Кіріспе
Болат өндіруге арналған өнеркәсіптік пештің түрі. Ашық ошақты пеш – шойыннан артық көміртегі мен басқа да қоспаларды күйдіріп шығару арқылы болат өндіруге қолданылатын өнеркәсіптік пештердің бір түрі. Болатты өндіру жоғары балқу температурасының салдарынан қиын болғандықтан, болатты жаппай өндіру үшін дәстүрлі отын мен пештер жеткіліксіз болды. Ашық ошақты пеш – осы қиындықты еңсеру үшін 19 ғасырда жасалған бірнеше технологияның бірі. Бессемер процесімен салыстырғанда, оның негізгі артықшылықтары – болатты артық азотқа ұшыратпау (болаттың қатайып, сынуына себеп болар еді), басқарудың ыңғайлылығы және ірі көлемдегі темір және болат қалдықтарын балқытып тазарту мүмкіндігі. Ашық ошақта болат өндірудің алғашқы мысалы шамамен 2000 жыл бұрын қазіргі Танзаниядағы Хая тайпасының мәдениетінде, ал Еуропада 8 ғасырда Испанияда ойлап табылған Каталон пешінде кездеседі. Дегенмен, бұл термин көбінесе 19 ғасыр мен одан кейінгі болат өндіру процестерін қамтиды, сондықтан балқыту пештері (Каталон пеші қоса), тазарту пештері және ұялау пештері осы терминге жатпайды.
An open hearth furnace or open hearth furnace is any of several kinds of industrial furnace in which excess carbon and other impurities are burnt out of pig iron to produce steel. Because steel is difficult to manufacture owing to its high melting point, normal fuels and furnaces were insufficient for mass production of steel, and the open hearth type of furnace was one of several technologies developed in the nineteenth century to overcome this difficulty. Compared with the Bessemer process, which it displaced, its main advantages were that it did not expose the steel to excessive nitrogen (which would cause the steel to become brittle), was easier to control, and permitted the melting and refining of large amounts of scrap iron and steel. Whereas the earliest example of open hearth steelmaking is found about 2000 years ago in the culture of the Haya people, in present day Tanzania, and in Europe in the Catalan forge, invented in Spain in the 8th century, it is usual to confine the term to certain 19th century and later steelmaking processes, thus excluding bloomeries (including the Catalan forge), finery forges, and puddling furnaces from its application.
Ашық ошақ процесі
Ашық ошақ процесі – топтық процесс және әр топтық цикл «жылу» деп аталады. Алдымен пештің зақымдану мүмкіндігі тексеріледі. Жарамды болғаннан кейін немесе жөнделгеннен кейін, оған металл тілімдері, қиырған көліктер немесе металл қалдықтары сияқты жеңіл металл сынықтары салынады. Пеш газды жағу арқылы қыздырылады. Заряд балқығаннан кейін, ғимараттар, құрылыс немесе болат өңдеу қалдықтары сияқты ауыр металл сынықтары, сондай-ақ домна пештерден алынған шойын қосылады. Барлық болат балқығаннан кейін, әктас сияқты шлак түзетін заттар қосылады. Еріген шойынмен жанасқанда атмосфералық оттегі оның құрамындағы артық көміртегін тотықтырып, көміртек газы (CO) түзеді. Сонымен қатар, темір (II) оксиді (FeO) және басқа да қоспалардағы Fe(II) көміртекті CO-ға тотықтырып, бір мезгілде Fe(II)-ді металл Fe-ге дейін тотықсыздандыруға қатысады. Пайда болған көміртек газы (CO) түтінмен бірге шығарылады, ал болат түзіледі. «Жылудың» тотықтыру қабілетін арттыру үшін темір кенін қосуға болады. Бұл процесс Бессемер конвертерінен әлдеқайда баяу болғандықтан, бақылау және сапаны бағалау үшін сынама алу оңайырақ. Жылуды дайындау әдетте сегіз-сегіз жарым сағатқа созылады, ал болатқа айналдыру үшін одан да көп уақыт қажет. Процесс баяу болғандықтан, Бессемер процесіндегідей барлық көміртегін жаққанша тоқтатудың қажеті жоқ, бірақ процесті қажетті көміртегі мөлшеріне жеткен кезде кез келген сәтте тоқтатуға болады. 1865 жылы француз инженері Пьер Эмиль Мартин Siemens компаниясынан лицензия алып, алғаш рет регенеративті пешін болат жасауға қолданды. Siemens регенеративті пешінің ең тартымды ерекшелігі – жоғары ғимараттар салу үшін қолданылатын негізгі болаттың үлкен көлемін жылдам өндіруі. Негізгі оттегімен болат жасау ақырында ашық ошақ процесін ығыстырды. 1950 жылдары Батыс Еуропада және 1980 жылдары Шығыс Еуропада Бессемер және Siemens–Martin процестерін тез ығыстырды. Ашық ошақпен болат жасау 1900 жылы Ұлыбританияда Бессемер процесін ығыстырды, бірақ Еуропаның басқа аймақтарында, әсіресе Германияда, Бессемер және Томас процестері 1960 жылдардың соңына дейін қолданылды, содан кейін оларды негізгі оттегімен болат жасау ығыстырды. Бұрынғы Шығыс Германиядағы соңғы ашық ошақ пеші 1993 жылы тоқтатылды. АҚШ-та Бессемер процесін қолдана отырып болат өндіру 1968 жылы тоқтады, ал ашық ошақ пештері 1992 жылы тоқтатылды. Румыниядағы Хунедоара болат зауытындағы 420 тонналық соңғы ашық ошақ пеші 1999 жылғы 12 маусымда жабылды, 2001 және 2003 жылдар аралығында бұзылып, металлға тапсырылды, бірақ пештердің сегіз түтіндігі 2011 жылдың ақпанына дейін сақталды. Қытайдағы соңғы ашық ошақ цехы 2001 жылы жабылды. 2010 жылдардағы мәліметтер бойынша, ашық ошақ пештерінде өндірілген болаттың ең үлкен үлесіне (шамамен 50%) Украина ие болды. Бұл процесс әлі де Үндістанда және Украинаның кейбір аймақтарында қолданылады. Ресей 2018 жылдың наурыз айында соңғы ашық ошақ пешін тоқтатты және оны музейлік экспонат ретінде сақтауды қарастырып жатыр.