Domna dəmir əritmək üçün sobadır

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Müasir metallurgiya sənayesində dəmir əritmək üçün domna sobasından istifadə olunur. Bu, çox mürəkkəb bir quruluş olmayan şaft tipli bir sobadır, lakin təsir edici görünür. Dəmir istehsalını mükəmməlliyə çatdırmaq üçün bəşəriyyət əsrlər boyu təcrübə toplamalı idi.

Domna sobasının nə olduğunu qismən izah edir, onun adının köhnə slavyan kökü. "Dmit" üfürmək deməkdir.

Domna sobalarının əcdadları - şukofen

Orta əsrlərdə insanların müxtəlif metallara ehtiyacı var idi. Silah və alətlər poladdan, çevik və bərkdən hazırlanırdı, məişət əşyaları üçün isə adi dəmirdən istifadə olunurdu. Pendir-domna sobaları çox uzun müddət, minilliklər boyu istənilən metalı əldə etmək üçün istifadə edilmişdir və aşağı əriyən filizlərin ehtiyatları tükənənə qədər ehtiyacı tam ödəmişdir. Hündürlüyü artırmaqla yüksək temperatur əldə edildi (təkmə bu şəkildə artdı), hava da əl körükləri ilə vuruldu. Lakin zaman keçdikcə avropalılar daha aşağı keyfiyyətli xammala keçməli oldular ki, bu da tərəqqi üçün stimul rolunu oynadı. Ştukofen ilk domna sobasının meydana çıxdığı ixtira oldu. Qapalı tipli soba idi, uyğun olaraq işləyirdimüəyyən dövrə. İçinə filiz, kömür yükləmək lazım idi, sonra üfürmə ilə qızdırma baş verdi (kifayət qədər əl səyi yox idi, buna görə də su təkərlərindən bir sürücü istifadə edildi), bundan sonra soyumasını gözləmək və metalı çıxarmaq, ayırmaq lazım idi. miqyasdan və kritz adlanan digər uyğun olmayan əlavə məhsullardan. Ştukofenin əsas üstünlüyü onun atmosferə sızmasının azalması səbəbindən iş dövrü ərzində qapalı həcm səbəbindən istilik enerjisinin ən yaxşı konsentrasiyası idi.

Çuqun Sivilizasiyası

XIII əsrdə orta əsr metallurqlarının əsas problemi dəmirin yanmazlığı idi. Ştukofendə çuqun (yəni, karbon konsentrasiyası 1,7% və daha yüksək olan dəmir-karbon ərintisi) əldə edildikdə, onun aşağı ərimə nöqtəsinə təəccübləndilər, lakin sevinmədilər. Yaranan metalı əldə etmək poladdan, hətta daha çox dəmirdən daha asan idi, lakin o zamankı istehlakçılar baxımından onun mexaniki keyfiyyətləri arzuolunan çox şey buraxdı: çox kövrək və kifayət qədər güclü deyildi. Ancaq cəmi iki əsr ərzində çuquna münasibət dəyişdi. Birincisi, onu sobadan çıxarmaq sadə bir məsələ olduğu ortaya çıxdı, sadəcə ərimiş formada qurudula bilər. İkincisi, bu metal buna baxmayaraq öz tətbiqini tapdı və çox müxtəlifdir. Üçüncüsü, artıq karbondan daha da təmizlənmək üçün xammal idi və ondan polad əldə etmək filizdən daha asan oldu. Beləliklə, əsrlər boyu aparılan təcrübələrdən sonra ən məhsuldar metallurgiya texnologiyası tapıldı və domna sobası icad edildi. Vestfaliyanın Siegerland şəhərində soba (15-ci ilin ikinci yarısıəsr) bir neçə il fasiləsiz dövriyyə ilə işləyə, gündəlik bir yarım tondan çox çuqun istehsal edə bilər. O vaxtlar çox idi.

Domna sobasının tikintisi

Yalnız bu nəhəng sobaya yaxın olmaqla, müasir yüksək sobanın nə qədər böyük olduğunu başa düşə bilərsiniz. Fotoşəkillər yalnız qarışqa kimi kiçik görünən bir insanı göstərdikdə onun siklop ölçüsü haqqında bir fikir verir. Lakin, təsirli görünüşünə baxmayaraq, əməliyyat prinsipi eyni, orta əsrlərdə qaldı. Dizayn beş əsas qovşaqdan ibarətdir. Üstü, üst hissəsi, xammalı yükləmək və soba içərisində bərabər paylamaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Aşağıda isitmə və reduksiya prosesinin baş verdiyi konusvari formanın bir hissəsidir (bu barədə daha sonra). Yuxarıdan üçüncü vahid buxar adlanır, burada dəmir əriyir. Sonra bu dəfə aşağıya doğru daralan başqa bir konusvari hissə koksdan karbonmonoksidin (azaldıcı qazın) ayrıldığı çiyinlərdir. Ən aşağı hissədə isə hazır məhsulun və istehsal tullantılarının çıxarıldığı bir döymə var.

Proses kimyası

Kimyəvi proseslər oksidləşdirici və reduktivdir. Birincisi, oksigenlə əlaqə, ikincisi, əksinə, rədd edilməsi deməkdir. Filiz bir oksiddir və dəmir əldə etmək üçün əlavə atomları "seçmək" üçün müəyyən bir reagent tələb olunur. Bu prosesdə ən mühüm rolu yanma zamanı çoxlu miqdarda istilik və karbon qazı buraxan koks oynayır, yüksək temperaturda kimyəvi cəhətdən monoksidə parçalanır.aktiv və qeyri-sabit maddə. CO yenidən dioksidə çevrilməyə meyllidir və filiz molekulları (Fe₂O_{3) ilə görüşərək onlardan bütün oksigeni “aparır” və tərk edir. yalnız dəmir. Təbii ki, xammalda lazımsız başqa maddələr də var ki, bunlar şlak adlanan tullantı məhsulu əmələ gətirir. Domna sobası belə işləyir. Bu, kimya nöqteyi-nəzərindən istilik istehlakı ilə müşayiət olunan kifayət qədər sadə reduksiya reaksiyasıdır.}

Müasir yüksək soba necədir?

Domna sobasının xidmət müddəti bu böyüklükdə bir obyekt üçün nisbətən qısadır - təxminən on il. Bu müddət ərzində struktur ağır yüklərə məruz qalır, istilik isitmə ilə ağırlaşır, sonra əsaslı təmir və ya sökülmə tələb olunur. Dəmir istehsalını zərərsiz adlandırmaq olmaz, bu, fosfor, kükürd və digər çox faydalı olmayan maddələrin atmosferə atılması ilə əlaqələndirilir. Birlikdə götürdükdə, bu hallar bir çox ölkələri metallurgiya istehsalını az altmağa və ya onu modernləşdirməyə sövq edir (xüsusilə sənaye əsasdırsa və büdcə formalaşırsa). Müasir domna sobası prinsipcə kifayət qədər sadə sistemdir, lakin bu, xammal və enerji resurslarının ən səmərəli istehlakını təmin edən çoxsaylı nəzarət dövrələri ilə mürəkkəb idarəetmə sxemini tələb edir.