789 Shares 5907 views

Domna to piec do wytopu surówki

Wielki piec jest stosowany do wytopu surówki w nowoczesnym przemyśle metalurgicznym. Ten piec jest typem kopalni , który nie jest bardzo skomplikowaną strukturą, która jednak wygląda imponująco. Aby doprowadzić produkcję żeliwa do doskonałości, ludzkość musiała gromadzić wielowiekowe doświadczenia.

Częściowo wyjaśnia, jaki wielki piec, stary słowiański korzeń jego nazwy. "Winy" oznacza cios.

Przodkowie wielkich pieców – tuukofen

W średniowieczu ludzie potrzebowali różnych metali. Broń i narzędzia wykonane były ze stali, elastyczne i solidne, a żelazo zwykłe było używane do przedmiotów gospodarstwa domowego. Piece konwertorowe wykorzystano do produkcji odpowiedniego metalu przez bardzo długi czas, przez tysiąclecia i zaspokajały wszystkie potrzeby, dopóki nie wyczerpały się zasoby rud niskotopliwych. Wysokie temperatury osiągnięto przez zwiększenie wysokości (tak zwiększona trakcja), powietrze było wstrząsane i ręcznie sterowane futra. Jednak z upływem czasu Europejczycy musieli przejść na surowce mniej jakościowe, które stanowiły bodziec do postępu. Stukofen stał się wynalazkiem, po czym pojawił się pierwszy wielki piec. Był to piec typu zamkniętego, działający w określonym cyklu. Trzeba było załadować rudę, węgiel, a następnie podgrzać z rozdmuchiwaniem (nie było wystarczająco dużo ręcznego wysiłku, więc napęd był używany z kół wodnych), po czym trzeba czekać na ochłodzenie i wydobycie metalu, oddzielając go od skali i innych nieprzydatnych produktów ubocznych zwanych kritzey. Główną zaletą broni było lepsze stężenie energii cieplnej ze względu na zamkniętą objętość podczas cyklu pracy, ze względu na zmniejszenie jego wycieku do atmosfery.

Cywilizacja żeliwna

Głównym problemem średniowiecznych metalurgów w trzynastym wieku było ognioodporność żelaza. Gdy w shtukofenie dostał żeliwo (tj. Stop żelazo-węgiel o stężeniu węgla 1,7% i więcej), był zaskoczony jego niską temperaturą topnienia, ale to nie zaskoczyło. Uzyskany metal był łatwiejszy niż stal, a zwłaszcza żelazo, ale jego jakość mechaniczna z punktu widzenia ówczesnych konsumentów pozostawiała wiele do życzenia: zbyt kruche i nie wystarczająco mocne. Jednak w ciągu zaledwie dwóch wieków zmieniła się stosunek do żelaza. Po pierwsze, była to prosta kwestia, aby wydzielić ją z pieca, może być po prostu odprowadzana w stopionej formie. Po drugie, ten metal znalazł zastosowanie i bardzo zróżnicowany. Po trzecie, był to surowiec do dalszego oczyszczania z nadmiaru węgla, a to było o wiele łatwiejsze do uzyskania ze stali niż z rudy. Po stuleciach eksperymentów odkryto najbardziej wydajną technologię metalurgiczną i wymyślono wielki piec. Piec w westfalskim mieście Siegerland (druga połowa XV w.) Mógł przez kilka lat pracować z nieprzerwanym cyklem, produkując ponad półtore tony żeliwa dziennie. Wtedy to było bardzo dużo.

Struktura wielkiego pieca

Tuż po zwiedzeniu tego olbrzymiego pieca można zrozumieć, jaki jest świetny nowoczesny piec. Fotografie dają pojęcie o wymiarach cyklopejskich tylko wtedy, gdy przedstawiają człowieka, który wydaje się mały, jak mrówko. Pomimo imponującego wyglądu, zasada działania pozostała jednakowa, średniowieczna. Projekt zawiera pięć głównych węzłów. Górny, górny, przeznaczony jest do ładowania surowców i równomiernego rozprowadzania go wewnątrz pieca. Poniżej znajduje się część kształtu stożka, w którym ma miejsce proces nagrzewania i odzyskiwania (później). Trzecia jest górna jednostka, zwana parą, gdzie topi się żelazo. Kolejna stożkowa część, zwężająca się do dołu, jest ramieniem, w którym tlenek węgla (gaz redukujący) jest uwalniany z koksu. A na samym dole – piec, z którego wydobywa się gotowy produkt i odpady produkcyjne.

Chemia procesu

Procesy chemiczne są utleniające i redukujące. Pierwszy oznacza połączenie z tlenem, ten ostatni, wręcz przeciwnie, odrzucenie go. Rudą jest tlenek, a aby uzyskać żelazo, wymagany jest odczynnik, który może "pozbawiać" nadmiaru atomów. Najważniejszą rolę w tym procesie odgrywa koks, który podczas spalania uwalnia dużą ilość ciepła i dwutlenku węgla, rozkładającego się w wysokiej temperaturze w tlenek, substancję chemicznie czynną i niestabilną. CO ma tendencję do ponownego stania się dwutlenkiem, a gdy spotyka się z cząsteczkami rudy (Fe 2 O 3 ), "zabiera" cały tlen z nich, pozostawiając tylko żelazo. Istnieją oczywiście inne substancje w surowcach, niepotrzebne, które tworzą odpady, zwane żużlem. Tak wielki piec działa. To, z punktu widzenia chemii, jest dość prosta reakcja odzyskiwania, towarzysząca zużyciu ciepła.

Co to jest, nowoczesny wielki piec?

Żywotność wielkiego pieca jest stosunkowo niewielka w przypadku obiektów tej skali – około dziesięciu lat. W tym czasie konstrukcja jest obciążona dużym obciążeniem, ważona cieplnym ogrzewaniem, a następnie wymagana jest większa naprawa lub rozbiórka. Produkcja żeliwa nie może być nieszkodliwa, związana z emisją fosforu, siarki i innych nie bardzo przydatnych substancji do atmosfery. Razem te okoliczności skłaniają wiele krajów do ograniczenia lub modernizacji produkcji metalurgicznej (zwłaszcza jeśli przemysł jest podstawowym i tworzącym budżet). Nowoczesny wielki piec jest całkiem prosty w swej zasadzie, który wymaga jednak kompleksowego systemu kontroli z wieloma pętlami kontrolnymi, które zapewniają najbardziej efektywne wykorzystanie surowców i zasobów energetycznych.