Кіріспе
Ауаны металлургиялық алдын ала қыздыру Ыстық жарылыс жоғары пешке немесе басқа металлургиялық процеске үрленетін ауаны алдын ала қыздыруды білдіреді. Бұл тұтынудағы отынды айтарлықтай азайтатын болғандықтан, ыстық жарылыс өнеркәсіптік революция кезінде дамыған ең маңызды технологиялардың бірі болды. Ыстық жарылыс сонымен қатар пештің температурасын жоғарылатты, бұл пештердің сыйымдылығын арттырды. Алғашқыда, ол бірнеше камералы отқа төгілген ыдыста пештің түтін газынан жылуды кезектесіп сақтау арқылы жұмыс істеді, содан кейін ыстық камера арқылы жану ауасын үрлеу. Бұл әдіс регенеративті жылыту деп аталады. Ыстық жарылыс 1828 жылы Шотландиядағы Уилсонтаун темір комбинатында Джеймс Бомонт Нилсонмен темір пештері үшін ойлап табылды және патенттелген, бірақ кейіннен басқа да жағдайларда, соның ішінде кеш гүлдену кезінде қолданылды. Кейіннен қосымша жылу беру үшін түтін газындағы көміртек оксиді жандырылды.
Hot blast refers to the preheating of air blown into a blast furnace or other metallurgical process. As this considerably reduced the fuel consumed, hot blast was one of the most important technologies developed during the Industrial Revolution. Hot blast also allowed higher furnace temperatures, which increased the capacity of furnaces. As first developed, it worked by alternately storing heat from the furnace flue gas in a firebrick lined vessel with multiple chambers, then blowing combustion air through the hot chamber. This is known as regenerative heating. Hot blast was invented and patented for iron furnaces by James Beaumont Neilson in 1828 at Wilsontown Ironworks in Scotland, but was later applied in other contexts, including late bloomeries. Later the carbon monoxide in the flue gas was burned to provide additional heat.
Өнертабыс және таралуы
Джеймс Бомонт Нилсон, бұрын Глазго газ зауытының бригадирі, пеш үшін жарылыс алдын ала қыздыру жүйесін ойлап тапты. Ол ауаның температурасын 300 градусқа дейін көтеру арқылы отынның шығынын 8,06 тонна көмірден 5,16 тоннаға дейін азайтатынын анықтады. Ол Чарльз Макинтош сияқты серіктестермен бірге 1828 жылы патент алды. Бұл технологияның Британияға таралуы салыстырмалы түрде баяу болды. 1840 жылы 58 темірші лицензия алып, жылына 30 000 фунт стерлингтік роялтиден табыс табады. Патент мерзімі өткен кезде 80 лицензия болды. 1843 жылы, оның мерзімі біткеннен кейін, оңтүстік Стаффордширдегі 80 пештің 42 ыстық жарылыс қолданылды, ал оңтүстік Уэльстегі қабылдау тіпті баяу болды. Ыстық жарылыстың басқа артықшылығы - кокс орнына шикі көмірді пайдалануға болады. Шотландияда салыстырмалы түрде кедей "қара жолақ" темір тасын пайдалы түрде балқытуға болады. Ертедегі ыстық ұшқыш пештер қиын болды, өйткені жылу кеңейуі мен жиырылуы құбырлардың сынуына әкелуі мүмкін. Бұл жағдай құбырларды роликтерге тіреу арқылы біршама түзетілді. Сонымен қатар, қақпақ құбырларды түтікшелерге қосудың жаңа әдістерін жасау қажет болды, өйткені былғарыны енді қолдануға болмайды. Ақырында бұл принцип регенеративті жылу алмастырғыштарда, мысалы, Каупер пешінде (келіп жатқан жарылыс ауйын түтін газдарынан шыққан қалдық жылумен алдын ала қыздырады; олар қазіргі заманғы биік пештерде қолданылады) және Siemens Martin процесінде ашық отта (таза металл жасау үшін) қолданылады. Уэльстегі Йниседуин жұмыстарының Джордж Крейн мен Дэвид Томас тәуелсіз түрде осы идеяны ойлап тапты, ал Крейн 1836 жылы британдық патент алу үшін өтініш берді. Олар жаңа әдіспен темір өндіруді 1837 жылдың 5 ақпанында бастады. Кейіннен Крейн Гессенхайнердің патентін сатып алып, оған патенттелген қосымшаларды енгізді, бұл процесті Ұлыбритания мен АҚШ-та пайдалануды бақылады. Крейн Уэльсте қалған кезде Томас Lehigh Coal & Navigation Company компаниясының атынан АҚШ-қа көшіп барып, осы процесті пайдалану үшін Lehigh Crane Iron Company компаниясын құрды.
Темір өндірісіндегі антрацит
Ыстық жарылыс антрацитті темірді балқытуда қолдануға мүмкіндік берді. Сондай-ақ, сапасы төмен көмірді пайдалануға рұқсат етілді, өйткені отынның аз болуы күкірт пен күлдің мөлшеріне сәйкес кішірек болды. Бұл процесс ойлап табылған кезде, жақсы көмір тек Ұлыбритания мен Батыс Германияда жеткілікті мөлшерде болды, сондықтан АҚШ-тағы темір пештерде көмір пайдаланылды. Бұл дегеніміз, кез келген темір пешті өндіру үшін орманды жердің үлкен аумағы қажет болды, ал жақын маңдағы орманды кескен кезде жарылыс тоқтады. Антрацитті отын ретінде пайдалану әрекеті сәтсіз аяқталды, өйткені көмір суық жарылыс жағдайында тұтануға төтеп бере алмады. 1831 жылы доктор Фредерик В. Гессенхайнер темірді балқыту үшін ыстық жарылыс пен антрацитті пайдалану туралы АҚШ патентін алды. Ол 1836 жылы Пенсильвания штатының Поттсвилл қаласына жақын жердегі Valley Furnace-те осы әдіспен антрацитті темірдің аз мөлшерін өндірді, бірақ істен шығулар, ауруы және 1838 жылы қайтыс болғандықтан, ол бұл процесті кең ауқымды өндіріске жеткізе алмады.