Мартеновская печь


Мартеновская печь — как бы двухэтажная. Нижний этаж уходит глубоко в землю. Он состоит из двух камер, стены которых выложены огнеупорными кирпичами, как кауперы у домен. Это регенераторы, в них регенерируется, т. е. восстанавливается, тепло. Назначение этих камер примерно такое же, как и у кауперов. Только в них нагревается и поступающий в печь воздух, и газ, которым она отапливается.

Сами регенераторы нагреваются дымом печи. Раскаленные продукты горения направляют в подземные камеры. Проходя через регенератор, они отдает свое тепло, нагревают их. Горячий газ (раскаленные продукты горения) пропускают через одни регенераторы (камеры) — скажем, через правые. Когда они достаточно нагреются, газу закрывают ход в правые камеры и он идет в левые. Это осуществляется при помощи особых перекидных клапанов. В то время как греются левые регенераторы, в один из правых, уже успевших достаточно нагреться, пускают газообразное топливо, на котором работает печь, а в другой — воздух.

Мартеновская печь

Мартеновская печь. Вверху слева — схема действия печи и регенераторов: 1 — дым: 2 — регенераторы; 3— воздух; 4 — газ; 5 — перекидные клапаны; 6 — дымовая труба.

Проходит 10-15 мин. — одни регенераторы нагреются, другие остынут. Тогда при помощи клапанов меняют направление потоков воздуха и газа: горячий дым пускают через остывшие регенераторы, воздух и газ проходят через нагретые. Таким образом в печи все время поддерживается высокая температура.

Верхний этаж печи — это рабочая камера, в которой ведется плавка. Стены ее выложены огнеупорным кирпичом. Пол, или под (подина), напоминает удлиненное, постепенно углубляющееся от краев к середине корыто, покрытое слоем огнеупорных материалов. Его называют ванной.

В передней стене сделаны окна (обычно пять), через них загружают материалы (железный лом, руду и др.), а также заливают расплавленный чугун. В противоположной стене — выпускное отверстие. Когда идет плавка, оно заполнено огнеупорной глиняной массой. По специальным каналам нагретые газ и воздух подводятся в верхнюю часть печи. Попадая в плавильное пространство печи, они смешиваются и загораются. Образуется факел яркого пламени, температура которого 1650-1700°. Газ и воздух двигаются быстро, факел растягивается на всю длину камеры и обогревает находящиеся в ней материалы.

В мартеновских печах не только получают из чугуна сталь, но и переплавляют старые, пришедшие в негодность стальные и железные изделия — лом. Ежегодно его накапливаются миллионы тонн. Переплавлять лом в бессемеровских конвертерах нельзя. Это также послужило одной из причин вытеснения их мартенами.

Обычно под одной крышей строят не одну, а несколько мартеновских печей. Вдоль них прокладывают рельсы. По одним из них подвозят нужные для плавки материалы, по другим курсируют завалочные машины. На наших металлургических заводах есть печи, которые за одну плавку выдают 500 Т стали. Намечается строительство еще больших печей.

Войдем в один из мартеновских цехов Магнитогорского металлургического комбината. В ряд выстроены печи. Вот печь, из которой только что выпустили готовый металл. Сталевары уже начали готовиться к новой плавке.

Мартеновский цех

Мартеновский цех: 1 — печь; 2 — завалочная машина; з — ковши с жидким чугуном; 4 — мостовой кран печного пролета; 5 —регенераторы; 6 — ковши для приема и разливки жидкой стали; 7 — изложница; 8 — мостовой кран литейного пролета.

С помощью специальной машины они заделывают обнаружившиеся после выпуска предыдущей плавки изъяны в подине и кладке печи. Это называется заправкой печи — первая операция, с которой начинают плавку.

Потом начинается загрузка, или завалка. Сначала в печь идут холодные материалы-руда, железный лом, известняк. Для загрузки применяют завалочные машины. Длинными, похожими на хобот слона, штангами они захватывают металлические ящики — мульды — с железным ломом, известью и т. п., заносят их в печь, легко и быстро переворачивают, выбрасывают содержимое и ставят мульды снова на вагонетку.

Завалка печи продолжается полтора-два часа, а затем опускаются все заслонки над «окнами». Теперь в печь можно смотреть только через прорезанные в заслонках «глазки» (и то сквозь темные очки: глаза не выдерживают яркого пламени). Куски лома быстро меняют окраску. Появляются первые лужицы жидкого, расплавленного металла.

Когда лом расплавится, в печь заливают чугун. Его доставляют из миксера — своеобразного термоса, в котором хранится жидкий чугун. Электровоз подвозит ковш с чугуном. В одно из окон печи вставляют желоб; кран снимает с лафета ковш, наклоняет его, и по желобу чугун льется в печь.

Теперь надо добиться, чтобы жидкость в ванне хорошо перемешалась, закипела. Пройдет полтора-два часа, и на поверхности ванны появятся пузыри: через металл и шлак прорывается окись углерода. Она образуется в результате реакций между отдельными элементами шихты (марганцем, кремнием) и кислородом печных газов и руды. Чтобы усилить выгорание углерода, в ванну прибавляют железную руду.

Для чего это делают? В домнах углерод помог избавиться от кислорода руды. В мартеновских печах кислород руды помогает избавиться от излишнего углерода в металле.

Земная ось из стали

«Выковать земную ось невозможно», — окажете вы. Но если такая работа непосильна для современного человечества, то вовсе не потому, что для этого не хватит металла. В 1965 г. в СССР будет выплавлено 86-91 млн. Т стали. Из этого количества металла можно сделать столб в 19 тыс. км длиной и диаметром в 90 см. Это диаметр могучей вековой сосны. Если такой столб «вделать» в Землю, он соединит Северный и Южный полюса Земли, да еще протянется на 3 тыс. км вверх и вниз над каждым полюсом.

А чтобы узнать, насколько интенсивно проходят химические реакции в печи, время от времени берут пробы. В цеховой лаборатории очень быстро (их поэтому называют экспресс-лабораториями) делают анализ и сообщают сталевару, сколько в металле углерода, серы, фосфора, марганца и других элементов.

В последний период производится раскисление, т. е. удаляется образующаяся в ванне печи закись железа, вредно влияющая на качество металла. Для этого в печь добавляют так называемые раскислители (ферросилиций и ферромарганец).

И вот сталь готова. Под выпускным отверстием наготове стоит ковш, в него и льется струя стали.