Furnal - un cuptor pentru topirea fierului

Pentru producția de fontă în industria metalurgică folosește furnal modernă. Această mină cuptor tip, care nu este structură foarte complexă, care, cu toate acestea, arată impresionant. Pentru a aduce producția de fontă la perfecțiune, omenirea a trebuit să acumuleze secole de experiență.

explică parțial ce un furnal, rădăcina slavona veche a numelui său. „Dmit“ - înseamnă să arunce în aer.

Strămoșii furnalelor - shtukofeny

În Evul Mediu de oameni au fost nevoie de metale diferite. Arme și unelte au fost realizate din oțel, flexibile și puternic, iar fierul de obicei a mers pe ustensile de uz casnic. cuptor Syrodutnyh folosit pentru a produce metalul dorit, cu un timp foarte lung, de mii de ani, iar acestea pot satisface nevoile până la până la stocurile epuizate minereuri fuzibil. Se încălzește realizată prin creșterea înălțimii (forța de tracțiune, astfel amplificat), burduful de aer pompat și de mână. Cu toate acestea, în timp, europenii au trebuit să se mute la materii prime de calitate scăzută, care a servit ca un stimul pentru a progresa. Oțel Shtukofeny invenția, după care a apărut primul furnal. A fost un cuptor de tip închis, care funcționează la un anumit ciclu. Este necesara minereul de încărcare, cărbune și este încălzită cu un jet de presiune (eforturilor manuale nu aveau utilizate atât de conduse de roți de apă), după care a fost necesar să se aștepte răcirea și recuperarea metalului, separă de scară și alte produse secundare inadecvate numite Bloom. Principalul avantaj shtukofenov a constat într-o concentrație mai bună a căldurii datorită volumului închis în cadrul ciclului de lucru, din cauza scăderii scurgerilor sale în atmosferă.

civilizația Fonta

Problema principală a metalurgiștilor medievale din secolul al XIII-lea a fost de fier refractaritate. Când shtukofene primit fier (adică, din aliaj fier-carbon , cu o concentrație de carbon de 1,7% și mai sus), am fost surprinși să redus cu punct de topire, dar nu a venit în plăcere. Metalul rezultat a fost mai ușor de obținut decât oțelul și în special de fier, dar calitățile sale mecanice din punctul de vedere al consumatorului, atunci săraci prea fragile și nu suficient de puternic. Cu toate acestea, în doar două secole, atitudinea sa schimbat la fonta. În primul rând, scoate-l din cuptor sa dovedit a fi simplu, acesta poate fi ușor să se toarnă într-o formă topită. În al doilea rând, un metal care și-a găsit încă utilizarea sa, și foarte diversă. Și în al treilea rând, a fost o materie primă pentru o purificare suplimentară a carbonului în exces și se obține din acesta din oțel a fost mult mai ușor decât din minereu. Deci, după secole de experimentare, s-a găsit tehnologia metalurgice cele mai productive, și a inventat un furnal. Cuptorul în orașul westphalian de Siegerland (a doua jumătate a secolului al XV) poate opera cu ciclu continuu timp de mai mulți ani, producând o bază de zi cu zi peste o jumătate de tone de fontă. Apoi a fost foarte mult.

Structura unui furnal

Numai după vizita de lângă acest cuptor gigant, puteți vedea cât de mare furnal moderne. Fotografiile da o idee despre dimensiunea sa ciclopica numai atunci când descrie un om, aparent la fel de mici ca o furnică. Cu toate acestea, în ciuda aspectului impresionant, principiul de funcționare rămâne același, medievalul. Design-ul este format din cinci unități principale. Partea superioară a acestora, gât, pentru încărcarea materiei prime și distribuția sa uniformă în interiorul cuptorului. Mai jos este o parte dintr-o formă conică, în care procesul de încălzire și de reducere (descris mai târziu). Al treilea este numit de sus a unității la abur, există o topire de fier. Apoi, o altă porțiune conică, această tronconici timp în jos, - umeri, care este eliberat din monoxid de carbon de cocs (un gaz reducător). Și în partea de jos - corn din care pentru a extrage produsul finit și producția de deșeuri.

Chimia procesului

procesele chimice sunt oxidante și reducătoare. Primul mijloc de conectare cu oxigen, al doilea, dimpotrivă, respingerea acesteia. Minereul - acest oxid, precum și pentru obținerea de fier necesită un reactiv capabil să „selectați“ atomii suplimentare. rol crucial în acest proces este un cocs, în timp ce arderea emite o mare cantitate de căldură și dioxid de carbon, care la temperaturi ridicate se descompune în monoxidului chimic activă și substanță instabilă. SB tinde să devină re-dioxid, și întâlnirea cu moleculele de minereu (Fe ₂ O _3), „ia“ au tot oxigenul, lăsând doar fier. Există, desigur, și alte substanțe din materiile prime, deșeuri, reziduuri care formează, numit zgură. Acesta este modul în care furnalul. Acest lucru, în termeni de chimie, reacție destul de simplu de reducere, urmată de un consum de energie termică.

Ce este ea, un furnal modernă?

Explozie timpul de viață a cuptorului este relativ mică pentru astfel de structuri la scară - aproximativ un deceniu. În acest timp, structura este supus unor sarcini mari, la sarcina de încălzire termică, apoi este necesară reparații capitale sau demolare. producția de fontă nu pot fi considerate inofensive, acesta este asociat cu emisiile în atmosferă de fosfor, sulf și alte substanțe nu este foarte util. Luate împreună, acești factori a încurajat multe țări să reducă producția metalurgică sau upgrade (mai ales în cazul în care industria este o bază și de formare a bugetului). furnal modern - este destul de simplu, în sistemul său de principiu, care, cu toate acestea, necesită un circuit de control complicat cu mai multe bucle de control care să asigure utilizarea cât mai eficientă a materiilor prime și a energiei.