Domna është një furrë për shkrirjen e hekurit

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-02 14:02

Për shkrirjen e hekurit në industrinë moderne metalurgjike, përdoret një furrë shpërthyese. Kjo është një furre e tipit bosht, e cila nuk është një strukturë shumë komplekse, e cila, megjithatë, duket mbresëlënëse. Për të sjellë prodhimin e hekurit në përsosmëri, njerëzimit iu desh të grumbullonte përvojë shekullore.

Shpjegon pjesërisht se çfarë është furra shpërthyese, rrënja e vjetër sllave e emrit të saj. "Dmit" do të thotë të frysh.

Paraardhësit e furrave shpërthyese - shukofen

Në Mesjetë, njerëzit kishin nevojë për metale të ndryshme. Armët dhe veglat ishin prej çeliku, fleksibël dhe të fortë, dhe hekuri i zakonshëm përdorej për veglat shtëpiake. Furrat e djathit janë përdorur për të marrë metalin e dëshiruar për një kohë shumë të gjatë, për mijëvjeçarë, dhe ato plotësuan plotësisht nevojat derisa rezervat e xeheve me shkrirje të ulët u shteruan. Një temperaturë e lartë u arrit duke rritur lartësinë (kështu u rrit shtytja), ajri pompohej edhe me shakull dore. Megjithatë, me kalimin e kohës, evropianëve iu desh të kalonin në lëndë të para me cilësi më të ulët, gjë që shërbeu si një nxitje për përparim. Shtukofen u bë shpikja pas së cilës u shfaq furra e parë me shpërthim. Ishte një furrë e tipit të mbyllur, e cila punonte sipascikël të caktuar. Ishte e nevojshme të ngarkohej xeherorja, qymyri në të, pastaj u bë ngrohja me fryrje (nuk kishte përpjekje të mjaftueshme manuale, kështu që u përdor një makinë nga rrotat e ujit), pas së cilës duhej të pritej për ftohje dhe nxjerrja e metalit, duke u ndarë atë nga shkalla dhe nënproduktet e tjera të papërshtatshme të quajtura kritz. Avantazhi kryesor i shtukofenit ishte përqendrimi më i mirë i energjisë termike për shkak të vëllimit të mbyllur gjatë ciklit të punës, për shkak të uljes së rrjedhjes së tij në atmosferë.

Qytetërimi prej gize

Problemi kryesor i metalurgëve mesjetarë në shekullin e trembëdhjetë ishte infuzibiliteti i hekurit. Kur gize (d.m.th., një aliazh hekur-karbon me një përqendrim karboni prej 1.7% dhe më të lartë) u mor në shtukofen, ata u befasuan me pikën e tij të ulët të shkrirjes, por nuk u kënaqën. Metali që rezulton ishte më i lehtë për t'u marrë se çeliku, dhe aq më tepër hekuri, por cilësitë e tij mekanike nga këndvështrimi i konsumatorëve të atëhershëm linin shumë për të dëshiruar: ishte shumë i brishtë dhe jo mjaftueshëm i fortë. Megjithatë, në vetëm dy shekuj, qëndrimet ndaj gize kanë ndryshuar. Së pari, doli të ishte një çështje e thjeshtë për ta hequr atë nga furra, thjesht mund të kullohej në formë të shkrirë. Së dyti, ky metal megjithatë ka gjetur aplikimin e tij dhe është shumë i larmishëm. Dhe së treti, ishte një lëndë e parë për pastrim të mëtejshëm nga karboni i tepërt, dhe doli të ishte shumë më e lehtë të merrej çeliku prej tij sesa nga xeherori. Pra, pas shekujsh eksperimentesh, u gjet teknologjia metalurgjike më produktive dhe u shpik një furrë shpërthyese. Furrë në qytetin Westphalian të Siegerland (gjysma e dytë e 15shekulli) mund të punonte me një cikël të vazhdueshëm për disa vite, duke prodhuar çdo ditë mbi një ton e gjysmë hekur derri. Ishte shumë në atë kohë.

Ndërtimi i një furre shpërthyese

Vetëm duke qenë pranë kësaj furre gjigante, mund të kuptoni se sa e madhe është furra e furrës moderne. Fotografitë japin një ide për madhësinë e saj ciklopike vetëm kur tregojnë një person që duket i vogël sa një milingonë. Sidoqoftë, megjithë pamjen mbresëlënëse, parimi i funksionimit mbeti i njëjtë, mesjetar. Dizajni përfshin pesë nyje kryesore. Pjesa e sipërme, pjesa e sipërme, është krijuar për të ngarkuar lëndët e para dhe për t'i shpërndarë ato në mënyrë të barabartë brenda furrës. Më poshtë është një pjesë e formës konike në të cilën ndodh ngrohja dhe procesi i reduktimit (më shumë për këtë më vonë). Njësia e tretë nga lart quhet avull, ku hekuri shkrihet. Pastaj një pjesë tjetër konike, këtë herë duke u ulur poshtë, janë shpatullat, në të cilat monoksidi i karbonit (gaz reduktues) lirohet nga koksi. Dhe në fund është një farkë nga e cila nxirret produkti i përfunduar dhe mbetjet e prodhimit.

Kimi e procesit

Proceset kimike janë oksiduese dhe reduktuese. E para do të thotë lidhje me oksigjenin, e dyta, përkundrazi, refuzimi i tij. Xeherori është një oksid, dhe për të marrë hekur, kërkohet një reagent i caktuar që mund të "zgjidhë" atome shtesë. Rolin më të rëndësishëm në këtë proces e luan koksi, i cili gjatë djegies çliron një sasi të madhe nxehtësie dhe dioksid karboni, i cili në temperaturë të lartë zbërthehet në monoksid, kimikisht.substancë aktive dhe e paqëndrueshme. CO priret të shndërrohet sërish në dioksid dhe, duke u takuar me molekulat xeherore (Fe₂O_{3), "heq" të gjithë oksigjenin prej tyre, duke u larguar vetëm hekuri. Në lëndët e para, natyrisht, ka substanca të tjera, të panevojshme, të cilat formojnë një mbetje të quajtur skorje. Kështu funksionon një furrë shpërthyese. Ky është, nga pikëpamja e kimisë, një reaksion reduktimi mjaft i thjeshtë, i shoqëruar nga konsumimi i nxehtësisë.}

Si është një furrë me shpërthim modern?

Jeta e shërbimit të një furre shpërthyese është relativisht e shkurtër për një objekt të kësaj madhësie - rreth një dekadë. Gjatë kësaj kohe, struktura i nënshtrohet ngarkesave të rënda, të rënduara nga ngrohja termike, pastaj kërkohet një riparim i madh ose prishje. Prodhimi i hekurit nuk mund të quhet i padëmshëm, ai shoqërohet me emetimet e fosforit, squfurit dhe substancave të tjera jo shumë të dobishme në atmosferë. Të marra së bashku, këto rrethana inkurajojnë shumë vende të kufizojnë prodhimin metalurgjik ose ta modernizojnë atë (veçanërisht nëse industria është bazë dhe buxhetore). Një furrë shpërthyese moderne është një sistem mjaft i thjeshtë në parim, i cili megjithatë kërkon një skemë komplekse kontrolli me unaza të shumta kontrolli që sigurojnë konsumin më efikas të lëndëve të para dhe burimeve të energjisë.