольше ее уточнит. Но примерно к 1975 году электронные инструменты, такие как атомные спектрофотометры, сделали анализ стали намного проще и быстрее. Рабочая среда вокруг печи с открытым сердцем, как говорят, чрезвычайно опасна, хотя это может быть еще более верно для окружающей среды вокруг основной кислородной или электрической дуговой печи. [ 5 ]
С одной стороны, процесс достигает меньшей экономии масштаба , чем Bessemer, поэтому его сталь была дорогой в расцвете бывшего, но с другой стороны, он был более подходящим для стран, которые в любом случае не могли производить много стали из -за ограничений естественных ресурсы [ 6 ]
Основное производство кислородной стали в конечном итоге заменило печь с открытым сердцем. Он быстро заменил процессы Bessemer и Siemens -Martin в Западной Европе к 1950 -м и в Восточной Европе к 1980 -м годам. К 1900 году в Великобритании в Великобритании заменило процесс Бессемера в Великобритании, но в других местах Европы, особенно в Германии, процессы Бессемера и Томаса использовались до конца 1960-х годов, когда они были заменены основным производством кислорода. Последняя печь с открытым сердцем в бывшей Германии закончившего была остановлена в 1993 году . В США производство стали с использованием Восточной процесса Bessemer , Серьезная печь была закрыта 12 июня 1999 года и снесена и сброшена в период с 2001 по 2003 год, но восемь дымовых труб в печи оставались до февраля 2011 года. Последний магазин с открытым сердцем в Китае был закрыт в 2001 году. Страна. Самая высокая доля стали, изготовленной с открытыми печи (почти 50%), по состоянию на 2010-е годы была Украина. [ 7 ] Процесс в форме печи с двойным очагом использовался в сталелитейном заводе Индии Бхилай Бхилай и в некоторых частях Украины. Россия вышла на пенсию своей последней очаговой печи в марте 2018 года и рассматривала возможность сохранения ее как музейного артефакта. Парус Индии закрыл его в апреле 2020 года с появлением Covid19 из -за отсутствия рабочей силы для работы трудоемкого процесса [ 8 ]
Смотрите также
[ редактировать ]
- Bessemer Process
- Цементация (металлургия)
- Типичная сталь § Методы производства стали тигной стали
- Печь Ajax , открытый очаг на основе кислорода
Ссылки
[ редактировать ]- ^ K. Barraclough, стали, 1850-1900 (Институт металлов, Лондон 1990), 137-203.
- ^ Jump up to: а беременный Филипп Миоче, «и Сталь создал Европу», материалы для истории нашего времени, вып. 47, 1997, с. 29-36
- ^ Эйвери, Дональд; Шмидт, Питер (1978). «Сложное плавание железа и доисторическая культура в Танзании». Наука . 201 (4361): 1085–1089. Bibcode : 1978sci ... 201.1085s . doi : 10.1126/science.201.4361.1085 . ISSN 0036-8075 . JSTOR 1746308 . PMID 17830304 . S2CID 37926350 .
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Изучение открытого очага: трактат на открытой печи для очага и производство открытой стали. Harbison-Walker Company. (2015), 102 Pag, ISBN 1341212122 , ISBN 978-1341212123
- ^ Jump up to: а беременный в Основное открытое изделия стали, с добавлением на кислород в стали, третье издание (серия Seely W. Mudd) Американский институт горнодобывающих, металлургических и нефтяных инженеров (1964). Герхард, Держ. ASIN B00IJLRL40.
- ^ Sáez-García, Miguel A. (2017). «Бизнес и государство в развитии сталелитейной промышленности в Испании и Италии (c.1880–1929)» . Бизнес -история . 59 (2): 159–178. doi : 10.1080/00076791.2016.1172570 . HDL : 10045/66416 . S2CID 156562137 .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2017-08-09 . Получено 2006-12-09 .
{{cite web}}: CS1 Maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) - ^ "В России закрывается последняя крупная мартеновская печь" . 6 March 2018.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Barraclough, K. (1990), стали 1850–1900 , Институт металлов, Лондон, с. 137–203
- Гейл, WKV (1969), железо и сталь , Longmans, Лондон, с. 74–77
- Siemens, CW (июнь 1862 г.). «На регенеративной газовой печи, применяемой на стеклянные дома, лужи, нагревание и т. Д.». Материалы института инженеров -механиков . 13 Институт инженеров -механиков: 21–26. doi : 10.1243/pime_proc_1862_013_007_02 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Предшественники блазненной печи
- «Администрирование доз жидких железа в стальные печи» , популярная наука , февраль 1919 г., стр. 64, отсканированные Google Books .
