История возникновения доменной печи | Великие открытия человечества
Еще в древние времена человек научился добывать железо в сыродутных печах. Такой способ применялся в течение многих веков и полностью удовлетворял потребности производства. Для этих целей вполне хватало легкоплавких руд, в изобилии встречающихся на поверхности земли. Однако уже в средние века потребность в железе стремительно возросла и возникла необходимость в использовании тугоплавких руд. Чтобы извлечь железо из такой руды, необходима была очень высокая температура плавки. Повысить температуру можно было путем увеличения высоты печи либо за счет усиления дутья.
Таким образом, на смену сыродутной печи пришла новая плавильная печь, названная штукофена. Более высокая и значительно более усовершенствованная штукофена стала началом на пути к созданию доменной печи. Несмотря на то, что не изменился процесс добычи железа из руды, наблюдался явный прогресс. Закрытая шахта в штукофенах позволяла концентрировать тепло, а благодаря высоте, достигающей 3,5 м, плавка стала равномернее и полнее, увеличился коэффициент использования руды.
В штукофенах получали три вида железного сырья: сталь, ковкое железо и чугун. Все три вида представляют собой сплав химического железа и углерода. Различие между ними состоит в количестве содержащегося в них углерода. Так, содержание углерода в стали составляет до 1,7%, в ковком железе — менее 0,04%, в чугуне — более 1,7%. Количество углерода в металле оказывает огромное влияние на их свойства. Например, железо является мягким, хорошо поддающимся ковке металлом, а чугун, напротив, хрупкий и твердый, не поддается ковке. Сталь — очень твердая, имеет отличные режущие качества.
Тугоплавким рудам необходимо было более сильное дутье. К концу XIV века плавильные печи были усовершенствованы гидравлическими двигателями, которые приводили в действие кожаные меха. Благодаря этому усилилось дутье, что отразилось на всем процессе. Температура в печи стала настолько высокой, что при восстановлении железа из руды большая его часть стала превращаться в чугун. Вначале это неприятно поразило мастеров, так как новый металл не поддавался ковке, не сваривался, был хрупкий и не пригоден для изготовления из него прочных инструментов, острого оружия.
Доменная печь
Чтобы не выбрасывать негодный материал, чугун стали выбирать из шлака, добавлять к руде и пускать на повторную плавку. Так было положено начало величайшему открытию в металлургии — переделочному процессу. Неожиданно мастера обнаружили, что после усиленного дутья чугун превращается в кричное железо, причем, по своим свойствам и качеству он нисколько не уступал железу, полученному из руды, но был даже лучше. На плавку чугуна уходило меньше времени и требовалось меньше топлива. Расплавленный чугун проще выпустить из печи, чем твердую крицу. Благодаря отличным литейным качествам из чугуна стали отливать ядра, отдельные части пушек, печные котлы, молоты и другую продукцию. Так было положено начало величайшему открытию в металлургии — переделочному процессу. Правда, широчайшее применение он получил в XVI веке с появлением доменных печей.
Важным шагом к доменной печи стало появление блауофен — поддувных печей. Они были значительно выше штукофены (5-6 м) и позволяли совершать непрерывный процесс плавки при довольно высокой температуре. Они позволяли одновременно получать железо и чугун. Наконец появилась идея сделать процесс плавки двухступенчатым. Блауофены были усовершенствованы, они превратились в доменную печь, или как ее часто называют, домну, предназначенную для получения чугуна. Переделочный процесс получил окончательное признание.
Двухступенчатый процесс плавки начал быстро вытеснять сыродутный процесс. На первой стадии, называвшейся доменным процессом, из руды выплавляли чугун. Вторая стадия, получившая название кричного передела, заключалась в переплавке чугуна в железо. Первые домны появились в Вестфалии примерно во второй половине пятнадцатого века. Они отличались от блауофенов большей высотой шахты, большим объемом верхней части шахты и более мощным воздуходувным аппаратом. Вначале домны были с закрытой грудью, позже стали строить домны с открытой грудью. Производительность домны высотой 4,5 м достигала 1600 кг в день. Процесс переработки чугуна происходил в кричном горне. Вначале загружали древесный уголь и подавалось дутье. Когда древесный уголь разгорался, возле сопла ложили чугунные чушки. Чугун плавился и стекал вниз. Проходя против фурм, он терял часть углерода. В результате получали малоуглеродистое железо тестообразной консистенции. Это железо подавали к соплу. Под действием дутья выгорала большая часть углерода, а мягкий, легко сваривающийся металл оседал на дно горна. Образовавшуюся на дне горна крицу, весом от 50 до 100 и больше килограмм, извлекали и проковывали под молотом для уплотнения и удаления жидкого шлака. Коэффициент извлечения готового кричного железа достигал 90-92% от веса чугуна. Кричное железо было более высокого качества, чем сыродутное из-за меньшего содержания шлака.
Доменная печь
Благодаря двухступенчатому процессу в несколько раз возросла производительность труда, что позволило удовлетворить возросший спрос на металл. Однако вскоре в металлургии наметилась проблема нехватки топлива. В результате использования древесного угля вырубались десятки тысяч гектаров леса. Остро встал вопрос поиска и применения в плавке нового вида топлива. В 1619 году Додлей первым заменил древесный уголь на каменный. Большим недостатком каменного угля было наличие в нем серы, что мешало хорошей выделке железа. Лишь в 1735 году Дерби предложил поглощать серу, используя негашеную известь во время термической обработки каменного угля в закрытых тиглях. Таким образом был получен кокс. С этого момента каменный уголь нашел широкое применение.
«Надмение мешное» | Сжатый воздух
«Не огнь творит разжение железу, но надмение мешное»… Эти слова записаны в старинном русском сочинении «Моление» Даниила Заточника, относящемся к началу XIII столетия.
Вдумаемся в смысл этих слов. Не огонь раскаляет и плавит железо, а «надмение мешное», т. е. воздушное дутье с помощью мехов,— вот что кроется за старинной фразой.
Автор «Моления» удивительно верно определил роль воздушного дутья в процессе «разжения железа»! И действительно, эта роль исключительно велика.
Недавно семья доменных печей Советского Союза пополнилась уникальной крупнейшей печью Западно-Сибирского металлургического завода.
На правом берегу реки Томи, в двадцати километрах от Новокузнецка, выросли корпуса этого гиганта отечественной металлургии. В субботу 25 июля 1964 года домна-богатырь была задута, а в 1 час 45 минут в понедельник дала первый чугун.
Для перевозки чугуна, выплавленного этой домной за сутки, потребуется целый железнодорожный состав большегрузных вагонов.
В сообщениях печати о пуске доменной печи в Сибири наше внимание привлекает слово: «задута».
Разве доменная печь — свечка или коптилка, которую можно задуть? Конечно, нет. Доменная печь, да еще полезным объемом более 2000 кубометров (таков объем новейших домен) — это огромная огненная чугуноделательная фабрика. И глагол «задуть» применительно к ней имеет совсем иное, к тому же прямо противоположное значение.
Какое же?
Чтобы ответить на этот вопрос, нам придется хотя бы мысленно побывать на металлургическом комбинате, в доменном цехе. Еще издали мы увидим громадные башни домен, суживающиеся кверху. Они опоясаны толстыми трубами, словно кольцами гигантского железного удава. Ажурная наклонная ферма прислонена к доменной печи, как пожарная лестница к стене дома.
И вот мы во дворе цеха. Прямо из вагонов выгружается железная руда, целые горы ее высятся здесь. Поодаль из других вагонов извлекается известковый камень. Еще немного далее сложены черные пирамиды кокса — обожженного каменного угля.
Такова «пища» из четырех блюд, без которых невозможна работа доменной печи.
Но, позвольте! Блюд-то перечислено не четыре, а три: на первое — руда, на второе — известняк, на третье — кокс. А где же четвертое блюдо?
Четвертое блюдо — воздух. Без него руда, кокс, известняк останутся сырьем, и никакого чугуна домна не выплавит. Помните: не огнь, а надмение мешное творит железо?
Было время, когда воздух в чугуноплавильные печи подавался с помощью кожаных мехов, вроде кузнечных (отсюда-то и «мешное», т. е. мехами произведенное дутье). На старинных гравюрах, изображающих железоделательные мастерские, можно увидеть такие воздуходувные мехи, приводимые в действие либо лошадьми, либо силой падающей воды.
Само собой разумеется, что современную доменную печь никаким «мешным надмением» не разжечь. И это вполне понятно: вот, к примеру, суточный рацион современной домны объемом 2000 кубических метров (при коэффициенте использования полезного объема 0,5):
железной руды — 6,5 тысячи тонн;
кокса — 3,5 тысячи тонн;
известняка — 1,6 тысячи тонн;
воздуха — 24 миллиона кубических метров.
Добавим к этому «пайку» еще и воду: она нужна для охлаждения концов труб, по которым воздух подается в печь, а также других частей домны. А жажда у печи изрядная — ежечасно она выпивает 1800 кубометров воды — 9 миллионов стаканов! Если ссыпать в пирамиду суточную потребность в руде, коксе и известняке такой доменной печи, как печь Западно-Сибирского металлургического завода, то вершина пирамиды сравняется со шпилем Московского университета на Ленинских горах.
В перечне «блюд» доменной печи, поглощаемых ею за сутки, вы, вероятно, обратили внимание на последнюю строчку: «воздуха — 24 миллиона кубических метров». Это 31 тысяча тонн. Гигантское количество! Его хватило бы всему населению земного шара на два глубоких вдоха.
Вот почему на современных металлургических гигантах (а на иных из них имеется 5—8 доменных печей) устраивают мощные воздуходувные фабрики. «Мехами» здесь служат воздуходувные машины-гиганты, вращаемые турбинами по 18—20 тысяч лошадиных сил. Они нагнетают воздух под давлением до 4,5 атмосфер и в огромных количествах гонят его по трубам в печь.
Задуть домну — значит непрерывно вдувать в нее сжатый воздух, вдувать его прямо в бушующий огненный буран, заставив произвести в печи настоящую химическую революцию.
По наклонной ажурной ферме неутомимый электрический подъемник втаскивает огромный скип — ящик с «пищей», вываливая его содержимое в печь. Все три блюда, одно за другим, ссыпаются в доменную печь, слой за слоем: кокс, руда, известняк, кокс, руда, известняк.
Воздух в печь вдувается через особый канал — фурму. Она расположена в верхней части горна. Горячо дышит фурма: воздух сильно разогрет! Конечно, не в самой воздуходувной машине нагревают так сильно мастера-невидимку. Прежде чем он попадет в печь, ему придется пройти сквозь воздухонагреватель — каупер. Свое название он получил по имени английского инженера Эдуарда Каупера, запатентовавшего свою конструкцию воздухонагревателя еще в 1857 году. Каупер представляет собой огромный, почти в рост доменной печи стальной цилиндр с закругленной крышкой. Каупер (возле каждой доменной печи их стоит несколько) выложен внутри огнеупорным кирпичом так, что получается запутанный лабиринт.
Что же происходит в печи, когда в нее врывается горячий сжатый воздух?
Разгорается сильнее кокс, температура поднимается выше полутора тысяч градусов. Не выдерживает огненного приступа и начинает плавиться железная руда. Расплавляется и известняк. В результате сложных химических превращений из руды выделяется (или, как говорят химики, восстанавливается) железо. Оно в определенной пропорции соединяется с углеродом — получается чугун. А вредные примеси, содержащиеся в руде и коксе, жадно соединяются с известняком — получается кашеобразный шлак. Металл, как более тяжелый, опускается в нижнюю часть горна — в металлоприемник, а шлак всплывает, как более легкий.
Расплавится нижний слой шихты (смеси руды, кокса и известняка) — наступает черед следующего. Под действием собственной тяжести он оседает в горн и расплавляется. Так происходит все время, без перерыва. Каждые четверть часа новая порция «пищи» доставляется скиповым подъемником, а турбинные воздуходувки, не переводя дыхания, вдувают в печь миллионы кубометров воздуха, прогоняя его сквозь раскаленный лабиринт кауперов и огненный строй шихты.
Примерно каждые пять-шесть часов чугун из печи выпускают. Для этого в нижней части металлоприемника имеется отверстие — лётка, закупоренная пробкой из
огнеупорной глины. Чтобы выпустить чугун, глиняную пробку пробивают, а когда чугун выльется в ковши, отверстие опять заделывают (как мы узнаем дальше, эту опасную работу выполняет сжатый воздух). Летку разрушают с помощью пневматического молота системы советского металлурга Костина.
Одним доменным цехом не ограничивается поле деятельности сжатого воздуха на металлургическом комбинате. Мастер-невидимка неплохо трудится при выплавке чугуна,— это верно. Но нисколько не хуже работает он и во многих других металлургических цехах — бессемеровском, мартеновском, прокатном, кузнечно-прессовом, литейном.
На чугунолитейных заводах сжатый воздух расплавляет в вагранках чугун,— тот самый, который он уже однажды выплавил в домне. Здесь же, с помощью сжатого воздуха действуют пневматические трамбовки, формовочные и стержневые машины, обрубные молотки, горны.
Но вернемся на металлургический комбинат и последуем за огромными ковшами с расплавленным чугуном, которые едут из доменного цеха в соседний — бессемеровский. Здесь совершается таинство превращения чугуна в сталь.
Это происходит в огромных печах-конверторах, по форме напоминающих грушу. Жидкий чугун из ковшей выливают в грушевидную печь. В поду печи проделаны отверстия, через которые вдувается сжатый воздух (а в последнее время — чистый кислород или воздух, сильно обогащенный кислородом: эффективность работы печи от этого резко повышается).
Значит, мастер-невидимка, попадая в сталеплавильную грушу, становится таким же заправским химиком-металлургом, как и в доменной печи. Он пишет огненным перстом химические реакции на стенах печи, решительно вторгается в огненные реакции и творит из хрупкого, ломкого чугуна крепкую, прочную- сталь.
Без воздуха не получишь стали и в другой печи — мартеновской.
Без воздуха не нагреешь подкову в кузнечном горне.
Воздух действует в паяльной лампе водопроводчика и в форсунке парового котла.
Воздух — подлинный хозяин плавильной печи, хозяин огня!
Доменная печь — Minecraft Wiki
в: Возобновляемые ресурсы, Блоки, Блоки заданий,
и еще 6
Английский
Доменная печь — это блок, который плавит руду, необработанные металлы, металлическую броню и инструменты в два раза быстрее, чем печь, но не может плавить что-либо еще. Он также служит рабочим местом оружейника.
Содержание
- 1 Получение
- 1.1 Взлом
- 1.2 Естественное поколение
- 1.3 Создание
- 2 Использование
- 2.1 Плавка
- 2.2 Смена профессии
- 2.3 Источник света
- 2.4 Пользовательское имя
- 2,5 Замок
- 2.6 Блоки для примечаний
- 3 звука
- 3.1 Общий
- 3.2 Уникальный
- 4 Значения данных
- 4.1 ID
- 4.2 Блок состояния
- 4.3 Данные блока
- 5 История
- 5.1 Литая доменная печь «поз.»
- 5.1.1 Внешний вид
- 5.1.2 Имена
- 5.1 Литая доменная печь «поз.»
- 6 выпусков
- 7 См. также
- 8 Каталожные номера
Получение[]
Разрушение[]
Доменную печь можно поднять любой киркой. Если добывать без кирки, то ничего не падает.
При разрушении доменных печей падает их содержимое.
Блок | Доменная печь | |
---|---|---|
Твердость | 3,5 | |
Инструмент | ||
Время отключения [А] | ||
По умолчанию | 17,5 | |
Деревянный | 2,65 | |
Камень | 1,35 | |
Железо | 0,9 | |
Алмаз | 0,7 | |
Незерит | 0,6 | |
Золотой | 0,45 |
- ↑ Время указано для незачарованных инструментов, которыми владеют игроки без статусных эффектов, измеряется в секундах. Для получения дополнительной информации см. Преодоление § Скорость.
Естественная генерация[]
Доменные печи могут генерироваться в любом доме оружейника; их можно найти в деревне.
Крафт[]
Ингредиенты | Рецепт изготовления |
---|---|
Слиток железа + Печь + Гладкий камень |
Использование[]
Доменные печи могут толкаться поршнями. [ Только Bedrock Edition ]
Плавильная[]
Графический интерфейс такой же, как у обычной доменной печи.
Основная статья: Плавка
Доменные печи похожи на печи, но могут плавить только сырую руду, рудные блоки и инструменты/броню из железа, золота или кольчуги. Доменные печи служат аналогом коптилен, которые используются в основном для более быстрого приготовления пищи. Плавильное оборудование дает один железный или золотой самородок из соответствующих материалов. Как только предмет и топливо помещены в доменную печь, состояние блока меняется на 9.0203 горит , и предмет плавится в два раза быстрее, чем обычная печь. Топливо также расходуется в два раза быстрее, чем обычные печи, поэтому количество предметов, выплавляемых на одном топливе, остается прежним. Затем продукт может быть собран с использованием вывода. Как и обычные печи, воронку можно использовать для подачи предметов в доменную печь, а также для извлечения предметов из нее.
Смена профессии[]
Если в деревне есть доменная печь, на которую не претендовал сельский житель, любой соседний сельский житель, не выбравший блок рабочей площадки, имеет шанс сменить профессию на оружейника.
Источник света[]
Доменные печи излучают свет 13-го уровня, когда активны, подобно обычным печам.
Пользовательское имя[]
По умолчанию графический интерфейс доменной печи помечен как «Доменная печь», но это имя можно настроить, назвав его в наковальне перед размещением или изменив тег CustomName
с помощью /data
command. [ Java Edition только ]
Lock[]
В Java Edition , доменную печь можно «заблокировать», установив ее тег Lock
с помощью команды /data
. Если тег Lock
доменной печи не пуст, доменную печь нельзя открыть, если игрок не держит предмет с тем же названием, что и текст тега Lock
. Например, чтобы заблокировать доменную печь в точке (0,64,0), чтобы доменную печь нельзя было открыть, если игрок не держит в руках предмет с названием «Ключ от доменной печи», используйте
/блок слияния данных 0 64 0 {Lock: "Ключ от доменной печи"}
.
Блоки для нот[]
Доменная печь может быть размещена под блоками для нот для получения звука «большого барабана».
Звуки[]
Общие[]
Java Edition :
- ↑ а б MC-177082
Бедрок-версия:
Уникальный[]
Java Edition :
- ↑ а б MC-179832
Бедрок-версия:
Значения данных[]
ID[]
Java Edition :
Name | Identifier | Form | Translation key |
---|---|---|---|
Blast Furnace | blast_furnace | Block & Item | block. |
Name | Идентификатор |
---|---|
Блочный объект | доменная_печь |
Версия Bedrock:
Name | Identifier | Numeric ID | Form | Item ID [i 1] | Translation key | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Unlit block | blast_furnace | 451 | Block & Подарочный предмет [i 2] | Идентичный [i 3] | tile.blast_furnace.name | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
LIT Block | LIT_BLAST_FURNACE | 469 | БЛОКИ И ОБОСОТНЫЙ ПУНКТ [I 4] | Идентичный [I 3] | [I 3] | [I 3] | . форме, которая используется в файлах сохранений и дополнениях.![]() /give . /give
.
Издание Bedrock:
Block data[]See also: Block entity format С доменной печью связан объект блока, который содержит дополнительные данные о блоке.
ИСТОРИЯ []6 1,146.![]()
Горящая доменная печь «предмет»[]
Внешний вид[]
Имена[]
Проблемы[]Проблемы, связанные с доменной печью, сохраняются в системе отслеживания ошибок. Сообщайте о проблемах там. См. также[]
Каталожные номера[]Контент сообщества доступен по лицензии CC BY-NC-SA 3.0, если не указано иное. Доменная печь — Minecraft Wikiв: Возобновляемые ресурсы, Блоки, Блоки заданий, и еще 6 Английский Доменная печь — это блок, который плавит руду, необработанные металлы, металлическую броню и инструменты в два раза быстрее, чем печь, но не может плавить что-либо еще. Содержание
Получение[]Разрушение[]Доменную печь можно поднять любой киркой. Если добывать без кирки, то ничего не падает. При разрушении доменных печей падает их содержимое.
Естественная генерация[]Доменные печи могут генерироваться в любом доме оружейника; их можно найти в деревне. Крафт[]
Использование[] Доменные печи могут толкаться поршнями. Плавильная[]Графический интерфейс такой же, как у обычной доменной печи. Основная статья: Плавка Доменные печи похожи на печи, но могут плавить только сырую руду, рудные блоки и инструменты/броню из железа, золота или кольчуги. Доменные печи служат аналогом коптилен, которые используются в основном для более быстрого приготовления пищи. Плавильное оборудование дает один железный или золотой самородок из соответствующих материалов. Как только предмет и топливо помещены в доменную печь, состояние блока меняется на 9.0203 горит , и предмет плавится в два раза быстрее, чем обычная печь. Топливо также расходуется в два раза быстрее, чем обычные печи, поэтому количество предметов, выплавляемых на одном топливе, остается прежним. Затем продукт может быть собран с использованием вывода. Как и обычные печи, воронку можно использовать для подачи предметов в доменную печь, а также для извлечения предметов из нее. Смена профессии[]Если в деревне есть доменная печь, на которую не претендовал сельский житель, любой соседний сельский житель, не выбравший блок рабочей площадки, имеет шанс сменить профессию на оружейника. Источник света[]Доменные печи излучают свет 13-го уровня, когда активны, подобно обычным печам. Пользовательское имя[] По умолчанию графический интерфейс доменной печи помечен как «Доменная печь», но это имя можно настроить, назвав его в наковальне перед размещением или изменив тег Lock[] В Java Edition , доменную печь можно «заблокировать», установив ее тег Блоки для нот[]Доменная печь может быть размещена под блоками для нот для получения звука «большого барабана». Звуки[]Общие[]Java Edition :
Бедрок-версия: Уникальный[]Java Edition :
Бедрок-версия: Значения данных[]ID[]Java Edition :
Версия Bedrock:
|