Домна - темир эритүүчү меш

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

Азыркы металлургиялык өнөр жайда темир эритүү үчүн домна меши колдонулат. Бул, бирок, таасирдүү көрүнөт өтө татаал структура эмес, шахта түрү меш болуп саналат. Темир өндүрүшүн жеткилеңдикке жеткирүү үчүн адамзат кылымдар бою тажрыйба топтошу керек болчу.

Жарым-жартылай домна деген эмне экенин түшүндүрөт, анын аталышынын эски славянча тамыры. "Дмит" согуу дегенди билдирет.

Домна мештеринин ата-бабалары - шукофен

Орто кылымдарда адамдар ар кандай металлдарга муктаж болушкан. Куралдар жана шаймандар болоттон, ийкемдүү жана катуудан жасалып, үй идиштери үчүн кадимки темир колдонулган. Сыр домна мештери керектуу металлды алуу үчүн абдан узак убакыт бою, миңдеген жылдар бою колдонулуп келген жана алар аз эриген рудалардын запастары түгөнгөнгө чейин керектөөлөрдү толук канааттандырып келген. Бийиктикти жогорулатуу менен жогорку температурага жетишилген (түрткү ушинтип көбөйгөн), аба да кол көөрүгү менен сордурулган. Бирок, убакыттын өтүшү менен, европалыктар прогресс үчүн стимул катары кызмат кылган төмөн сапаттагы чийки затка өтүүгө аргасыз болушкан. Штукофен ойлоп табуу болуп калды, андан кийин биринчи домна меши пайда болду. Бул ылайык иштеген жабык түрү меш, болгонбелгилүү цикл. Ага руданы, көмүрдү жүктөө керек болчу, андан кийин үйлөп жылытуу (кол күчү жетишсиз болгондуктан, суу дөңгөлөктөрүнүн кыймылдаткычы колдонулган), андан кийин муздатууну күтүп, металлды бөлүп алуу керек болгон. аны масштабдан жана криц деп аталган башка жараксыз кошумча продуктылардан. Штукофендин негизги артыкчылыгы анын атмосферага агып чыгышынын азайышынан улам, жумушчу цикл учурунда жабык көлөмдүн эсебинен жылуулук энергиясынын эң мыкты концентрациясы болгон.

Чойн цивилизациясы

XIII кылымдагы орто кылымдагы металлургдардын негизги көйгөйү темирдин эрибестиги болгон. Штукофенде чоюн (башкача айтканда, көмүртек концентрациясы 1,7% жана андан жогору болгон темир-көмүртек эритмеси) алынганда, алар анын төмөн эрүү температурасына таң калышты, бирок алар сүйүнүшкөн жок. Алынган металл болотко караганда оңой эле, андан да темирге караганда, бирок анын механикалык сапаттары ошол кездеги керектөөчүлөрдүн көз карашында көп нерсени талап кылган: ал өтө морт жана күчтүү эмес болчу. Бирок эки кылымдын ичинде эле чоюнга болгон мамиле өзгөрдү. Биринчиден, бул мештен алып салуу үчүн жөнөкөй маселе болуп чыкты, ал жөн эле эриген түрүндө агып мүмкүн. Экинчиден, бул металл ошентсе да өзүнүн колдонууну тапты жана ал абдан ар түрдүү. Үчүнчүдөн, бул ашыкча көмүртектен андан ары тазалоо үчүн сырьё болуп, андан болотту рудадан алуу алда канча жеңил болуп чыкты. Ошентип, кылымдар бою жургузулген эксперимент-терден кийин металлургиянын эц ендурумдуу технологиясы табылып, домна меши ойлоп табылган. Вестфалиянын Сигерланд шаарындагы печка (15-жылдын экинчи жарымыкылым) бир нече жыл бою тынымсыз цикл менен иштеп, суткасына бир жарым тоннадан ашык чоюн чыгара алган. Ал кезде абдан көп болчу.

Домна мешин куруу

Бул гигант мешке жакын болуу менен гана заманбап домна мешинин канчалык чоң экенин түшүнүүгө болот. Сүрөттөр кумурскадай кичинекей көрүнгөн адамды көрсөткөндө гана анын циклопалык өлчөмү жөнүндө түшүнүк берет. Бирок, таасирдүү көрүнүшүнө карабастан, иш принцип ошол эле, орто кылымдардагы бойдон калууда. Дизайн беш негизги түйүндөрдү камтыйт. Үстүңкү жагы, үстү жагы чийки затты жүктөө жана аларды мештин ичинде тегиз бөлүштүрүү үчүн арналган. Анын ылдый жагында ысытуу жана редукция процесси жүрүүчү конус формасынын бир бөлүгү бар (бул тууралуу кийинчерээк). Үчүнчү агрегат темир эриген буу деп аталат. Андан кийин дагы бир конус түрүндөгү бөлүк, бул жолу ылдыйга карай ичкерилет, ийиндер болуп саналат, анда көмүртек кычкылы (калыбына келтирүүчү газ) кокстон бөлүнүп чыгат. Ал эми эң түбүндө даяр продукция жана өндүрүш калдыктары алынуучу устакана бар.

Процесс химиясы

Химиялык процесстер кычкылдануучу жана калыбына келтирүүчү. Биринчи кычкылтек менен байланышты билдирет, экинчи, тескерисинче, аны четке кагуу. Руда оксид болуп саналат жана темирди алуу үчүн кошумча атомдорду "тандап" ала турган белгилүү бир реагент талап кылынат. Бул процессте эң маанилүү ролду кокс ойнойт, ал күйүү учурунда көп сандагы жылуулук жана көмүр кычкыл газын бөлүп чыгарат, ал жогорку температурада оксидге ажырайт, химиялык жактанактивдүү жана туруксуз зат. CO кайра диоксидге айланат жана руданын молекулалары (Fe₂O_{3) менен кездешип, алардан бардык кычкылтекти «алып» алып кетет. темир гана. Албетте, чийки заттын курамында шлак деп аталган калдыктарды пайда кылган керексиз башка заттар бар. Домна ушундай иштейт. Бул, химиянын көз карашынан алганда, жылуулукту керектөө менен коштолгон, бир кыйла жөнөкөй кыскартуу реакциясы.}

Заманбап домна меши кандай?

Домна мешинин иштөө мөөнөтү мындай чоңдуктагы объект үчүн салыштырмалуу кыска - болжол менен он жыл. Бул убакыттын ичинде, структурасы термикалык жылытуу менен оорлогон оор жүктөрдү дуушар болот, андан кийин капиталдык оңдоо же бузуу талап кылынат. Темир өндүрүшүн зыянсыз деп айтууга болбойт, ал фосфордун, күкүрттүн жана башка өтө пайдалуу эмес заттардын атмосферага чыгышы менен байланыштуу. Жалпысынан алганда, бул жагдайлар көптөгөн өлкөлөргө металлургиялык өндүрүштү кыскартууга же аны модернизациялоого түрткү берет (айрыкча, эгерде өнөр жай базалык жана бюджетти түзүүчү болсо). Заманбап домна меши принцибинде өтө жөнөкөй система, бирок ал чийки заттын жана энергия ресурстарынын эң натыйжалуу сарпталышын камсыз кылган көптөгөн башкаруу циклдери бар татаал башкаруу схемасын талап кылат.