Как устроена мартеновская печь? Инфографика
4 (16) марта 1870 года на нижегородском Сормовском заводе была пущена первая в России мартеновская печь. Она была названа по имени изобретателя, французского инженера и металлурга Пьера Мартена, создавшего первую печь такого образца в 1864 году.
Мартеновская печь была предназначенная для выплавки стали из доменного чугуна. Кроме того, мартеновская печь позволяла контролировать качество металла, вносить в него необходимые добавки и получать сталь различных марок с определёнными свойствами.
Когда в России заработала первая мартеновская печь?
В России опытные плавки стали по способу Мартена начались в конце 1860-х годов на Ивано-Сергиевском и Златоустовском заводах. В 1870 году вступила в действие мартеновская печь Сормовского завода ёмкостью в 2,5 тонны. Вслед за этим производство мартеновской стали было организовано на Боткинском, Путиловском, Обуховском, Пермском и других заводах.
Как выглядела первая мартеновская печь?
Первая сталеплавильная печь, построенная Мартеном, имела небольшие размеры. Она вмещала всего 1,5 тонны металла. Внутренняя часть печи была выложена огнеупорным материалом, а её подина (низ плавильной ванны) была заполнена кварцевым песком. В печь загружали 700 кг чугуна, а когда чугун расплавлялся, вводили другие добавки. Весь процесс плавки совершался в течение 14 часов. Расход угля на одну тонну стали составлял около 1,5 т.
Для повышения температуры горючего газа и воздуха Мартен использовал огнеупорные регенераторы, которые позволяли поднять температуру почти до 1000° С.
Первая сталь, полученная в мартеновской печи, отличалась хорошим качеством и была удостоена премии Всемирной парижской выставки 1867 года.
Как устроена мартеновская печь?
Мартеновская печь состоит из верхнего и нижнего строений и работает по принципу отражения. Ванна, где идет плавка, выложена огнеупорным кирпичом. Над ванной — сферический свод. Продукты горения топлива, а вместе с ними и тепло отражаются от свода и направляются в ванну, где и расплавляют металл.
Топливом в мартене служит газ. В последние годы всё шире используется природный горючий газ. Но прежде чем попасть в печь, газ и воздух нагревают на первом уровне в регенераторах, выложенных огнеупорным кирпичом, а затем подают в верхнюю часть мартена. Здесь они смешиваются и сгорают, создавая температуру 1800-2000°С.
Для загрузки сырья в передней стене мартеновской печи имеются завалочные окна, закрываемые толстыми стальными задвижками. В задней стенке — выпускное отверстие. Через него готовую сталь сливают в ковш. Когда идёт плавка, выпускное отверстие закрывают «пробкой» из огнеупорной глины.
Плавление стали длится около шести часов с момента загрузки материалов (шихты). Загружают печь поэтапно: вначале железную руду, затем слоями известняк, сверху — стальной лом. Чугун заливают в печь, когда твёрдая шихта прогрета и начинает оплавляться.
В мартеновской печи направление движения газов периодически меняется. Когда регенераторы не в состоянии нагревать газы и воздух до нужной температуры, а регенераторы, через которые из печи уходит дым, перегреваются, происходит изменение направления движения газов в печи, для чего предусмотрены перекидные клапаны.
Готовность стали определяют в период кипения (1450—1520°C). Качество стали проверяют в ходе замеров уровня углерода. В сплаве уровень углерода не должен превышать 2,14%. Когда сталь готова, открывают выпускное отверстие, и она вытекает в разливочный ковш. Полученную сталь сливают в чугунные формы для затвердевания, а затем перерабатывают или направляют на отливку изделий.
В России больше не будет мартеновских печей
Мартеновских печей в мире становится всё меньше и меньше. Они становятся менее популярными из-за загрязнения окружающей среды. В последнее время металлурги стали использовать конверторный и электропечной способы получения стали. В России мартеновские печи на российских металлургических заводах хотят полностью убрать к 2015 году. Об этом заявил замглавы Минпромторга Глеб Никитин. Замена устаревших мартеновских печей на современные электросталеплавильные печи запланирована в рамках улучшения экологической безопасности в России.
