Domna ni tanuru la kuyeyushia chuma

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 14:03

Kwa kuyeyusha chuma katika tasnia ya kisasa ya metallurgiska, tanuru ya mlipuko hutumiwa. Hii ni tanuru ya aina ya shimoni, ambayo sio muundo ngumu sana, ambayo, hata hivyo, inaonekana ya kushangaza. Ili kuleta uzalishaji wa chuma kwenye ukamilifu, mwanadamu alilazimika kukusanya uzoefu wa karne nyingi.

Inafafanua kwa kiasi fulani tanuru ya mlipuko ni, mzizi wa jina la Slavonic ya Zamani. "Dmit" inamaanisha kupiga.

Mababu wa tanuru za mlipuko - shukofen

Katika Enzi za Kati, watu walihitaji metali tofauti. Silaha na zana zilifanywa kwa chuma, rahisi na ngumu, na chuma cha kawaida kilitumiwa kwa vyombo vya nyumbani. Tanuri za mlipuko wa jibini zimetumiwa kupata chuma kilichohitajika kwa muda mrefu sana, kwa milenia, na zilikidhi kikamilifu mahitaji mpaka hifadhi ya ores ya chini ya kuyeyuka ilipungua. Joto la juu lilipatikana kwa kuongeza urefu (hivi ndivyo msukumo uliongezeka), hewa pia ilisukumwa na mvuto wa mikono. Walakini, baada ya muda, Wazungu walilazimika kubadili malighafi ya ubora wa chini, ambayo ilitumika kama kichocheo cha maendeleo. Shtukofen ikawa uvumbuzi baada ya tanuru ya kwanza ya mlipuko ilionekana. Ilikuwa tanuri ya aina iliyofungwa, ambayo ilifanya kazi kulingana namzunguko fulani. Ilikuwa ni lazima kupakia ore, makaa ya mawe ndani yake, kisha inapokanzwa kwa kupiga ulifanyika (hakukuwa na jitihada za kutosha za mwongozo, hivyo gari kutoka kwa magurudumu ya maji ilitumiwa), baada ya hapo ilikuwa ni lazima kusubiri baridi na kutoa chuma, kutenganisha. kutoka kwa kiwango na bidhaa zingine zisizofaa zinazoitwa kritz. Faida kuu ya shtukofen ilikuwa mkusanyiko bora wa nishati ya joto kutokana na kiasi kilichofungwa wakati wa mzunguko wa kazi, kutokana na kupungua kwa uvujaji wake kwenye angahewa.

Ustaarabu wa Chuma

Tatizo kuu la wataalam wa madini wa zama za kati katika karne ya kumi na tatu lilikuwa kutoweza kupenyeka kwa chuma. Wakati chuma cha kutupwa (yaani, aloi ya chuma-kaboni yenye mkusanyiko wa kaboni ya 1.7% na zaidi) ilipatikana katika shtukofen, walishangaa kwa kiwango cha chini cha kuyeyuka, lakini hawakufurahi. Metali iliyosababishwa ilikuwa rahisi kupata kuliko chuma, na hata zaidi ya chuma, lakini sifa zake za mitambo kutoka kwa mtazamo wa watumiaji wa wakati huo ziliacha kuhitajika: ilikuwa tete sana na haina nguvu ya kutosha. Hata hivyo, katika karne mbili tu, mitazamo kuelekea chuma cha kutupwa imebadilika. Kwanza, iligeuka kuwa jambo rahisi kuiondoa kwenye tanuru, inaweza tu kumwagika kwa fomu ya kuyeyuka. Pili, chuma hiki bado kimepata matumizi yake, na ni tofauti sana. Na tatu, ilikuwa malighafi ya utakaso zaidi kutoka kwa kaboni ya ziada, na ikawa rahisi zaidi kupata chuma kutoka kwake kuliko kutoka kwa ore. Kwa hiyo, baada ya karne za majaribio, teknolojia ya metallurgiska yenye tija zaidi ilipatikana, na tanuru ya mlipuko iligunduliwa. Tanuri katika jiji la Westphalian la Siegerland (nusu ya pili ya 15karne) inaweza kufanya kazi kwa mzunguko unaoendelea kwa miaka kadhaa, ikitoa kila siku zaidi ya tani moja na nusu ya chuma cha nguruwe. Hapo zamani zilikuwa nyingi.

Kujenga tanuru la mlipuko

Ni kwa kuwa karibu tu na tanuru hili kubwa, unaweza kuelewa ukubwa wa tanuru ya kisasa ya mlipuko. Picha hutoa wazo la saizi yake ya cyclopean tu wakati zinaonyesha mtu anayeonekana mdogo kama chungu. Walakini, licha ya mwonekano wa kuvutia, kanuni ya operesheni ilibaki sawa, medieval. Kubuni ni pamoja na nodes tano kuu. Ya juu, ya juu, imeundwa kupakia malighafi na kusambaza sawasawa ndani ya tanuru. Chini yake ni sehemu ya sura ya conical ambayo inapokanzwa na mchakato wa kupunguza hufanyika (zaidi juu ya hayo baadaye). Kitengo cha tatu kutoka juu kinaitwa mvuke, ambapo chuma huyeyuka. Kisha sehemu nyingine ya conical, wakati huu inapungua chini, ni mabega, ambayo monoxide ya kaboni (kupunguza gesi) hutolewa kutoka kwa coke. Na chini kabisa kuna ghushi ambayo bidhaa iliyokamilishwa na taka za uzalishaji hutolewa.

Mchakato kemia

Michakato ya kemikali ni oksidi na hupunguza. Ya kwanza ina maana uhusiano na oksijeni, pili, kinyume chake, kukataa kwake. Ore ni oksidi, na ili kupata chuma, reagent fulani inahitajika ambayo inaweza "kuchagua" atomi za ziada. Jukumu muhimu zaidi katika mchakato huu linachezwa na coke, ambayo wakati wa mwako hutoa kiasi kikubwa cha joto na dioksidi kaboni, ambayo kwa joto la juu hutengana na monoxide, kemikali.dutu hai na isiyo imara. CO huelekea kuwa dioksidi tena, na, ikikutana na molekuli za ore (Fe₂O_{3), "huondoa" oksijeni yote kutoka kwayo, na kuondoka. chuma pekee. Kuna, bila shaka, vitu vingine katika malighafi, yasiyo ya lazima, ambayo huunda bidhaa ya taka inayoitwa slag. Hivi ndivyo tanuru ya mlipuko inavyofanya kazi. Hii ni, kwa mtazamo wa kemia, mmenyuko rahisi wa kupunguza, unaoambatana na matumizi ya joto.}

Je, tanuru ya kisasa ya mlipuko ikoje?

Maisha ya huduma ya tanuru ya mlipuko ni mafupi kwa kituo cha ukubwa huu - takriban miaka kumi. Wakati huu, muundo huo unakabiliwa na mizigo nzito, huchochewa na joto la joto, basi urekebishaji mkubwa au uharibifu unahitajika. Uzalishaji wa chuma hauwezi kuitwa usio na madhara, unahusishwa na uzalishaji wa fosforasi, sulfuri na vitu vingine visivyofaa sana katika anga. Kwa pamoja, hali hizi huhimiza nchi nyingi kupunguza uzalishaji wa metallurgiska au kuufanya kuwa wa kisasa (hasa ikiwa tasnia ni ya msingi na ya kuunda bajeti). Tanuru ya kisasa ya mlipuko ni mfumo rahisi sana kimsingi, ambao, hata hivyo, unahitaji mpango changamano wa udhibiti wenye vitanzi vingi vya udhibiti vinavyohakikisha matumizi bora zaidi ya malighafi na rasilimali za nishati.