Висока печка
| Насловот на овој напис е двосмислен. Понатамошните значења се наведени под Високата печка (појаснување). |
А. Висока печка е претежно погон за големи димензии во дизајнот на печката на вратило, во кој железото се добива со намалување на оксид на железо. Покрај оксидните руди на железо, кока и адитиви како кварцен песок и брза вар се прават да реагираат (реакција на редокс). Од друга страна, сулфидните руди мора да се претворат во оксиди со печење.
Понатаму препорачано специјалистичко знаење
Дневна визуелна инспекција на лабораториските биланси
Која е чувствителноста на мојата скала?
Кој е правилниот начин да се провери повторливоста на скалите?
Содржина
Историјатот на високата печка
Оваа технологија беше позната во Кина барем од династијата Хан (206 п.н.е. до 222 г. н.е.). Најраните високи печки во Европа биле во Шведска во 13 век, на пример во Лафитан. Индивидуалните високи печки во Франција, Белгија и пред се во Англија се идентификувани во следните векови. Во Колбрукдејл во 1709 година, претходно користениот јаглен беше заменет со кокс.
Најстарата, во голема мера целосно зачувана високи печки во Германија и евентуално ширум светот е Луизенхут во Воклум близу Балве/Зауерленд. Висока печка од 1783 година може да се види во Вилхелмшут во Борнум на Харц.
Изградба и вчитување на високата печка
Високата печка се напојува со две основни суровини одозгора: т.н. Möller како носач на суровини и кокс од високата печка како носач на енергија и средство за редукција. Како што е Милер [ахд. Мешавина] е термин што се користи за железна руда (претежно во форма на природни руди или како изгорен од печење сулфидни или карбонатни руди) на кои се додаваат адитиви (на пр. Вар, чакал и доломит) за да се намали точката на топење на рудите и да се подобри течноста на смесата станува.
Суровините се пренесуваат со транспортни кофи (Хунт) преку наклонет лифт до отворот за полнење (jвончето) на горниот дел од високата печка, се празнат и се донесуваат внатре преку систем за заклучување со двојно bвонче. Во модерните високи печки, сега се користат подвижни ленти, кои наизменично пополнуваат два материјални контејнери со руди, агрегати и кокс.
Во подножјето на високата печка, јаглеродниот моноксид формиран од кокс и атмосферски кислород оксидира до јаглерод диоксид, а кислородот потребен за ова се отстранува од железниот оксид, кој потоа се сведува на железо.
Свинско железо и згура прислушување на високата печка
Содржината на течна печка се отстранува преку отвор на дното на печката; овој отвор е нормално затворен со керамичко соединение и периодично се дупчи за време на т.н. прислушување. Содржината на одливот е одделена во салата за прислушување во непосредна близина на печката преку каналски систем (исто така наречен "локва") пловечка згура и исто така е покриена со прашина од гихт, така што топлината на згурата останува иста. Сепараторот се нарекува и Фукс бидејќи е толку „паметен“ да се прави разлика помеѓу железото и згурата. Повеќето високи печки, сепак, имаат два уреди за прислушување. Еден за згура (олук од згура) и еден малку подлабок за течното железо. И тука разликата во густината се користи за одвојување.
Згурата произведена во процесот на високата печка е исто така вредна суровина. Откако ќе се меле во погон за мелење згура, може да се користи на различни начини како песок од згура.
Процесот во високата печка се одржува со помош на топол воздух што се разнесува од под високата печка (т.н. ветер). Овој ветер, кој е важен за работата, се користи во грејачи на ветер (Каупер) доведена до температура. Покрај функцијата за снабдување со кислород, ветерот исто така ги врти додадените суровини, кои во спротивно би се печеле заедно само на основата на рерната и повеќе не треба да се загреваат. Ако се појави лупење, процесот на вознемирување (краток прекин на ветрот) се обидува да го распушти. Вознемирувањето одговара на разгорување на оган во рерна, во кој нацртот се заканува да стагнира поради премногу пепел на решетката. Високата печка е реактор во спротивна струја: додека материјалот се истура се протега од врвот до дното низ реакторот, добиените реакции на гасови (гасовите на печката) течат од дното кон врвот. Тие се земаат од горниот дел на гихт, се чистат од честички од чад и се ставаат на понатамошна употреба во хемиската индустрија или се запалени во кауперијата за да се создаде ветер.
Надворешниот wallид на високата печка трајно се лади со ладење со вода. Системот за ладење порано беше отворен, што значи: водата се внесуваше ладно во wallидот на печката и потоа повторно се ладеше во кула за ладење. Ова резултираше во голема загуба на вода и енергија. Новите високи печки се опремени со затворени кола за ладење. „Црниот гигант“ во Дуизбург, на пример, има пет различни ладилни кола што сите се одделно затворени. Водата што се губи како резултат на температурни флуктуации или загуби се заменува со специјална вода со малку вар со 0,1 ° dH.
Вистинската висока печка е обично висока 25-30 м, целиот систем е до 60 м. „Црниот гигант“ во Дуизбург-Мејдерих има висина на печката од 42 м и дијаметар на рамката од околу 14 м.
Средните високи печки постигнуваат дневни излези од 6.000 t, големи високи печки до 13.000 t свинско железо. Ако не се користи како леано железо, свинското железо обично се рафинира во челик во конверторите. За таа цел, кислородот се внесува во свинското железо или се додава остатоци (железен оксид) со цел да се оксидираат нечистотиите што сè уште се содржат во свинското железо и да се измијат од течниот метал како гасови или згура.
Високите печки работат околу 10 години. По завршувањето на таканареченото патување во печка, вистинската висока печка мора опширно да се ревидира; Поголемиот дел од времето, целата облога на огноотпорни тули се обновува и се менуваат разни челични компоненти. Можноста да се подготви за ново патување во печка тогаш често се користи за подобрувања на процесот и инсталација на нова опрема за заштеда на енергија и подобрување на квалитетот.
Хемиски реакции во високата печка
Покрај согорувањето на кокс и формирање на редуцирачко средство јаглерод моноксид, намалувањето на железо оксидот со јаглерод моноксид (индиректно намалување) и коксот (директно намалување на руда) е важна основна шема на хемиска реакција:
Согорување на кокс што произведува енергија. Генерирање на гасовито средство за намалување на јаглерод моноксид. Намалување на железо оксид во елементарно железо.
Реакцијата 1 обезбедува енергија за целиот процес. Бидејќи кислородот се снабдува во форма на разнесен, загреан воздух, реакцијата е толку бурна што се достигнуваат температури над 2000 ° C. Овој ефект можете да го визуелизирате на пожар на скара, чиј јаглен свети силно бел кога ќе го разнесете со топла фен. Од друга страна, реакцијата го снабдува јаглерод диоксидот СО2, потребен за реакција 2.
Реакцијата 2 го снабдува токсичниот јаглерод моноксид (СО), кој делува како вистинско средство за редукција во високата печка. За разлика од цврстиот јаглерод, гасовитиот CO може лесно да ги достигне сите површини на железните оксиди и да реагира таму. Оваа реакција е типична реакција на рамнотежа (рамнотежа на Будуард). На високи температури рамнотежата е десно, на ниски температури лево.
Реакцијата 3 во сумирана форма го покажува намалувањето на типичниот оксид на железо (III) (црвен камен од железо, 'рѓа). Всушност, тоа поминува низ неколку средни фази што се одвиваат во различни зони на високата печка:
Резултатот е повеќе железен магнетит (магнетски камен од железо). Се формира оксид на железо (II). Резултатот е метално железо што се собира во високата печка подолу.
Свинското железо се преработува во „челичарницата“ со дување кислород или додавање на остатоци (железен оксид) со оксидирање на придружните материи (јаглен, сулфур, манган, силициум) и нивно претворање во гасови (сулфур диоксид, јаглерод диоксид) или со агрегати како згура (калциум и силикати и фосфати од манган) се отстрануваат. Пример:
Ironелезо оксид и силициумско железо што содржат силикон реагираат и формираат железо (челик) и силициум диоксид.