|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
LỊCH SỬ CÔNG NGHỆ, CÔNG NGHỆ, ĐỐI TƯỢNG QUA CHÚNG TÔI
Lò luyện sắt. Lịch sử phát minh và sản xuất
Cẩm nang / Lịch sử của công nghệ, kỹ thuật, các đối tượng xung quanh chúng ta Lò cao, lò cao - một loại lò luyện kim lớn, nằm dọc, kiểu trục để luyện sắt và hợp kim ferro từ quặng sắt. Đặc điểm quan trọng nhất của quy trình lò cao là tính liên tục của nó trong toàn bộ quá trình vận hành lò (từ khi xây dựng lò cho đến khi sửa chữa "chính") và dòng chảy ngược của khí tuyere tăng lên với một cột vật liệu liên tục đi xuống và phát triển từ trên cao với các phần mới của điện tích.
Trong nhiều thế kỷ, sắt được khai thác trong các lò thổi pho mát bằng phương pháp được phát hiện từ thời cổ đại. Miễn là quặng có độ nóng chảy thấp được tìm thấy nhiều trên bề mặt trái đất, phương pháp này hoàn toàn đáp ứng được nhu cầu của sản xuất. Nhưng vào thời Trung cổ, khi nhu cầu về sắt bắt đầu tăng lên, ngành luyện kim ngày càng phải sử dụng các loại quặng chịu lửa. Để chiết xuất sắt từ chúng, nhiệt độ “nóng chảy” cao hơn đã được yêu cầu. Vào thời điểm đó, chỉ có hai phương pháp được biết đến để tăng nó: 1) tăng chiều cao của lò; 2) tăng vụ nổ. Vì vậy, dần dần, đến thế kỷ XNUMX, một lò nấu chảy cao hơn và tiên tiến hơn đã được hình thành từ lò sản xuất pho mát, nó được đặt tên là shtukofen, tức là “lò làm bánh quy giòn”. Shtukofen là bước đầu tiên trên con đường đến với lò cao. Đầu tiên chúng xuất hiện ở Styria giàu sắt, sau đó ở Cộng hòa Séc và các khu vực khai thác khác. Trong những lò này, nhiệt độ cao hơn có thể đạt được và có thể chế biến được nhiều quặng chịu lửa hơn. Trục shukofen có hình dạng của một hình nón cụt đôi, thon dần về phía trên (cái gọi là phần trên, mở của lò, qua đó quặng và than được nạp theo từng phần (đầu)) và về phía dưới. Trên tường có một lỗ để đặt ống dẫn (một đường ống dẫn không khí vào lò với sự trợ giúp của ống thổi) và để kéo gà ra. Quá trình chuyển hóa quặng thành sắt diễn ra trong shtukofen giống hệt như trong lò cao nguyên liệu, nhưng có tiến bộ: mỏ đóng cửa tập trung nhiệt tốt, và do chiều cao của nó (lên đến 3 m), quá trình nấu chảy được tiến hành. đều hơn, chậm hơn và đầy đủ hơn, do đó quặng được sử dụng nhiều hơn. Bất kể mục đích của những người nấu chảy là gì, cả ba loại nguyên liệu thô đều thu được cùng một lúc trong shtukofen: gang, chảy như rác cùng với xỉ, sắt dễ uốn trong khuôn và thép, phủ một lớp mỏng lên khuôn. . (Hãy nhớ lại rằng sắt, thép và gang trong luyện kim được gọi là hợp kim thực tế của sắt hóa học với cacbon. Sự khác biệt giữa chúng nằm ở lượng cacbon: ví dụ, trong gang dẻo (hàn), nó không quá 5% , bằng thép - lên đến 0, 04%, bằng gang - hơn 1%. Mặc dù thực tế là lượng cacbon khác nhau trong giới hạn nhỏ như vậy, sắt, thép và gang rất khác nhau về tính chất của chúng: sắt là kim loại mềm có tác dụng tốt để rèn, ngược lại, thép là một vật liệu rất cứng mà vẫn giữ được chất lượng cắt tuyệt vời; gang là một kim loại cứng và giòn, hoàn toàn không thể rèn được. Lượng cacbon ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất khác của kim loại. Đặc biệt, càng ở trong bàn ủi càng dễ tan chảy. Sắt nguyên chất là một kim loại khá chịu lửa, trong khi gang nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn nhiều.) Tuy nhiên, ưu điểm của shukofen là không đủ cho tất cả các loại quặng chịu lửa. Một đòn mạnh hơn đã được yêu cầu. Lực lượng của con người không còn đủ để duy trì nhiệt độ, và một bánh xe nước đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho lông thú. Trục của bánh xe nước được trang bị các cam được gắn trên nó khi bị gãy, điều này kéo các nắp của ống thổi bằng da hình nêm trở lại. Đối với mỗi lò nấu chảy có hai ống thổi, hoạt động luân phiên. Sự xuất hiện của động cơ thủy lực và ống thổi phải được cho là vào cuối thế kỷ XNUMX, vì đã có trong thế kỷ XNUMX nhiều lò luyện chuyển xuống từ núi đồi xuống các thung lũng và bờ sông. Sự cải tiến này là điểm khởi đầu cho sự thay đổi lớn nhất trong công nghệ luyện kim, vì nó dẫn đến việc phát hiện ra gang, các đặc tính đúc và gia công lại của nó. Thật vậy, sự gia tăng vụ nổ đã ảnh hưởng đến toàn bộ quá trình. Bây giờ nhiệt độ cao như vậy đã phát triển trong lò nên quá trình khử kim loại từ quặng xảy ra trước khi xỉ được hình thành. Sắt bắt đầu hợp kim với cacbon và biến thành gang, như đã nói ở trên, có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn, do đó, một khối lượng hoàn toàn nóng chảy (gang) bắt đầu xuất hiện trong lò thay vì chớp nhớt thông thường. Lúc đầu, sự biến chất này đã khiến các nhà luyện kim thời Trung cổ rất khó chịu. Gang đông lạnh đã bị tước hết các đặc tính tự nhiên của sắt, không rèn được, không hàn được, không thể chế tạo ra những công cụ bền bỉ, những vũ khí linh hoạt và sắc bén từ nó. Do đó, gang được coi là chất thải sản xuất trong một thời gian dài và các nhà luyện kim rất ghét nó. Tuy nhiên, những gì đã được thực hiện với nó? Trong quá trình thu hồi sắt từ quặng chịu lửa, một phần đáng kể của nó đã chuyển thành gang. Đừng vứt bỏ toàn bộ số sắt này cùng với xỉ! Dần dần, gang không sử dụng được bắt đầu được lựa chọn từ xỉ nguội và đưa vào quá trình nấu chảy lần thứ hai, lần đầu tiên thêm nó vào quặng, và sau đó là của riêng nó. Đồng thời, người ta bất ngờ phát hiện ra rằng gang nhanh chóng nóng chảy trong lò và sau khi nổ mạnh hơn, dễ dàng biến thành gang dẻo, không những không thua kém về chất lượng, mà còn tốt hơn về nhiều mặt so với gang thu được. từ quặng. Và vì gang nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn, sự phân phối lại này cần ít nhiên liệu hơn và mất ít thời gian hơn. Vì vậy, trong suốt thế kỷ XNUMX, lần đầu tiên một cách vô thức và có ý thức, và sau đó khá có ý thức, khám phá vĩ đại nhất về luyện kim đã được thực hiện - quá trình tái chế. Nó được ứng dụng rộng rãi vào thế kỷ XNUMX liên quan đến sự phổ biến của các lò cao. Chẳng bao lâu, các đặc tính tích cực khác được phát hiện trong gang. Hard kritz không dễ ra khỏi lò. Việc này thường mất vài giờ. Trong khi đó, bếp đang nguội dần, nhiên liệu bổ sung được sử dụng để làm nóng nó và lãng phí thêm thời gian. Việc giải phóng sắt nóng chảy ra khỏi lò dễ dàng hơn nhiều. Lò không có thời gian để nguội và nó có thể được nạp ngay một phần quặng và than mới. Quá trình này có thể diễn ra liên tục. Ngoài ra, gang có chất lượng đúc tuyệt vời. (Nhớ lại rằng trong nhiều thế kỷ, cách duy nhất để gia công sắt là rèn.) Đến giữa thế kỷ XIV, những vật đúc thô đầu tiên từ nó đã được cho là. Với sự phát triển của pháo binh, việc sử dụng gang được mở rộng. Lúc đầu, nó được sử dụng để đúc súng thần công, sau đó dùng để đúc các bộ phận riêng lẻ của chính khẩu pháo. Tuy nhiên, cho đến cuối thế kỷ XNUMX, gang vẫn có chất lượng kém - không đồng nhất, không đủ chất lỏng, có dấu vết của xỉ. Những bia mộ thô sơ và khiêm tốn, búa, lò hơi đốt lò và các sản phẩm không phức tạp khác được tạo ra từ đó. Gang yêu cầu một số thay đổi trong thiết kế của lò; cái gọi là blaoofen (lò thổi) xuất hiện, đại diện cho bước tiếp theo đối với lò cao. Chúng được phân biệt bởi chiều cao lớn hơn (5-6 m) so với shtukofen và cho phép quá trình tan chảy diễn ra liên tục ở nhiệt độ rất cao. Đúng vậy, ý tưởng rằng quá trình luyện gang có thể được chia thành hai giai đoạn (tức là gang được nấu chảy liên tục trong một lò và gang được chuyển thành sắt trong lò kia) đã không xuất hiện ngay lập tức. Blauofen sản xuất cả sắt và gang cùng một lúc. Khi quá trình nung chảy hoàn thành, xỉ được thải ra ngoài qua một khe hở nằm bên dưới ống tuye. Sau khi nguội, nó được nghiền nhỏ và tách các viên gang. Kritsu bị kéo ra bằng kẹp lớn và xà beng, rồi dùng búa xử lý. Con kritsy lớn nhất nặng tới 40 pound. Ngoài ra, có tới 20 pound gang được kéo ra khỏi lò. Một lần đun kéo dài 15 giờ. Mất 3 giờ để chiết gà, và 4-5 giờ để chuẩn bị lò nung chảy. Cuối cùng nảy ra ý tưởng về quy trình nấu chảy hai giai đoạn. Blauofen cải tiến đã biến thành một loại lò mới - lò cao, được thiết kế dành riêng cho sản xuất gang. Cùng với họ, quá trình làm lại cuối cùng đã được công nhận. Quá trình sản xuất pho mát bắt đầu được thay thế ở khắp mọi nơi bằng phương pháp hai giai đoạn xử lý sắt. Đầu tiên, gang được lấy từ quặng, sau đó, trong quá trình nấu chảy thứ cấp của gang, sắt. Giai đoạn đầu tiên được gọi là quá trình miền, giai đoạn thứ hai - sự phân phối lại quan trọng.
Các lò cao cổ nhất xuất hiện ở Siegerland (Westphalia) vào nửa sau của thế kỷ 4. Thiết kế của chúng khác với Blauofen ở ba điểm: chiều cao trục cao hơn, quạt gió mạnh hơn và khối lượng phần trên của trục tăng lên. Trong những lò này, nhiệt độ đã tăng lên đáng kể và quá trình nấu chảy quặng thậm chí còn lâu hơn. Lúc đầu họ xây lò cao với một cái rương kín, nhưng chẳng bao lâu bức tường phía trước được mở ra và cái lò được mở rộng, thu được một cái lò cao với một cái rương hở. Một lò cao như vậy ở độ cao 5 m sản xuất tới 1600 kg gang mỗi ngày. Gang lợn được chế biến thành sắt trong một lò nung, có thiết kế tương tự như một lò luyện pho mát. Hoạt động bắt đầu với việc nạp than và cung cấp thuốc nổ. Sau khi than bùng lên gần vòi phun, người ta đặt những thỏi gang. Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, gang nóng chảy, chảy xuống từng giọt, đi qua vùng đối diện với các ống tuye và mất đi một phần cacbon tại đây. Kết quả là, kim loại dày lên và chuyển từ trạng thái nóng chảy thành một khối nhão của sắt cacbon thấp. Khối lượng này được nâng bằng xà beng đến vòi phun. Dưới ảnh hưởng của vụ nổ, cacbon tiếp tục bị đốt cháy, và kim loại lại nằm dưới đáy lò sưởi nhanh chóng trở nên mềm, dễ hàn. Dần dần, một cục u được hình thành ở đáy - một tiếng kêu nặng từ 50-100 kg trở lên, được lấy ra khỏi lò để rèn dưới búa nhằm nén chặt và ép ra xỉ lỏng. Toàn bộ quá trình này mất từ 1 đến 2 giờ. Có thể thu được khoảng 1 tấn kim loại mỗi ngày trong lò nung, và sản lượng gang thành phẩm bằng 90-92% trọng lượng sắt. Chất lượng của sắt dẻo cao hơn sắt thô, vì nó chứa ít xỉ hơn. Việc chuyển từ quy trình một giai đoạn (nhào bột thô) sang hai giai đoạn (lò cao và nở) đã giúp tăng năng suất lao động lên nhiều lần. Nhu cầu về kim loại tăng lên đã được đáp ứng. Nhưng ngay sau đó, việc luyện kim gặp phải những khó khăn thuộc một loại khác. Quá trình nấu chảy sắt đòi hỏi một lượng nhiên liệu khổng lồ. Trong nhiều thế kỷ, nhiều cây cối đã bị chặt ở châu Âu và hàng nghìn ha rừng đã bị phá hủy. Ở một số bang, luật đã được thông qua cấm khai thác gỗ không kiểm soát. Vấn đề này đặc biệt gay gắt ở Anh. Do thiếu than củi, người Anh buộc phải nhập khẩu hầu hết số sắt mà họ cần từ nước ngoài. Năm 1619, Dodley lần đầu tiên sử dụng than trong quá trình nấu chảy. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi than đã bị cản trở bởi sự hiện diện của lưu huỳnh trong đó, cản trở việc sản xuất sắt tốt. Chỉ đến năm 1735, họ mới học được cách loại bỏ lưu huỳnh khỏi than đá, khi Derby tìm ra cách hấp thụ lưu huỳnh với sự trợ giúp của vôi sống trong quá trình xử lý nhiệt than trong các nồi nấu kim loại kín. Vì vậy đã thu được chất khử mới - than cốc.
Tác giả: Ryzhov K.V.
▪ Xe đạp ▪ Đồ hộp
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Máy bay chở khách siêu thanh ▪ Máy tính bảng dòng ZenPad của Asus ▪ Xe Hyundai với Google Glass và SoundHound
▪ phần của trang web Audio Art. Lựa chọn bài viết ▪ Bài viết ngắn, bốn mươi phút. biểu hiện phổ biến ▪ bài viết Số học xuất hiện như thế nào? đáp án chi tiết ▪ bài viết Tiêu chuẩn và quy tắc vệ sinh (SanPiN, SP). Danh mục ▪ bài viết Nguồn điện của đèn LED K48. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Sự xuất hiện kỳ diệu của chiếc khăn quàng cổ. bí mật tập trung
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này