Выплавка чугуна
Обзор: Сама техника выплавки чугуна из железной руды известна, по-видимому, с глубокой древности.
Рейтинг: 4 - количество голосов за статью Рейтинг: 3,0
Публикация: 20.01.2012, в категории "Промышленность и оборудование"
Просмотр: эта статья прочитана 4821 раз

Выплавка чугуна

Сама техника выплавки чугуна из железной руды известна, по-видимому, с глубокой древности. В древности железо добывалось прямо из руды, прокаливанием ее в ямах и посредством дальнейшей проковки прокаленных кусков руды под молотком, при чем железо освобождалось от остатков руды и шло в изделия. Но далеко не всякая руда могла так перерабатываться, — бедные руды потребовали уже применения искусственного дутья мехами.

 Меха для раздувания пламени плавильных печей употребляли еще римляне и германцы, но родину металлургии железа, по-видимому, приходится искать дальше —в центральных и южных частях Африки, где и сейчас еще в ходу старые приемы выплавки железа. Применение дутья неожиданно повело к открытию чугуна, т.е. того же железа, но с примесью 2—3% углерода  ). В виду хрупкости и нековкости чугуна — его даже не считали чем-либо ценным и прямо пускали в отброс. Лишь. позднее, начав строить доменные печи и научившись способам превращать чугун в железо, достаточно оценили свойства этого материала.

 Для выплавки чугуна из руды повсеместно употреблялся древесный уголь, что повело в Англии к значительному уничтожению лесов. У нас на Урале почти вся чугунно-плавильная промышленность выросла также на древесных углях, в виду его большой дешевизны сравнительно с привозным каменным углем. После ряда неудачных попыток в середине XVIII века в Англии удалось, наконец, заменить древесный уголь — углем каменным, и с тех пор развитие этих главнейших отраслей промышленности — угольной и чугунно-плавильной — пошло гигантскими шагами вперед. Еще успешнее пошла выплавка чугуна после применения в 1730 году кокса (пережженного каменного угля, лишенного своих летучих примесей).

 За 60 лет производство чугуна и железа в Англии удесятерилось, и Англия стала на первое место в ряду других стран, производящих железо,—которое, однако, в последние годы заняли Сев.Амер. Соед. Штаты с их чудовищно развитой металлургической промышленностью. Сущность самой выплавки заключается в следующем. Руда смешивается с углем и подвергается действию высокой температуры, причем уголь соединяется с кислородом окиси железа, превращаясь в летучие газы, а расплавленный чугун каплями падает на дно плавильной печи. Этот процесс отнятия кислорода от окисей металлов называется в химии восстановительным процессом, а печь, где происходит выплавка чугуна из руды,— доменной печью. Из чугуна изготавливается задвижка 30ч6бр, которую можно заказать для своей организации на сайте  "steelbuild.com.ua".

 Печи эти устраивались раньше в виде больших башен из кирпичной кладки, имеющих внутри пустое пространство, суживающееся кверху и книзу. Сверху засыпалась руда вперемешку с углем и известью для очищения чугуна, снизу зажигался огонь и вдувался мехами воздух; жидкий чугун по мере его скопления выпускался через особые отверстия в нижней части печи. Такие печи могли давать в сутки лишь несколько сот пудов чугуна и были весьма несовершенны, так как теряли массу тепла с отходившими газами.

 Большим успехом в чугунно-плавильной технике было изобретение в тридцатых годах прошлого столетия дю Фором горячего дутья, существенно уменьшившего расход топлива — использованием теплоты уходивших из домны горячих газов. Газы эти стали пропускать между рядами чугунных труб, по которым шел воздух, вдуваемый в домну. Способ этот в шестидесятых годах был заменен более экономными воздухонагревателями системы Витвеля и Коупера, давшими возможность довести нагрев дутья до весьма высокой температуры.

 Каждое десятилетие вносило с тех пор что-нибудь новое в конструкцию прежних доменных печей, достигших в настоящее время значительного совершенства и огромной производительности. Еще в 1863 году суточная производительность доменной печи быта около 50 тонн; в 1880 г. она поднялась до 120 тонн, в 1898 году не редкостью были домны с 700 тоннами суточной производительности, а сейчас имеются печи, дающие в сутки до 900—1.000 тонн или до 60.000 пудов чугуна. Современная доменная печь складывается из огнеупорного кирпича и обшивается снаружи железом.

 В средней своей части печь расширяется и поддерживается на железных и чугунных столбах. Нижняя, суживающаяся от середины, часть печи покоится на солидном каменном основании. Такое устройство позволяет делать печи со значительно более тонкими стенками. Тележки с шихтой доставляются особым подъемником наверх, где они автоматически опрокидывают свое содержимое в устье печи и затем опускаются обратно. Отходящие газы улавливаются и по огромным железным трубам, одетым изнутри кирпичом, отводятся в так называемые коупера — высокие прямые башни, стоящие рядом, где отдают свое тепло воздуху, вдуваемому в домну.

 Эти воздухонагреватели устроены весьма остроумно по так называемому регенеративному способу: чтобы дым и газы не смешивались с чистым воздухом —они пропускаются сперва через эти башни, наполненные редкой кирпичной кладкой, и нагревают их докрасна, затем особым вентилем газопровод закрывается, —газ идет в другую башню, а через нагретый первый коупер продувают воздушными насосами-компрессорами свежий воздух, который в свою очередь там нагревается перед своим входом в доменную печь.

 Само вдувание происходит через чугунные сопла или фурмы, размещенные в нижней части доменной печи. В самом низу печи устраивается металлоприемник, куда стекает жидкий чугун и шлак, выпускаемые от времени до времени через небольшие отверстия, заложенные глиняными пробками. Руда, перед тем как она попадает в печь, подвергается иногда сортировке, при чем более крупные ее куски измельчаются в особых мельницах и дробилках. Толчеи и валки сейчас почти совершенно не употребляются.

 Промывка применяется чаще всего для обогащения. руд, смешанный с глиной и песком, и заключается в механическом отделении этих примесей посредством струи воды. Руда загружается в особый, слегка наклоненный, вращающийся барабан, где она разрыхляется водой, при чем более легкие части пустой породы вымываются и уносятся прочь. Чаще всего применяется химическая очистка — обжиганием руды. Обжигаются руды, содержащие много углекислоты, как, например, железняк, теряя при этом до 30% своего веса, что выгодно отражается и на удешевлении ее перевозки; магнитный железняк обжигается иногда для того, чтобы облегчить дальнейший процесс плавки в печи и для большего разрыхления руды. Раньше обжигание производилось в кучах, но в последние десятилетия почти всюду делается в особых рудообжигательных печах, причем в Швеции для обжига руды пользуются газами, отходящими от доменных печей.

 Говоря об обогащении руд, нельзя не упомянуть также о способе отделения более легких частиц "пустой" породы на машинах, где, посредством сотрясений слоя поступающей в них измельченной руды, легкие частицы задерживаются и скользят медленней, тогда как более тяжелые куски руды двигаются быстрее и отходят в сторону. Интересен способ обогащения руд, обладающих магнитными свойствами, главным образом железных. Впервые юн был применен в 1855 году и получил значительное усовершенствование в последующий период. Новые аппараты, называемые электромагнитными сепараторами, или отделителями, устроены таким образом, что измельченная руда тонким слоем проходит мимо сильного электромагнита, который притягивает магнитные частицы, падающие в одну сторону, тогда как частицы не магнитные падают в другое место. Такие чрезвычайно удачно работающие сепараторы построены Веттерилем и Эдисоном.

 Успехи химии позволяют теперь при плавке не идти ощупью как прежде, а точно определить те примеси, которые необходимы для получения чугуна хорошего качества. Примеси эти, или флюсы, как их называют, состоят обыкновенно из песку, глины и извести, примешиваемых к руде в специально для того устроенных шихтарнях. Под влиянием высокой температуры они спекаются в стекловидную массу, плавающую поверх чугуна, и так же выливаемую по мере ее скопления, образуя при застывании известный всем шлак.

 Температура плавления железа около 1400°, и такую же температуру имеет и выпускаемый чугун. Операция выпуска жидкого чугуна, особенно ночью, представляет из себя феерическое зрелище: сперва где-то вспыхивает огненная точка; медленно, а потом все быстрее, оттуда начинает течь расплавленный чугун, — и вскоре огненная струя, окруженная багровыми клубами пара, бежит по канавкам и желобкам к устроенным в песке формам, где и застывает в виде отдельных брусков, или свинок.

 Много труда берет разбивание таких соединенных между собою свинок. Для этой цели употребляется гидравлический пресс, отделяющий свинки одну от другой и дробящий их просто на 2 — 3 куска. Еще дешевле и производительнее оказался предложенный Улингом способ, заключающийся в том, что чугун из домны выпускают в огромные ковши, откуда он небольшими порциями разливается по отдельным изложницам, или формам, укрепленным на передвигающейся бесконечной цепи и, охлаждающихся в специальном баке, при чем застывшие свинки падают потом прямо в вагоны. Устройство это сберегает много труда и избавляет рабочих от весьма изнурительной и опасной работы.

 Для действия одной крупной домны необходимо огромное количество свежего воздуха,—так для печи с производительностью в 24.000 пудов, или 400 тонн, чугуна в сутки требуется не менее 1.200 куб. метров воздуха в минуту. Поэтому современные доменные печи обслуживаются мощными машинами и воздуходувками в несколько сот лошадиных сил. Лозунг современной техники, — что ничего не должно пропадать даром, — повел к использованию доменной печи в 1895 году в качестве источника энергии.

 Оказалось, химическая и тепловая энергия, теряемая с газами, отходящими из воздухонагревательных приборов, настолько велика, что на каждую тонну выплавляемого чугуна ими можно привести в действие газовый двигатель в 34 лош. силы. Отбрасывая отсюда около 6 лош. сил, нужных самому доменному заводу, имеем даровую энергию в 28 лош. сил; таким образом, домна средней величины, выплавляющая в сутки 200— 300 тонн чугуна, может развить энергию в 5.600 — 8.400 лош. сил, которая, будучи использована для ряда других производств, позволит значительно удешевить само производство чугуна.

 Такие приспособления для использования энергии доменных газов устроены в нескольких больших заводах Европы и Америки и работают настолько успешно, что сделали возможным выплавку чугуна из таких руд, которые раньше считались невыгодными.

Получить RSS Еще статьи по теме


 На главную страницу
Как Вы оцениваете эту статью?

Комментарии пользователей

Оставьте свои комментарии
Имя:
Адрес электронной почты:
Комментарии:
Insert Cancel
Полезная информация

14.10.2015
Подготовка к Вознесению. С чего начать?
Важная информация и инструменты, которые можно применять сразу сейчас! Попробуйте все, что считаете необходимым. Применяйте это в своем собственном темпе, однако, будьте последовательны и старательны, и вы почувствуете многие улучшения, такие как ментальное и эмоциональное освобождение. Статья Лизы Ренее С чего начать?

11.10.2015
Что такое Вознесение?
Это основное пособие для начинающих, в котором рассматриваются основное значение и механика «Вознесения» и обсуждаются различные симптомы, с которыми мы, как люди, можем столкнуться в процессе нашего развития. - - Статья Лизы Ренее Что такое Вознесение?

4.10.2015
Расшифровка кириллицы
Поистине, наша азбука дана нам Богом. Какой смысл несут буквы алфавита, размещенные в таблицу 7х7?

1.10.2015
Как вести себя, сталкиваясь в агрессией
Абсолютно железное правило в ситуациях, когда агрессивный человек или падшая сущность стремится вас запугать, состоит в том, чтобы всегда оставаться спокойным и сохранять хладнокровие. - Статья Лизы Ренее Как вести себя, сталкиваясь в агрессией

27.09.2015
Кого и что вы любите?
Этим летом усилилось давление новых уровней скрытой технологии управления сознанием, которая направлена на более сконцентрированные усилия военно-промышленного комплекса и включает в себя сотрудничество вооруженных сил человечества и многих группировок других измерений, управляющих секретной космонавтикой. - Статья Лизы Ренее Кого и что вы любите?

Наиболее эффективный способ охлаждения
Каждый любит в жаркий день выпить холодный напиток. Часто, чтобы его остудить, емкость с напитком ставят на лед. Действительно ли это самый эффективный способ охлаждения?

Инфракрасный пирометр – устройство и принцип работы
Современный инфракрасный пирометр измеряет силу теплового излучения, которое исходит от измеряемого объекта и лежит в интервале между длинами волн инфракрасного излучения и дневного света.




Оцените
Последние статьи

16.10.2015
История военных берцев
Берцы - вид военной обуви, который появился в 1944 году и до сих пор остаётся классикой обуви для военнослужащих по всему миру.

16.10.2015
Покупка автоподъемника – выгодное вложение денежных средств
Для проведения высотных работ покупка автоподъемника станет просто незаменимой. С его помощью можно выполнять поставленные задачи в самых труднодоступных местах, к которым добраться другим способом невозможно.

16.10.2015
Железные входные двери: критерии надежности
В настоящее время железные входные двери устанавливаются практически на каждое жилье – от квартир до частных домов.

15.10.2015
Фундамент на винтовых сваях и другие его разновидности
В основу свайного фундамента входят в качестве основных составляющих отдельные сваи. Потом их мастера перекрывают бетонными или железобетонными плитами.

15.10.2015
Лишение родительских прав отца ребенка
Когда доводится в суде, что ответчик, не имея уважительной причины, больше 6 месяцев не принимает участия в жизни малыша, не хочет выплачивать алименты и есть хоть какое-то документальное подтверждение, то тоже есть смысл говорить о возможном лишении родительских прав.

Партнёрские программы без санкций от поисковых систем
Начиная сотрудничать с какой-либо партнёрской программой, вы должны на сто процентов быть уверены, что не последуют санкции от поисковых систем и ваш сайт не потеряет позиции с посетителями.

Раскрутка сайтов
Раскрутка сайтов довольно сложный процесс и выполнять необходимо его постепенно, переходя от меньшего к большему.