Навигация
Бесемерівський і томасівський процес отримання сталі
43540
знаков
1
таблица
5
изображений
2.2 Бесемерівський і томасівський процес отримання сталі
Основоположником сталеплавильного виробництва є Генрі Бесемер (1813–1898). Свої перші досліди він проводив в закритому тиглі 1, продуваючи розплав 2 повітрям через введену зверху трубку 3 (рис. 2.4). Тигель був встановлений в печі 4 для того щоб надати йому додатковий підігрів, який, як з’ясувалося пізніше, був непотрібний. В 1885 році Бесемер вперше отримав ковке залізо (сталь) шляхом продування повітрям 5 кг сирого чавуну, який розплавлений в тиглі з вогнетривкої глини.
Рис. 2.4 Продування чавуну повітрям для отримання сталі
Виявилось, що при продуванні повітрям розплавленого чавуну він не тільки не охолоджується, як думали раніше, але навпаки його температура зростає настільки, що ванна залишається рідка, не дивлячись на те, що сталь, яка утворилась з чавуну має вищу температуру плавлення. В 1855 році Бесемер отримав англійський патент на свій винахід. Прусське патентне відомство в Берліні відмовились видати йому патент, мотивуючи свою відмову таким чином: "не можна нікому заборонити продувати повітря через рідке залізо" – приклад нерозуміння суті технічного прогресу.
Новий процес отримання сталі з чавуну без палива і печі пройшов довгий час, перш ніж стало зрозумілим, що добру сталь дає тільки малофосфористий чавун. Якщо чавун має багато фосфору, то продукт отримується гіршим, ніж ковке залізо, – він стає "червоноламким" і "холодноламким" (крихким в гарячому і холодному стані). Завдяки цьому бесемерівський процес поширювався дуже повільно – спочатку він був прийнятий в Швеції, потім – в Австрії і пізніше в Англії. Широкому його поширенню протидіяло те, що він потребував малофосфористого чавуну.
Чавун з малим вмістом фосфору, завантажувався в тигель, який мав грушоподібну форму (є прототипом сучасного кисневого конвертора). Цей конвертор мав кислу футерівку і мав можливість повертатись на цапфі при виливанні отриманої сталі. В конверторі шлак збирався в верхній частині. Продування виконувалось через трубку, яка вводилась через вікно.
Широке застосування цього процесу стримувалось проблемою очистки чавуну від фосфору. Серед багатьох металургів, які вирішували цю проблему, першим досяг успіху Сідней Джілкріст Томас (1850–1885). Томас мав дві спеціальності. Він служив писарем в лондонському поліцейському суді, чим заробляв собі на життя, і одночасно вивчав хімію і металургію в гірничому училищі, де й зацікавився проблемою виведення фосфору із чавуну.
Немає суттєвої різниці між бесемерівським і томасівським процесом. В основі обох лежить один і той же принцип: чавун, з якого отримують сталь, очищують, продувають через нього повітря. Місткість, де проходить реакція (конвертор), має грушоподібну форму з відкритою горловиною зверху і має можливість нахилятись завдяки горизонтальній осі – цапфі.
Основна різниця між цими процесами в тому, що бесемерівський конвертор всередині викладений кислою (за хімічним складом вогнетривкою футеровкою) і в ньому неможливо виділити фосфор з чавуну в основний шлак тому, що такий шлак швидко роз’їдає кислу футеровку. Томасівський конвертор мав основну футеровку, тому, додаючи вапно, можна отримати основний шлак, який добре виводить фосфор з чавуну, але не роз’їдає основної футеровки.
Конвертор дозволяє за 20 хв. перетворити в сталь 20 т чавуну. Для виробництва такої кількості сталі в горні способом кричного переділу потрібно було б 3 тижні, а в пудлінговій печі – тиждень.
Бесемерівський і томасівський конвертори були необхідні для масового виробництва сталі загального призначення, тоді як високоякісні спеціальні сталі продовжували виплавляти в тиглях.
Брати Вільгельм і Фрідріх Сіменси винайшли регенеративний спосіб підігріву печей, і після того, як був отриманий патент на цей винахід, була побудована перша піч. Суть регенеративного підігріву полягає в попередньому підігріві повітря, яке необхідне для горіння палива. Для підігріву використовувався газ, який відходив під час горіння і є продуктом горіння. Для цього через деякий проміжок часу повітря направляється то через один, то через другий регенератор (коли повітря для горіння проходить через один регенератор і охолоджує його, саме нагрівається, гази, які відходять, підігрівають другий регенератор). В дослідній печі братів Сіменсів стальні частини всередині печі через 6 годин розплавились, а тигель, який був розміщений в топ-очній камері, перетворився в шлак.
Перші практичні спроби виплавити тигельну сталь в подібних печах на сталеливарному заводі в Шеффілді закінчилися невдачею (разом зі сталлю плавився тигель і стінки печі).
В 1846 році на одному із заводів південної Франції Сьєру Мартену (1824–1915) вперше вдалося зварити хорошу сталь в регенеративній печі, яку побудували при участі Вільгельма Сіменса. Шихта складалася з чавуна, який виплавлявся з гематиту – червоного залізняка з острова Ельба, чушок пудлінгового заліза і стального лому.
Мартенівський процес (німці називали його Сіменс – мартенівським) поряд з бесемерівським і томасівським визначив ще один великий крок в розвитку металургії. Цей процес зберіг велике практичне значення до наших днів для повторного виробництва сталі з лому і стальних відходів. Цікаво відзначити, що Генрі Бесемер винайшов свій конвертор, а Вільгельм Сіменс – регенеративну піч в один і той же час і жили вони на сусідніх вулицях Лондона й нічого не знали один про одного.
Мартенівський процес отримав широке поширення після Паризької виставки 1867 року. В Росії першу мартенівську піч побудували в 1869–1870 роках на Сормовському заводі. В той час виробництво сталі в Англії перевищило 5 млн. т. і продовжувало швидко зростати (в середньому за рік виплавлялось 50 – 100 тис. тон).
Похожие работы
... та інформаційне суспільство ХХІ ст.: матеріали всеукр. наук. конф. молодих учених, 24-25 квітня 2008 р. – Х., 2008. – С.245-246. АНОТАЦІЇ Демчина Л.І. Вища бібліотечно-інформаційна освіта в сучасній Україні: формування документологічної складової. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата наук з соціальних комунікацій за спеціальністю 27.00.03 – книгознавство, біблі ...
... кація наведена на рис.7.1, в центрі якої є дидактична гра - найскладніший метод активного навчання контекстного типу. 6. Інтелектуально-професійні вміння та методика їх формування Якість підготовки випускників вищих навчальних закладів, де критерієм виступає професійна компетентність. Сутність концептуальних вимог до професійної компетентності зводиться до розширення знань, умінь і навичок, ...
... регулирования движения судов: Отчет о НИР (промежуточный) // ХАИ. – 501-4/2002; – Харьков, 2002. – 30 с. АНОТАЦІЯ Жеребятьєв Д.П. Методи обробки динамічних сцен при впливі нестаціонарних завад у радіотехнічних системах супроводження надводних протяжних об'єктів. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.12.17 – радіотехнічні та телевізійні ...
... іоінтервалограмою // Тези доповідей десятої науково-технічної конференції Тернопільського державного технічного університету. – Тернопіль, 2006. – С.12. АНОТАЦІЯ Тиш Є.В. Моделювання та методи обробки кардіоінтервалограм при фізичних навантаженнях. – Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 - Математичне моделювання та обчислювальні ...
0 комментариев