Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлен из мартеновской печи )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Рабочие мартеновских печей в Украине берут образец стали, c. 2012 г.
Выдувная мартеновская печь, VEB Rohrkombinat Riesa, Восточная Германия, 1982 г.

Мартеновские печи - это один из нескольких видов печей, в которых избыток углерода и других примесей выжигается из чугуна для производства стали . [1] Поскольку сталь трудно производить из-за ее высокой температуры плавления , обычного топлива и печей было недостаточно, и мартеновская печь была разработана для преодоления этой трудности. По сравнению с бессемеровской сталью , которую она вытеснила, ее основные преимущества заключались в том, что она не подвергала сталь чрезмерному воздействию азота (что сделало бы сталь хрупкой), ее было легче контролировать, и она позволяла плавить и рафинировать большое количество лома. железо и сталь.[2]

Мартеновская печь была впервые разработана немецким инженером Карлом Вильгельмом Сименсом . В 1865 году французский инженер Пьер-Эмиль Мартен получил лицензию у Siemens и впервые применил свою регенеративную печь для производства стали . Их процесс был известен как процесс Сименса-Мартина , а печь - как «мартеновская». Большинство мартеновских печей были закрыты к началу 1990-х годов, не в последнюю очередь из-за их медленной работы, и их заменили кислородные печи или электродуговые печи . [2]

В то время как самый ранний пример мартеновской выплавки стали найдено около 2000 лет назад в культуре народа хая , в современной Танзании , [3] и в Европе в горне каталонском , изобретенный в Испании в 8 - м веке, обычно ограничить этот термин определенными процессами производства стали XIX века и более поздними, тем самым исключив из его применения блюменные цеха (включая каталонскую кузницу), кузницы для украшений и пудлинговые печи .

Открытый процесс [ править ]

Мартеновский процесс - это периодический процесс, который называется «нагревом». Сначала печь осматривают на предмет возможных повреждений. После того, как он будет готов или отремонтирован, он загружается легким ломом, например, листовым металлом, измельченными транспортными средствами или металлическими отходами. Топка топится горючим газом. После плавления шихты в нее добавляют тяжелый лом, такой как строительный, строительный или сталеплавильный лом, вместе с передельным чугуном из доменных печей. После того, как вся сталь расплавится, добавляют шлакообразующие агенты, такие как известняк. Кислород в оксиде железа и других примесях обезуглероживает чугун, сжигая избыток углерода, образуя сталь. Чтобы увеличить содержание кислорода в тепле, можно добавить железную руду. [4]

Этот процесс намного медленнее, чем в конвертере Бессемера, и поэтому его легче контролировать и отбирать для оценки качества. Подготовка плавки обычно занимает от восьми до восьми с половиной часов и (больше) часов, чтобы завершить превращение в сталь. Поскольку процесс является медленным, нет необходимости сжигать весь углерод, как в бессемеровском процессе, но процесс можно остановить в любой момент, когда будет достигнуто желаемое содержание углерода. [4]

Выпуск печи такой же, как в доменной печи ; в боковой стенке пода просверливается отверстие, и сырая сталь вытекает наружу. После выпуска всей стали шлак удаляется. Необработанную сталь можно разливать в слитки, что называется разливкой , или ее можно использовать для непрерывной разливки на прокатном стане. [4]

Регенераторы отличительной особенностью печи и состоят из огня кирпича дымоходов заполнены кирпичом оскомина и расположенных таким образом, чтобы иметь большое количество маленьких проходов между ними. [4] Кирпичи поглощают большую часть тепла уходящих отработанных газов и позже возвращают его входящим холодным газам для сжигания.

История [ править ]

Выдувная мартеновская печь, сталелитейный завод Фагерста, Швеция, 1967 год.

Сэр Карл Вильгельм Сименс разработал регенеративную печь Сименс в 1850-х годах и в 1857 году утверждал, что утилизирует достаточно тепла, чтобы сэкономить 70–80% топлива. Эта печь работает при высокой температуре за счет регенеративного подогрева топлива и воздуха для горения . При регенеративном предварительном нагреве отходящие газы из печи закачиваются в камеру, содержащую кирпичи, где тепло передается от газов к кирпичам. Затем поток в печи меняется на противоположный, так что топливо и воздух проходят через камеру и нагреваются кирпичами. Благодаря этому методу мартеновская печь может достигать достаточно высоких температур для плавления стали, но компания Siemens изначально не использовала ее для этого. [5]

В 1865 году французский инженер Пьер-Эмиль Мартен получил лицензию у Siemens и впервые применил свою регенеративную печь для производства стали. Наиболее привлекательной характеристикой регенеративной печи Сименс является быстрое производство большого количества основной стали, используемой, например, для строительства высотных зданий. [5] Обычный размер печей составляет от 50 до 100 тонн, но для некоторых специальных процессов они могут иметь мощность 250 или даже 500 тонн.

  • Печь Сименса с 1895 года.

  • 30-тонная печь Сименса – Мартина, секция, 1917 год.

  • Эволюция размеров мартеновских печей.

Процесс Сименса – Мартина дополнял, а не заменял бессемеровский процесс.. Он медленнее и, следовательно, его легче контролировать. Он также позволяет плавить и рафинировать большое количество стального лома, дополнительно снижая затраты на производство стали и перерабатывая опасные отходы. Его худший недостаток в том, что на плавление и очистку заряда уходит несколько часов. Это было преимуществом в начале 20-го века, поскольку давало химикам-заводам время проанализировать сталь и решить, сколько еще времени нужно для ее очистки. Но примерно к 1975 году электронные приборы, такие как атомно-абсорбционные спектрофотометры, сделали анализ стали намного проще и быстрее. Рабочая среда вокруг мартеновской печи считается чрезвычайно опасной, хотя это может быть еще более верно в отношении среды вокруг кислородной или электродуговой печи. [5]

Сталеплавильное производство в кислородном конвертере со временем заменило мартеновскую печь. Он быстро вытеснил процессы Бессемера и Сименса – Мартина в Западной Европе к 1950-м годам и в Восточной Европе к 1980-м годам. Мартеновское производство стали вытеснило бессемеровский процесс в Великобритании к 1900 году, но в других странах Европы, особенно в Германии, процессы Бессемера и Томаса использовались до конца 1960-х годов, когда они были вытеснены кислородным производством стали . Последняя мартеновская печь в бывшей Восточной Германии была остановлена ​​в 1993 году. В США производство стали с использованием бессемеровского процесса прекратилось в 1968 году, а мартеновские печи были остановлены к 1992 году. На металлургическом заводе в Хунедоаре , Румынияпоследняя мартеновская печь мощностью 420 тонн была остановлена ​​12 июня 1999 г., снесена и списана в период между 2001 и 2003 гг., но восемь дымовых труб печей оставались до февраля 2011 г. Последний мартеновский цех в Китае был остановлен в 2001. Страна с наибольшей долей стали, производимой с использованием мартеновских печей (почти 50%), - это Украина. [6] Этот процесс все еще используется в Индии и некоторых частях Украины. Россия списала свою последнюю подовую печь в марте 2018 года и рассматривала возможность сохранения ее как музейного артефакта. [7]

См. Также [ править ]

  • Бессемеровский процесс
  • Цементация (металлургия) процесс
  • Способы производства тигельной стали
  • Печь AJAX , мартеновский процесс на основе кислорода

Ссылки [ править ]

  1. ^ К. Барраклаф, Сталеплавильное производство 1850-1900 (Институт металлов, Лондон, 1990), 137-203.
  2. ^ a b Филипп Миош, «Et l'acier créa l'Europe», Matériaux pour l'histoire de notre temps, vol. 47, 1997, стр. 29–36
  3. ^ Эйвери, Дональд; Шмидт, Питер (1978). «Комплексная выплавка железа и доисторическая культура в Танзании». Наука . 201 (4361): 1085–1089. ISSN  0036-8075 . JSTOR  1746308 .
  4. ^ a b c d Исследование открытого очага: трактат о печи с открытым подом и производстве стали с открытым подом. Компания Harbison-Walker Refractories. (2015), 102 вол, ISBN 1341212122 , ISBN 978-1341212123  
  5. ^ a b c Основы сталеплавильного производства с открытым подом с добавкой кислорода в сталеплавильном производстве, третье издание (серия Сили В. Мадд). Американский институт инженеров горного, металлургического и нефтяного машиностроения (1964). Герхард, Дерге. ASIN B00IJLRL40.
  6. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 09.08.2017 . Проверено 9 декабря 2006 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ^ "В России закрывается последняя крупная мартеновская печь" .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Барраклаф, К. (1990), Сталеплавильное производство 1850–1900 , Институт металлов, Лондон, стр. 137–203.
  • Гейл, WKV (1969), Iron and Steel , Longmans, Лондон, стр. 74–77.
  • Сименс, CW (июнь 1862 г.). «О регенеративной газовой печи применительно к теплицам, лужам, отоплению и т. Д.». Труды института инженеров-механиков . Институт инженеров-механиков. 13 : 21–26. DOI : 10.1243 / PIME_PROC_1862_013_007_02 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Предшественники доменной печи
  • «Введение доз жидкого чугуна в сталеплавильные печи» , Popular Science , февраль 1919 г., стр. 64, сканирование в Google Книгах .