Дорогие читатели, мы продолжаем увлекательное путешествие по истории металлургии. Рассказав о сыродутном горне, мы сделали небольшое отступление на рассказ о древесно - угольной металлургии. Сейчас мы возвращаемся к сыродутному процессу.
От сыродутного процесса к домнице.
Сыродутный процесс был зависим от погодных условий. Для работы горна требовался ветер, который задувал в "трубу". Стремление избавиться от зависимости от капризов природы привело к изобретению мехов, позволивших раздувать огонь вручную. Это нововведение стало отправной точкой для перехода к новым конструкциям печей.
На смену сыродутным горнам, которые размещались на склонах для лучшей тяги, пришли «волчьи ямы», вырытые в земле, и домницы — вертикальные печи, сооружённые из камней, скреплённых глиной. Конструкция позволяла нагнетать воздух через трубку, соединённую с мехами. В результате в горне оставалась крица — железо, смешанное со шлаками, которое извлекали, разбирая нижнюю часть печи.
Происхождение термина "домница".
Название «домница» восходит к славянскому слову «дмути», что означает "дуть". Этот корень присутствует и в других словах: «надменный» (буквально "надутый") и «дым».
Интересно, что английское название доменной печи — blast furnace — также указывает на использование дутья. Во французском и немецком языках эти печи называют "высокими": haut fourneau и Hochofen, что подчёркивает их размеры.
Развитие домниц и первые успехи.
С усовершенствованием мехов домницы стали увеличиваться в размерах. Горение угля становилось более интенсивным, а железо насыщалось углеродом. Вместе с крицой в горне начал образовываться и расплавленный чугун — железо с содержанием углерода свыше 2%, которое легко плавилось, но было хрупким и не поддавалось ковке.
Чугун первоначально считали отходом. Англичане прозвали его pig iron — "свинское железо". Однако впоследствии металлурги поняли, что жидкий чугун можно использовать для литья. Первые изделия — пушечные ядра — стали востребованным продуктом.
Век доменных печей.
К XIV–XV векам доменные печи начали широко использоваться. Их высота достигала 3 метров и более, а выплавляемый литейный чугун использовался не только для ядер, но и для пушек. Настоящий прорыв произошёл в XVIII веке, когда демидовский приказчик предложил подавать воздух через два сопла, расположенные с двух сторон горна. Это увеличило производительность и равномерность дутья.
Впоследствии число сопел (фурм) увеличивалось, что повышало эффективность печей. Диаметр горна становился больше, а производительность росла.
Проблема топлива и её решение.
Долгое время топливом для домниц служил древесный уголь. Однако массовая вырубка лесов привела к кризису, особенно в Англии. Королева издала указ, запрещающий уничтожение лесов, что вызвало упадок металлургии. Британия была вынуждена импортировать чугун, в основном из России.
Прорыв произошёл в середине XVIII века, когда Абрагам Дерби изобрёл метод получения кокса из каменного угля. Кокс стал основным топливом для доменных печей, что спасло металлургию Англии и дало ей новое развитие.
Легенда о Даде Дадли.
С изобретением кокса связана легенда о Даде Дадли, который якобы разработал процесс коксования ещё в XVI веке. Однако, согласно преданию, производители древесного угля, опасаясь за свои доходы, сговорились и убили изобретателя. Эта история остаётся лишь частью фольклора, но подчеркивает значимость открытия.
Инновации XIX–XX веков.
В 1829 году Джеймс Нилсон впервые использовал нагретый воздух для дутья в домны на заводе в Шотландии. Это нововведение повысило производительность печей и снизило расход топлива.
В XX веке дальнейшие усовершенствования сделали процесс ещё эффективнее. Часть кокса заменили природным газом, что снизило себестоимость производства и уменьшило вредное воздействие на окружающую среду.
Последние изменения позволили металлургии достигнуть современного уровня, где традиции сочетаются с инновациями.
Продолжение следует.
Наш сайт - https://baltexcom.net/