Появата на стомана с доменна пещ
Първото желязо, което човекът доби на нашата планета, беше неземно.
Метеоритите, падащи на земята, имат желязна или желязо-никелова основа. Древните хора са смятали този метал за дар от боговете. Той дойде от небето и далеч надмина по твърдост и здравина всички познати тогава материали. Векове по-късно човекът разбира, че желязото е буквално под краката му. Той е един от най-разпространените метали на планетата. Но в чист вид не се среща. За да го извадя от земята, трябваше да измисля и изградя сложен технологичен процес. Едва през 14 век е изобретено устройство, благодарение на което желязото най-накрая се произвежда в големи количества. Бешедоменна пещ ! Устройство, което отвори нова страница в историята на човечеството - желязната епоха.
Технически това, което обикновено наричаме желязо, всъщност не е желязо. Най-често това е сплав от желязо с въглерод и други метали.Стомана - нейният обхват е огромен. Машиностроене, строителство, транспорт. Стоманата се използва навсякъде. В същото време е невероятно трудно да го получите. Триъгълният камък на целия процес е доменната пещ. Той топи чугун, богата на въглерод сплав от желязо, която след това се превръща в стомана.
В старите времена, топейки стомана в пещи, древните металурзи също са получавали чугун. Смятаха го за страничен продукт, беше твърде крехко и напълно неподлежащо на фалшифициране. Наричали го свинско желязо или просто - прасе, слитък. Оттук и името - чугун. По-късно обаче металурзите разбраха, че при повторно изгаряне в пещ чугунът се превръща в стомана с добро качество. Тъй като излишният въглерод, който прави сплавта крехка, изгаря. Днес почти всичкичерният метъл се прави по този начин. Първо желязото се топи в доменна пещ, а след това от него се получава стомана.
През 30-те и следвоенните години в СССР доменните пещи растат като гъби след дъжд. Фразата "страната се нуждае от метал" беше въплътена в десетки подобни единици в целия Съветски съюз. Рекордните производители на стомана в СССР станаха народни герои и дори бяха заснети филми за изграждането на доменни пещи.
В резултат на това бяха построени толкова много доменни пещи, че след разпадането на Съветския съюз и потреблението на метал спадна, много доменни пещи трябваше да бъдат спрени и консервирани. Изграждането на нови не е извършвано почти четвърт век.
През годините металургичните технологии са отишли далеч напред. Но физическият и химичен процес на топене на желязо в съвременните доменни пещи остава същият. Фундаментално се е променила малко от 14-ти век. Отгоре зарядът се излива в доменната пещ - това е желязна руда и кокс (получен от въглища). Отдолу, в така нареченото огнище, през фурми, разположени в кръг, се вкарват обогатен с кислород въздух и природен газ. В резултат на това рудата се топи, желязото се свързва с въглерод и се получава желязо. Остава само да се отцеди.
В същото време, освен чугун, доменната пещ произвежда и шлака. Това е страничен продукт от доменното производство, всъщност - отпадък. Основно се преработва в трошен камък.
Доменните пещи на 21 век са не само икономични, но и екологични. Не е тайна, че процесът на топене на желязо нанася не малка вреда на природата. Пещта, подобно на човек, диша кислород, пие много вода и яде огромно количество суровини. Правейки това, той естествено произвежда много отпадъци. Но съвременните комплекси за доменни пещи са проектирани така, че всички тези отпадъци да не попаднат в околната среда.
Температурата вътре в доменната пещ достига няколко хиляди градуса, така че тялото й да не изгори, трябва постоянно да се охлажда. А това изисква много вода. Подава се към пещта чрез специални тръбопроводи. Може да има стотици, хиляди километри, които обграждат цялата единица в кръг. За един ден една доменна пещ може да консумира толкова студена вода, колкото жителите на малък град. В същото време цялата вода, която участва в охлаждането на пещта, е в затворен циркулационен цикъл. Тоест, след като изстине, отново се изпомпва в корпуса на доменната пещ и така до безкрайност.
Като всяка нормална печка, доменната пещ също има свой собствен комин. Между другото, димът от модерна пещ, по-точно доменният газ, също може да се използва повторно. Целият доменен газ, който се образува по време на топенето на чугун, след почистването му от прах може да се използва като гориво. По-голямата част от него се изпраща в когенерацията за рециклиране. Където отпадъците от производството на доменни пещи могат да се превърнат в доход чрез използване на газ от доменни пещи за генериране на електричество.
Чугунът, претопен в доменна пещ, се излива в огромни кофи и се изпраща по железопътен транспорт до следващия етап на производство. до конверторния магазин. Тук излишният въглерод се отстранява от него и накрая се превръща в толкова важна и необходима стомана.
Имало едно време доменна пещ, която е дала на човек железопътна линия, Айфеловата кула, кола и небостъргач. Днес, шест века след изобретяването му, това все още е единственият начин за масово производство на стомана. А новите фурни носят със себе си нови възможности.