Металлургиялық қызыл пештер

Кіріспе

Металлургиялық пеш

Ревербациялық пеш – металлургиялық немесе өңдеу процесіне арналған пеш, ол өңделіп жатқан материалды отынмен тікелей жанасудан қорғайды, бірақ күйіндеу газдарымен жанасуға мүмкіндік береді. Мұндағы "реверберация" термині дыбыстық қайталану мағынасында емес, жалпы мағынада – кері секіру немесе шағылысу ретінде қолданылады.

Операция

Химия отын мен материал арасындағы оңтайлы қатынасты, басқа факторлармен қатар, анықтайды. Реверберациялық пешті, бір жағынан, отын мен материалды бір камерада араластыратын домендік пешпен, екінші жағынан, өңделетін материалды отыннан және жану өнімдерінің барлығынан – газдар мен ұшқыш күлден бөлек ететін муфельдік, реторталық немесе тостаған пештермен салыстыруға болады. Дегенмен, пештердің көптеген түрлері бар, ал металлургия терминологиясы толыққанды анықталмағандықтан, басқа пікірлерге қайшы келу қиын. Бұл құрылғылардың қолданылуы екі негізгі санатқа бөлінеді: металлургиялық қорыту пештері және металл кендері мен басқа минералдарды өңдеуге арналған төмен температуралы пештер. Реверберациялық пеш, жанған отын мен өңделетін материалды бөлуге байланысты, домендік пешпен салыстырғанда тиімділік тұрғысынан кемшіліктері бар, сондықтан жылу беруді максималды деңгейге жеткізу үшін, шағылысқан сәулелі жылуды және түтін газдарымен тікелей байланысты (конвекцияны) тиімді пайдалану қажет. Тарихи тұрғыдан, бұл пештерде қатты отын қолданылған, ал битумдық көмір ең жақсы таңдау болып саналды. Көптеген ұшқыш заттардың болуына байланысты жарқын жалындар, антрацит немесе ағаш көміріне қарағанда, сәулелі жылуды күштірек беруге мүмкіндік береді. Кейбір процестерде, өңделетін материалға қажетсіз элементтерді қосатын жану өнімдерімен байланыс тиімді пайдаланылады. Отын мен ауа арақатынасын бақылау арқылы түтін газы химиясын тотықтырғыш немесе тотықсыздандырғыш ортаға қарай өзгертуге болады, соның салдарынан өңделетін материалдың химиялық құрамын өзгертуге болады. Мысалы, шойынды тотықтырғыш атмосферада өңдеу арқылы оны төмен көміртекті жұмсақ болатқа немесе темірге айналдыруға болады. Ашық ошақтағы болат өндірісінде қолданылатын Siemens-Martin пештері де реверберациялық пештер болып табылады. Реверберациялық пештер (бұл контексте көбінесе ауа пештері деп аталады) бұрын мыс, қола және шойынды қорыту үшін қолданылған. Олар сондай-ақ, 20 ғасырдың алғашқы 75 жылында мыс өндірісінде қолданылатын басты қорыту пештері болды, күйдірілген кальцинді немесе шикі мыс сульфидтік концентратын өңдеді. Олар бұл рөлде флеш-пештермен, ал соңғы кезде Ausmelt пештерімен алмастырылғанмен, мыс шығыны аз шлактарды өндіруде өте тиімді. Ең қарапайым реверберациялық пеш – бір жағынан түтін шығару құбыры, екінші жағынан тік көтерілетін есігі бар, алюминийлі отқа төзімді кірпішпен қапталған болат қорап. Мұнай немесе газбен жұмыс істейтін жанарлар әдетте пештің екі жағына орналастырылып, кірпішті қыздырады, ал содан кейін балқыған металл ваннасы құю машинасына құйылып, штамптар жасалады.

Chemistry determines the optimum relationship between the fuel and the material, among other variables. The reverberatory furnace can be contrasted on the one hand with the blast furnace, in which fuel and material are mixed in a single chamber, and, on the other hand, with crucible, muffling, or retort furnaces, in which the subject material is isolated from the fuel and all of the products of combustion including gases and flying ash. There are, however, a great many furnace designs, and the terminology of metallurgy has not been very consistently defined, so it is difficult to categorically contradict other views. The applications of these devices fall into two general categories, metallurgical melting furnaces, and lower temperature processing furnaces typically used for metallic ores and other minerals. A reverberatory furnace is at a disadvantage from the standpoint of efficiency compared to a blast furnace due to the separation of the burning fuel and the subject material, and it is necessary to effectively utilize both reflected radiant heat and direct contact with the exhaust gases (convection) to maximize heat transfer. Historically these furnaces have used solid fuel, and bituminous coal has proven to be the best choice. The brightly visible flames, due to the substantial volatile component, give more radiant heat transfer than anthracite coal or charcoal. Contact with the products of combustion, which may add undesirable elements to the subject material, is used to advantage in some processes. Control of the fuel/air balance can alter the exhaust gas chemistry toward either an oxidizing or a reducing mixture, and thus alter the chemistry of the material being processed. For example, cast iron can be puddled in an oxidizing atmosphere to convert it to the lower carbon mild steel or bar iron. The Siemens Martin oven in open hearth steelmaking is also a reverberatory furnace. Reverberatory furnaces (in this context, usually called air furnaces) were formerly also used for melting brass, bronze, and pig iron for foundry work. They were also, for the first 75 years of the 20th century, the dominant smelting furnace used in copper production, treating either roasted calcine or raw copper sulfide concentrate. While they have been supplanted in this role, first by flash furnaces and more recently also by the Ausmelt they are very effective at producing slags with low copper losses. The simplest reverberatory furnace is nothing more than a steel box lined with alumina refractory brick with a flue at one end and a vertically lifting door at the other. Conventional oil or gas burners are placed usually on either side of the furnace to heat the brick and the eventual bath of molten metal is then poured into a casting machine to produce ingots.