Domna és un forn per a la fosa de ferro

Taula de continguts:

Domna és un forn per a la fosa de ferro
Domna és un forn per a la fosa de ferro

Vídeo: Domna és un forn per a la fosa de ferro

Vídeo: Domna és un forn per a la fosa de ferro
Vídeo: Deutsch lernen im Beruf B2 2024, Març
Anonim

Per a la fosa de ferro a la indústria metal·lúrgica moderna, s'utilitza un alt forn. Es tracta d'un forn de tipus eix, que no és una estructura molt complexa, que, però, sembla impressionant. Per portar la producció de ferro a la perfecció, la humanitat va haver d'acumular segles d'experiència.

En part explica què és un alt forn, l'arrel eslava antiga del seu nom. "Dmit" significa bufar.

Ancestres dels alts forns - shukofen

l' alt forn
l' alt forn

A l'edat mitjana, la gent necessitava diferents metalls. Les armes i les eines eren d'acer, flexible i dur, i el ferro normal s'utilitzava per als estris de la llar. Els alts forns de formatge s'han utilitzat per obtenir el metall desitjat des de fa molt de temps, des de fa mil·lennis, i van satisfer plenament les necessitats fins que les reserves de minerals de baix punt de fusió es van esgotar. S'aconseguia una temperatura elevada augmentant l'alçada (és així com augmentava l'empenta), també es bombejava l'aire amb manxes manuals. Tanmateix, amb el pas del temps, els europeus van haver de canviar a matèries primeres de menor qualitat, fet que va servir d'incentiu per al progrés. Shtukofen es va convertir en l'invent després del qual va aparèixer el primer alt forn. Era un forn de tipus tancat, que funcionava segonscicle determinat. Va ser necessari carregar-hi mineral, carbó, després es va produir l'escalfament amb bufat (no hi havia prou esforç manual, de manera que es va utilitzar un accionament de rodes d'aigua), després del qual va haver d'esperar que es refrés i extreure el metall, separant-lo. a partir d'escala i altres subproductes inadequats anomenats kritz. El principal avantatge de shtukofen era la millor concentració d'energia tèrmica a causa del volum tancat durant el cicle de treball, a causa d'una disminució de la seva fuita a l'atmosfera.

Civilització de ferro colat

El principal problema dels metal·lúrgics medievals al segle XIII era la infusibilitat del ferro. Quan es va obtenir ferro colat (és a dir, un aliatge de ferro-carboni amb una concentració de carboni de l'1,7% o superior) a shtukofen, es van sorprendre pel seu baix punt de fusió, però no van quedar encantats. El metall resultant era més fàcil d'obtenir que l'acer, i encara més el ferro, però les seves qualitats mecàniques des del punt de vista dels consumidors d'aleshores deixaven molt a desitjar: era massa fràgil i poc resistent. No obstant això, en només dos segles, les actituds cap al ferro colat han canviat. En primer lloc, va resultar ser una qüestió senzilla treure-la del forn, simplement es podia escórrer en forma fosa. En segon lloc, aquest metall ha trobat la seva aplicació, i és molt divers. I, en tercer lloc, era una matèria primera per a una purificació addicional de l'excés de carboni, i va resultar ser molt més fàcil obtenir-ne acer que no pas del mineral. Així, després de segles d'experiments, es va trobar la tecnologia metal·lúrgica més productiva i es va inventar un alt forn. Forn a la ciutat de Westfàlia de Siegerland (segona meitat del 15segle) podria treballar amb un cicle continu durant diversos anys, produint diàriament més d'una tona i mitja de ferro brut. Aleshores era molt.

Construir un alt forn

què és un alt forn
què és un alt forn

Només en estar a prop d'aquest forn gegant, podeu entendre el gran que és l' alt forn modern. Les fotografies donen una idea de la seva mida ciclòpia només quan mostren una persona que sembla petita com una formiga. Tanmateix, malgrat l'aspecte impressionant, el principi de funcionament es va mantenir igual, medieval. El disseny inclou cinc nodes principals. La superior, la superior, està dissenyada per carregar matèries primeres i distribuir-les uniformement dins del forn. A sota hi ha una part de la forma cònica en què es produeix l'escalfament i el procés de reducció (més en parlarem més endavant). La tercera unitat de la part superior s'anomena vapor, on es fon el ferro. A continuació, una altra part cònica, aquesta vegada afilada cap avall, són les espatlles, en les quals s'allibera monòxid de carboni (gas reductor) del coc. I a la part inferior hi ha una farga de la qual s'extreuen el producte acabat i els residus de producció.

foto de l' alt forn
foto de l' alt forn

Química del procés

Els processos químics són oxidatius i reductors. El primer significa connexió amb l'oxigen, el segon, per contra, el seu rebuig. El mineral és un òxid, i per obtenir ferro es necessita un determinat reactiu que pugui "seleccionar" àtoms addicionals. El paper més important en aquest procés és el coc, que durant la combustió allibera una gran quantitat de calor i diòxid de carboni, que a alta temperatura es descompon en monòxid, químicament.substància activa i inestable. El CO tendeix a tornar-se a convertir en diòxid i, reunint-se amb les molècules de mineral (Fe2O3), els “treu” tot l'oxigen, deixant-los només ferro. Hi ha, per descomptat, altres substàncies a les matèries primeres, innecessàries, que formen un residu anomenat escòria. Així és com funciona un alt forn. Es tracta, des del punt de vista de la química, d'una reacció de reducció força senzilla, acompanyada del consum de calor.

alt forn
alt forn

Com és un alt forn modern?

La vida útil d'un alt forn és relativament curta per a una instal·lació d'aquesta magnitud: aproximadament una dècada. Durant aquest temps, l'estructura està sotmesa a càrregues pesades, agreujades per l'escalfament tèrmic, llavors es requereix una revisió o demolició important. La producció de ferro no es pot anomenar inofensiva, s'associa amb emissions de fòsfor, sofre i altres substàncies poc útils a l'atmosfera. En conjunt, aquestes circumstàncies animen molts països a reduir la producció metal·lúrgica oa modernitzar-la (sobretot si la indústria és bàsica i amb pressupost). Un alt forn modern és un sistema bastant senzill en principi, que, però, requereix un esquema de control complex amb nombrosos bucles de control que garanteixin el consum més eficient de matèries primeres i recursos energètics.

Recomanat: