Domna is 'n oond vir ystersmelting

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 13:48

Vir ystersmelting in die moderne metallurgiese industrie word 'n hoogoond gebruik. Dit is 'n as-tipe oond, wat nie 'n baie komplekse struktuur is nie, wat egter indrukwekkend lyk. Om die produksie van yster tot volmaaktheid te bring, moes die mensdom eeue se ondervinding opbou.

Verduidelik gedeeltelik wat 'n hoogoond is, die Ou Slawiese wortel van sy naam. "Dmit" beteken om te blaas.

Voorvaders van hoogoonde - shukofen

In die Middeleeue het mense verskillende metale nodig gehad. Wapens en gereedskap is van staal gemaak, buigsaam en hard, en gewone yster is vir huishoudelike gereedskap gebruik. Kaas-hoogoonde word vir 'n baie lang tyd, vir millennia, gebruik om die gewenste metaal te verkry, en hulle het ten volle aan die behoeftes bevredig totdat die reserwes van laagsmeltende ertse uitgeput was.’n Hoë temperatuur is bereik deur die hoogte te verhoog (dit is hoe die stukrag toegeneem het), die lug is ook met handbalg gepomp. Europeërs moes egter met verloop van tyd na laer kwaliteit grondstowwe oorskakel, wat as aansporing vir vooruitgang gedien het. Shtukofen het die uitvinding geword waarna die eerste hoogoond verskyn het. Dit was 'n toe tipe oond, wat volgens gewerk hetsekere siklus. Dit was nodig om erts, steenkool daarin te laai, dan het verhitting met blaas plaasgevind (daar was nie genoeg handmatige inspanning nie, dus 'n aandrywing van waterwiele is gebruik), waarna dit nodig was om te wag vir afkoeling en die metaal te onttrek, en te skei dit van skaal en ander ongeskikte neweprodukte genoem kritz. Die grootste voordeel van shtukofen was die beste konsentrasie van termiese energie as gevolg van die geslote volume tydens die werksiklus, as gevolg van 'n afname in die lekkasie daarvan in die atmosfeer.

Cast Iron Civilization

Die hoofprobleem van Middeleeuse metallurge in die dertiende eeu was die onsmeltbaarheid van yster. Toe gietyster (dit wil sê 'n yster-koolstoflegering met 'n koolstofkonsentrasie van 1,7% en hoër) in shtukofen verkry is, was hulle verras oor die lae smeltpunt, maar hulle was nie verheug nie. Die gevolglike metaal was makliker bekombaar as staal, en nog meer yster, maar die meganiese eienskappe daarvan uit die oogpunt van die destydse verbruikers het veel te wense oorgelaat: dit was te broos en nie sterk genoeg nie. In net twee eeue het houdings teenoor gietyster egter verander. Eerstens was dit 'n eenvoudige saak om dit uit die oond te verwyder, dit kon eenvoudig in gesmelte vorm gedreineer word. Tweedens het hierdie metaal nietemin sy toepassing gevind, en dit is baie divers. En derdens was dit 'n grondstof vir verdere suiwering van oortollige koolstof, en dit blyk baie makliker te wees om staal daaruit te verkry as uit erts. Dus, na eeue se eksperimente, is die mees produktiewe metallurgiese tegnologie gevind, en 'n hoogoond is uitgevind. Oond in die Wesfaalse stad Siegerland (tweede helfte van die 15deeeu) kon werk met 'n aaneenlopende siklus vir 'n paar jaar, wat daagliks meer as een en 'n half ton ru-yster produseer. Dit was destyds baie.

Bou 'n hoogoond

Slegs deur naby hierdie reuse-oond te wees, kan jy verstaan hoe groot die moderne hoogoond is. Foto's gee slegs 'n idee van haar siklopiese grootte wanneer hulle 'n persoon wys wat so klein soos 'n mier lyk. Ten spyte van die indrukwekkende voorkoms het die werkingsbeginsel egter dieselfde gebly, Middeleeus. Die ontwerp sluit vyf hoofnodusse in. Die boonste een, die boonste, is ontwerp om grondstowwe te laai en dit eweredig binne die oond te versprei. Onder dit is 'n deel van die koniese vorm waarin verhitting en die reduksieproses plaasvind (meer daaroor later). Die derde eenheid van bo word stoom genoem, waar yster gesmelt word. Dan is 'n ander koniese deel, hierdie keer afwaarts taps, die skouers, waarin koolstofmonoksied (reduserende gas) uit die kooks vrygestel word. En heel onder is 'n smee waaruit die voltooide produk en produksie-afval onttrek word.

Proseschemie

Chemiese prosesse is oksidatief en reduktief. Die eerste beteken verbinding met suurstof, die tweede, inteendeel, die verwerping daarvan. Erts is 'n oksied, en om yster te verkry, word 'n sekere reagens benodig wat ekstra atome kan "selekteer". Die belangrikste rol in hierdie proses word gespeel deur kooks, wat tydens verbranding 'n groot hoeveelheid hitte vrystel en koolstofdioksied, wat by hoë temperatuur ontbind in monooksied, chemiesaktiewe en onstabiele stof. CO is geneig om weer dioksied te word, en, wanneer ertsmolekules ontmoet word (Fe₂O_{3), "neem" alle suurstof van hulle weg en laat net yster. Daar is natuurlik ander stowwe in die grondstowwe, onnodig, wat 'n afvalproduk genaamd slak vorm. Dit is hoe 'n hoogoond werk. Dit is, vanuit die oogpunt van chemie, 'n redelik eenvoudige reduksiereaksie, gepaardgaande met die verbruik van hitte.}

Hoe is 'n moderne hoogoond?

Die dienslewe van 'n hoogoond is relatief kort vir 'n fasiliteit van hierdie omvang - ongeveer 'n dekade. Gedurende hierdie tyd word die struktuur aan swaar vragte onderwerp, wat vererger word deur termiese verhitting, dan is 'n groot opknapping of sloping nodig. Ysterproduksie kan nie skadeloos genoem word nie, dit word geassosieer met die uitstoot van fosfor, swael en ander nie baie nuttige stowwe in die atmosfeer nie. Gesamentlik moedig hierdie omstandighede baie lande aan om metallurgiese produksie te beperk of dit te moderniseer (veral as die bedryf basies en begrotingvormend is). 'n Moderne hoogoond is in beginsel 'n redelik eenvoudige stelsel, wat egter 'n komplekse beheerskema met talle beheerlusse vereis wat die doeltreffendste verbruik van grondstowwe en energiebronne verseker.