Приём против лома


 

В отличие от металлургов-практиков Мартенов, которые хотели лишь повысить производительность производства тигельной стали, целью Уильяма Сименс было получение стали из чугуна с использованием железной руды в качестве окислителя.

Этот способ, получивший название «рудного процесса» стал применяться позже, когда Томас и его компаньоны научили металлургическое сообщество использовать при выплавке стали футеровку на основе основных оксидов. При использовании же «кислой» футеровки из кремнезёмистого песка практически не удалялись «главные враги» качественной стали – сера и фосфор, то есть, как и в случае бессемеровского процесса, требовался подбор чистых по этим примесям материалов.

Мартеновский цех завода Эбб-Вэйл

Другой проблемой при использовании руды было то, что в ванне присутствовало большое количество монооксида железа (FeO). Поскольку этот оксид в реакциях проявляет основной характер, то он взаимодействовал с кислыми оксидами футеровки и переводил их в шлак. Это приводило к повреждению футеровки и образованию большого количества шлака, затрудняющего нагрев металла. Поэтому на начальном этапе выплавки стали в регенеративной печи, при использовании кислой футеровки, наиболее оправданным способом работы было именно уподобление печи тиглю.

Наиболее качественная сталь получалась при использовании чугуна и криц пудлингового железа. По словам Джеймса Райли (JamesRiley), управляющего TheSteelCompanyofScotland, «этот режим работы имеет то преимущество, что существует большая определённость в отношении результата, поскольку известен состав исходных материалов, что не может иметь место при работе с большим количеством скрапа, полученного, может быть, из тысячи источников». Однако себестоимость стали, выплавленной таким способом, была настолько высока, что использовать технологию можно было только в особо ответственных случаях, когда качество металла имело определяющее значение.

К началу эпохи Индустриализации металлургия получила ещё один источник железа – скрап (металлолом), то есть вышедшие из употребления железные изделия, а также отходы (обрезки, брак и т.п.). Количество их было огромно, а цена, в виду практически полного отсутствия спроса, низкая. Способами переработки металлолома в то время были перековка и перекатка (в некоторых случаях применялась переплавка в доменных печах и вагранках). Это налагало существенные ограничения на размеры перерабатываемых изделий (не все помещались в сварочную печь). Единственным видом железного лома, который перерабатывался более-менее регулярно, были рельсы, которые подвергали перекатке.

Бессемеровский и томасовский процессы не решали проблему металлолома, поскольку в конверторах нельзя было перерабатывать железо и сталь – в них, в отличие от чугуна не было примесей, играющих роль топлива (это отрицательно сказывалось на тепловом балансе процесса). Поэтому в конвертере перерабатывали только небольшие по размеру стальные обрезки, образующиеся при прокатке.

Сименс-мартеновский способ выплавки пришёлся как нельзя кстати именно для переработки железного и стального лома. По этой причине новый способ выплавки стали в регенеративной печи, представленный на Всемирной выставке в Париже в 1867 г. Сименсом, Мартенами и Берардом, произвёл фурор. Сталь Мартенов и печь Сименса были отмечены призами Выставки. После этого началось «победное шествие» нового процесса: в 1868 г. он был внедрён в Швеции, спустя год - на крупных заводах Террнуар и Фирмини (Франция), Круппа в Эссене и Штуммера в Вене.

Внедрение сименс-мартеновского способа в промышленность Великобритании связано с одним из «крёстных отцов» бессемерования – Джоном Рамсботтомом, главным инженером Лондонской и Северо-Западной железной дороги. Именно ему Сименс отправил письмо, в котором приводил расчёты выгоды переработки старых рельсов в регенеративной печи, что, как решало проблему лома, так и существенно снижало затраты на обновление дорожной сети. Ознакомившись с производством в Бирмингеме и убедившись в его перспективах, Рамсботтом в середине 1868 г. распорядился организовать производство в мастерских крупного железнодорожного узла Кру (Crewe).

Процесс выплавки стали в регенеративной печи имел большой успех, несмотря на конкуренцию с процессом Бессемера. Даже в условиях спада в металлургическом производстве выплавка стали новым способом в Великобритании увеличилась с 77,5 тыс. т в 1873 г. до 436 тыс. т в 1882 г. В конце того же года в этой стране работало более 150 регенеративных печей, и ещё больше находились на стадии строительства.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий