Domna ialah relau untuk peleburan besi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 14:00

Untuk peleburan besi dalam industri metalurgi moden, relau letupan digunakan. Ini adalah relau jenis aci, yang bukan struktur yang sangat kompleks, yang, bagaimanapun, kelihatan mengagumkan. Untuk menyempurnakan penghasilan besi, manusia terpaksa mengumpul pengalaman berabad-abad lamanya.

Sebahagiannya menerangkan apa itu relau letupan, akar Slavonik Lama bagi namanya. "Dmit" bermaksud meniup.

Nenek moyang relau letupan - shukofen

Pada Zaman Pertengahan, orang memerlukan logam yang berbeza. Senjata dan alatan diperbuat daripada keluli, fleksibel dan keras, dan besi biasa digunakan untuk perkakas rumah. Relau letupan keju telah digunakan untuk mendapatkan logam yang diingini untuk masa yang sangat lama, selama beribu-ribu tahun, dan mereka memenuhi keperluan sepenuhnya sehingga rizab bijih lebur rendah telah habis. Suhu tinggi dicapai dengan meningkatkan ketinggian (ini adalah bagaimana tujahan meningkat), udara juga dipam dengan belos tangan. Walau bagaimanapun, dari masa ke masa, orang Eropah terpaksa beralih kepada bahan mentah berkualiti rendah, yang berfungsi sebagai insentif untuk kemajuan. Shtukofen menjadi ciptaan selepas itu relau letupan pertama muncul. Ia adalah ketuhar jenis tertutup, yang berfungsi mengikutkitaran tertentu. Ia adalah perlu untuk memuatkan bijih, arang batu ke dalamnya, kemudian pemanasan dengan meniup berlaku (tidak ada usaha manual yang mencukupi, jadi pemacu dari roda air digunakan), selepas itu perlu menunggu untuk menyejukkan dan mengekstrak logam, memisahkan ia daripada skala dan produk sampingan lain yang tidak sesuai dipanggil kritz. Kelebihan utama shtukofen ialah kepekatan tenaga haba yang terbaik disebabkan oleh isipadu tertutup semasa kitaran kerja, disebabkan oleh penurunan kebocorannya ke atmosfera.

Tamadun Besi Tuang

Masalah utama ahli metalurgi zaman pertengahan pada abad ketiga belas ialah kebolehcampuran besi. Apabila besi tuang (iaitu aloi besi-karbon dengan kepekatan karbon 1.7% dan lebih tinggi) diperolehi dalam shtukofen, mereka terkejut dengan takat leburnya yang rendah, tetapi mereka tidak gembira. Logam yang terhasil lebih mudah diperoleh daripada keluli, dan lebih-lebih lagi besi, tetapi kualiti mekanikalnya dari sudut pandangan pengguna pada masa itu meninggalkan banyak yang diingini: ia terlalu rapuh dan tidak cukup kuat. Walau bagaimanapun, hanya dalam dua abad, sikap terhadap besi tuang telah berubah. Pertama, ternyata menjadi perkara mudah untuk mengeluarkannya dari relau, ia hanya boleh disalirkan dalam bentuk cair. Kedua, logam ini bagaimanapun telah menemui aplikasinya, dan ia sangat pelbagai. Dan ketiga, ia adalah bahan mentah untuk penulenan selanjutnya daripada karbon berlebihan, dan ternyata lebih mudah untuk mendapatkan keluli daripadanya daripada bijih. Oleh itu, selepas berabad-abad percubaan, teknologi metalurgi yang paling produktif ditemui, dan relau letupan dicipta. Ketuhar di bandar Westphalian di Siegerland (separuh kedua 15hbabad) boleh berfungsi dengan kitaran berterusan selama beberapa tahun, menghasilkan lebih satu setengah tan besi babi setiap hari. Ia banyak ketika itu.

Membina relau letupan

Hanya dengan berada dekat dengan relau gergasi ini, anda boleh memahami betapa besarnya relau letupan moden. Foto-foto memberi gambaran tentang saiz cyclopeannya hanya apabila ia menunjukkan seseorang yang kelihatan kecil seperti semut. Walau bagaimanapun, walaupun penampilan yang mengagumkan, prinsip operasi tetap sama, zaman pertengahan. Reka bentuk termasuk lima nod utama. Bahagian atas, bahagian atas, direka untuk memuatkan bahan mentah dan mengagihkannya secara sama rata di dalam relau. Di bawahnya adalah sebahagian daripada bentuk kon di mana proses pemanasan dan pengurangan berlaku (lebih lanjut mengenainya kemudian). Unit ketiga dari atas dipanggil stim, di mana besi cair. Kemudian bahagian kon yang lain, kali ini meruncing ke bawah, ialah bahu, di mana karbon monoksida (gas pengurangan) dibebaskan daripada kok. Dan di bahagian paling bawah ialah tempaan yang daripadanya produk siap dan sisa pengeluaran diekstrak.

Kimia proses

Proses kimia adalah oksidatif dan reduktif. Yang pertama bermakna sambungan dengan oksigen, yang kedua, sebaliknya, penolakannya. Bijih adalah oksida, dan untuk mendapatkan besi, reagen tertentu diperlukan yang boleh "memilih" atom tambahan. Peranan paling penting dalam proses ini dimainkan oleh kok, yang semasa pembakaran membebaskan sejumlah besar haba dan karbon dioksida, yang pada suhu tinggi terurai menjadi monoksida, secara kimia.bahan aktif dan tidak stabil. CO cenderung menjadi dioksida semula, dan, bertemu dengan molekul bijih (Fe₂O_{3), “mengambil” semua oksigen daripadanya, meninggalkan hanya besi. Terdapat, tentu saja, bahan-bahan lain dalam bahan mentah, yang tidak diperlukan, yang membentuk produk buangan yang dipanggil sanga. Beginilah cara relau letupan berfungsi. Ini, dari sudut pandangan kimia, tindak balas pengurangan yang agak mudah, disertai dengan penggunaan haba.}

Seperti apa relau letupan moden?

Hayat perkhidmatan relau letupan adalah agak pendek untuk kemudahan sebesar ini - kira-kira satu dekad. Pada masa ini, struktur tertakluk kepada beban berat, diperburuk oleh pemanasan haba, maka baik pulih atau perobohan besar diperlukan. Pengeluaran besi tidak boleh dipanggil tidak berbahaya, ia dikaitkan dengan pelepasan fosforus, sulfur dan bahan lain yang tidak begitu berguna ke atmosfera. Secara keseluruhannya, keadaan ini menggalakkan banyak negara untuk menyekat pengeluaran metalurgi atau memodenkannya (terutamanya jika industri itu asas dan membentuk bajet). Relau letupan moden ialah sistem yang agak mudah pada dasarnya, yang, walau bagaimanapun, memerlukan skim kawalan yang kompleks dengan banyak gelung kawalan yang memastikan penggunaan bahan mentah dan sumber tenaga yang paling cekap.