Домна - темір балқытатын пеш

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-02 13:58

Қазіргі металлургия өнеркәсібінде темір балқыту үшін домна пеші қолданылады. Бұл білік тәрізді пеш, ол өте күрделі құрылым емес, бірақ әсерлі көрінеді. Темір өндірісін жетілдіру үшін адамзат ғасырлар бойы тәжірибе жинақтауы керек болды.

Домна пешінің не екенін ішінара түсіндіреді, оның атауының ескі славян тіліндегі түбірі. "Дмит" үрлеуді білдіреді.

Домна пештерінің ата-бабалары - шукофен

Орта ғасырда адамдарға әртүрлі металдар қажет болды. Қару-жарақ пен құрал-саймандар болаттан, иілгіш және қатты, ал тұрмыстық ыдыстар үшін қарапайым темір пайдаланылды. Ірімшік домна пештері қажетті металды алу үшін өте ұзақ уақыт, мыңжылдықтар бойы қолданылған және олар төмен балқитын рудалардың қоры таусылғанша қажеттілікті толығымен қанағаттандырды. Биіктікті арттыру арқылы жоғары температураға қол жеткізілді (итеру осылайша өсті), ауа да қол сильфонымен сорылды. Алайда, уақыт өте келе еуропалықтар ілгерілеуге ынталандыру қызметін атқаратын төмен сапалы шикізатқа көшуге мәжбүр болды. Штукофен өнертабыс болды, содан кейін бірінші домна пеші пайда болды. Бұл сәйкес жұмыс істейтін жабық типті пеш болдыбелгілі бір цикл. Оған кенді, көмірді тиеу керек болды, содан кейін үрлеумен қыздыру болды (қол күші жеткіліксіз, сондықтан су дөңгелектерінен жетек пайдаланылды), содан кейін салқындатуды күту және металды бөліп алу керек болды. ол масштабтан және криц деп аталатын басқа жарамсыз жанама өнімдерден. Штукофеннің басты артықшылығы оның атмосфераға ағуының төмендеуіне байланысты жұмыс циклі кезінде жабық көлемге байланысты жылу энергиясының ең жақсы концентрациясы болды.

Шойын өркениеті

ХІІІ ғасырдағы ортағасырлық металлургтердің басты мәселесі темірдің ерімейтіндігі болды. Штукофенде шойын (яғни көміртегі концентрациясы 1,7% және одан жоғары темір-көміртекті қорытпа) алынғанда, олар оның төмен балқу температурасына таң қалды, бірақ олар қуанбады. Алынған металды болаттан, одан да темірден алу оңайырақ болды, бірақ оның сол кездегі тұтынушылардың көзқарасы бойынша механикалық қасиеттері көп нәрсені қалаусыз қалдырды: ол тым нәзік және жеткілікті берік емес еді. Алайда екі ғасырда ғана шойынға деген көзқарас өзгерді. Біріншіден, оны пештен шығару қарапайым мәселе болды, оны балқытылған күйде төгуге болады. Екіншіден, бұл металл әлі де өзінің қолданылуын тапты және ол өте алуан түрлі. Үшіншіден, бұл артық көміртекті одан әрі тазарту үшін шикізат болды және одан болат алу кенден гөрі әлдеқайда оңай болып шықты. Сонымен, ғасырлар бойы жүргізілген тәжірибелерден кейін ең өнімді металлургиялық технология табылып, домна пеші ойлап табылды. Вестфалияның Сигерланд қаласындағы пеш (15-ші жылдың екінші жартысығасыр) күніне бір жарым тоннадан астам шойын өндіре отырып, бірнеше жыл үздіксіз циклмен жұмыс істей алады. Ол кезде өте көп болды.

Домна пешін салу

Осы алып пешке жақын болу арқылы ғана заманауи домна пешінің қаншалықты үлкен екенін түсінуге болады. Фотосуреттер құмырсқадай кішкентай болып көрінетін адамды көрсеткенде ғана оның циклоптық өлшемі туралы түсінік береді. Дегенмен, әсерлі сыртқы түріне қарамастан, жұмыс принципі ортағасырлық өзгеріссіз қалды. Дизайн бес негізгі түйінді қамтиды. Үстіңгі жағы, үстіңгі жағы шикізатты тиеуге және оларды пештің ішінде біркелкі таратуға арналған. Оның астында қыздыру және қалпына келтіру процесі жүретін конустық пішіннің бөлігі (бұл туралы кейінірек). Үстіңгі жағындағы үшінші қондырғы бу деп аталады, онда темір балқытылады. Содан кейін тағы бір конустық бөлік, бұл жолы төмен қарай тарылтады - иықтар, онда кокстан көміртегі тотығы (тотықсыздандырғыш газ) бөлінеді. Ал ең төменгі жағында дайын өнім мен өндіріс қалдықтары алынатын ұстахана бар.

Процесс химиясы

Химиялық процестер тотығу және қалпына келтіру болып табылады. Біріншісі оттегімен байланысты білдіреді, екіншісі, керісінше, оны қабылдамау. Руда оксид болып табылады және темір алу үшін қосымша атомдарды «таңдауға» қабілетті белгілі бір реагент қажет. Бұл процесте ең маңызды рөлді кокс атқарады, ол жану кезінде көп мөлшерде жылу мен көмірқышқыл газын бөледі, ол жоғары температурада оксидке ыдырайды, химиялықбелсенді және тұрақсыз зат. CO қайтадан диоксидке айналады және кен молекулаларымен (Fe₂O_{3) кездесіп, олардан барлық оттегін «алып тастайды» тек темір. Әрине, шикізатта қож деп аталатын қалдық өнім түзетін басқа да қажетсіз заттар бар. Домна пеші осылай жұмыс істейді. Бұл, химия тұрғысынан алғанда, жылуды тұтынумен бірге жүретін қарапайым қалпына келтіру реакциясы.}

Қазіргі домна пеші қандай?

Домна пешінің қызмет ету мерзімі мұндай көлемдегі нысан үшін салыстырмалы түрде қысқа - шамамен он жыл. Осы уақыт ішінде құрылым термиялық жылытумен ауырлататын ауыр жүктемелерге ұшырайды, содан кейін күрделі жөндеу немесе бұзу қажет. Темір өндірісін зиянсыз деп атауға болмайды, ол атмосфераға фосфор, күкірт және басқа да өте пайдалы емес заттардың шығарылуымен байланысты. Біріктірілген бұл жағдайлар көптеген елдерді металлургиялық өндірісті қысқартуға немесе оны жаңғыртуға ынталандырады (әсіресе сала базалық және бюджетті құрайтын болса). Заманауи домна пеші негізінен қарапайым жүйе болып табылады, бірақ ол шикізат пен энергия ресурстарын барынша тиімді тұтынуды қамтамасыз ететін көптеген басқару циклдері бар күрделі басқару схемасын қажет етеді.