газоотводн. трубы или просачивающийся через ее неплотности, также указывает на ход печи: норм, ход дает почти прозрачный или белесоватый газ; сильный вынос пыли и сырой ход характеризуются бурым, холодный ход-темным цветом газа. Нормальная t° газа на колошнике 250-300° при сухой руде; повышение t° указывает на неправильное распределение 1°ъ печи, против чего необходимо немедленно принять меры. Колошник д. б. снабжен регистрирующим пирометром; в последнее время появились автоматическ. 1азоанализаторы, показывающие количество СО и СО2 в газах. Заключение о ходе печи нельзя делать по одному какому-либо признаку; необходимо сопоставлять целый ряд наблюдений и признаков и только тогда принимать те или иные меры для регулирования хода печи.

Ведение плавки. Шихта, т. е. количество разных материалов, в определенных весовых соотношениях идущих в плавку, д. б. подсчитана, исходя из состава и количества проплавляемых материалов и сорта требуемого чугуна.Существует несколько способов расчета шихт. Р1з них наиболее рациональный разработан проф. М. А. Павловым. Основной величиной в подсчете шихты яв-.пяется расход топлива. В наших условиях можно считать расход кокса на единицу чугуна: на мартеновский чугун 1,0-1,05; на бессемеровский 1,05-1,10; на низшие сорта литейного 1,10-1,15; на высшие сорта литейного 1,15-1,20; на специальные чугуны (ферроманган, ферросилиций, силикошпи-гель) 2,5-3. На передельн. чугун в америк. и европ. доменных печах при хорошем коксе и сортированных, частью даже аггломерированных, рудах расходуется 0,85 (временами далхе до 0,8); расход древесного угля у нас около 1, в америк. и шведских печах он несколько менее: 0,9-0,85.

Горячие кремнистые чугуны коксовой плавки требуют более тугоплавких и менее богатых руд и весьма основных шлаков для удаления серы. На передельные чугуны предпочтительно идут богатые, легко восстановимые руды и менее основные шлаки. При излишнем разогреве печи увеличивают сыпь в колошу, т. е. дают больше руды на то же количество топлива, и наоборот; если по условиям процесса желательно увеличить количество железа, во останов ляемо-го твердым углеродом, и этим охладить горн, дают болеетрудно восстановимую руду. В случав сильного похолодания печи дают холостые колоши топлива и облегчают шихту. Для разогревания похолодавшей печи, замедления излишне быстрого хода и при по-.иучении более горячих высококремнистых чугунов повышают Г дутья (до 750-800°) и уменьшают его количество. При получении более холодных чугунов и в случае излишнего разогрева печи предпринимают обратные действия. Средней t° дутья на передельный чугун у нас надо считать 650-700°; специальные чугуны требуют наивысшей Ь° дутья (8004-900°).

Расстройство хода печи. Обычные и ежедневные отклонения от нормального хода печи состоят в следующем: 1) в похолодании печи вследствие ускоренного хода;

2) в похолодании горна вследствие срабатывания настылей из-за неправильного распределения t° в печи; 3) в похолодании с образованием в середине печи столба плохо обработанных холодных материалов;4) в боковом ходе, когда одной стороной печь работает лучше, чем другой, что является следствием неравномерного распределения материалов на колошнике, неправильного разгорания кладки в старых печах, и проч. Средством к исправлению хода в первых трех случаях служит усиление нагрева печи повышением t° дутья; в третьем случае бывает также полезно поставить на фурмы кольца, суживающие их диаметр; в четвертом-приходится забивать 1-2 фурмы глиною. При излишнем разогреве печи (что обычно сопровождается подвисанием шихты) бывает весьма полезно дуть несколько минут (10-ЬЗО) холодным воздухом, а затем принять обычные меры к охлаждению хода печи. Если вовремя не принять мер к исправлению хода печи, то расстройство усиливается п сопровождается обычно подвисанием шихты в ночи, что может повести при последующе!! осадке к очень сильному и даже совершенному загромождению горна непроплавлен-ными материалами. Последнее скорее всего может случиться,когда получаются условия, благоприятные для оползания большого количества настылей с высших горизонтов, или когда шихта по своему составу доллша дать ненормально основные и тугоплавкие шла-1СИ (от ошибки в ее составлении при сильно 1олеблющемся состр,ве руды или большом выносе пыли в колошниковых газах).

Подвисание шихты м. б. результатом похолодания или излишнего разогрева печи; по месту своего образования бывает нижним и верхним. При нижнем подвисании образуется свод в области заплечиков или столб непроплавленных материалов в середине печи; при верхнем -свод в области шахты, к-рый опирается на уступы в сильно разгоревшей ее части, или же причиной подвисания является аморфный углерод, обильно выделившийся по реакции 2 COCOg + C при 400-600°, особенно у стенок печи, и заклинивший материал. В случае сильного расстройства хода приходится или значительно уменьшать количество дутья или, когда печь совершенно не пропускает газа вверх, продувать его через открытую шлаковую или чугунную летку и этим постепенно разогревать горн. Иногда приходится разогревать горн нефтяной форсункой через летку или фурму.

Работы у печи. Выпуск чугуна производится в современных печах 3-5 раз в сутки. Для выпуска чугуна отверстие в летке сначала разделывают буром, т. е. лелез-ным 50-жл* стержнем, длиной 4-4,5 м, со стальными концами, откованными и заточенными в виде полукруглой лопаточки; рабочий ударяет им в разбуриваемое место, поворачивая его с каждым ударом; когда до чугуна остается нетолстая стенка, ее пробивают стальным ломом, толщ. 35-40 мм, с конически заостренным концом. В последнее время за границей стали распространяться машины для бурения летки. Поршень, приводимый в движение сжатым воздухом или

паром, сообщает буру ударное переменно-возвратное движение; поступательное же двиясение ему сообщается при помощи винтового хода наподобие супорта токарного станка. Разливка чугуна производится на литейном дворе в песчаные изложницы или в особые чугунные открытые формы. За границей распространены специальные разливочные машины ленточного или карусельного типа с производительностью до 100 т чугуна в час. Формовка чушек в песке у нас идет вручную, а в Германии употребляют специальные формовочные машины, подготовляющие за час формовку для 90 т чугуна. Разлитый чугун после остывания (для чего его поливают водой) разбивают молотами и убирают или вручную или магнитным мостовым краном. Существуют и машины для ломки чугуна на месте формовки или в виде отдельно стоящего пресса.

После разливки чугуна леточное отверстие заделывают глиняной пробкой, к-рую помещают на конце длинной трамбовки и вгоняют до конца отверстия ударами кувалды; остальную часть отверстия забивают глиной помощью трамбовки. Правильный уход за чугунной леткой имеет весьма вансное значение: в случае небрежной забивки выпуска возможны самопроизвольные побеги чугуна в летку со всеми иеприятн. последствиями этого и разъедание брони близ летки. Глиняная стенка леточного отверстия, в к-рой дернштся глиняная пробка, с течением времени выгорает, как и стенка горна вокруг нее; в таком случае предпринимают ремонт летки: для этого удаляют, насколько возмо-жпо, старую глину и через получившееся широкое отверстие (диам. 200-1-300 мм) забивают в горн глину трамбовкой, стараясь растолкать ее в бока; такой ремонт продол-лтется 1,5-2,5 часа и требует 0,5-1,0 т глины. За границей и на многих заводах Украины для ремонта летки и для забивки ее после выпуска применяют особую паровую или пневматич. машину, называемую у нас пушкой. Она состоит из цилиндра, в к-ром шток поршня получает возвратно-поступательное движение; другой поршень, сидящий на конце штока, гонит глину через конич. насадку в леточное отверстие. Ш л а-ковая летка не требует никакого особого ухода. Выпуск шлака производится обычно 1-2 раза между выпусками чугуна; часть шлака выходит при выпуске чугуна. От времени до времени приходится чистить от застывшего шлака шлаковые нелоба, а равно и чугунное, выложенное кирпичом, корыто у летки. Канаву в песке, по которой проходит чугун к формовке, необходимо возобновлять после каждого выпуска.

Не менее валяной работой у печи является уход за коуперами. От уменья газовщика (рабочий на коуперах) зависят в значительной степени нагрев дутья и расход газа. Правильное соотношение количеств газа и воздуха устанавливается по цвету пламени горящего газа. В коуперах, оборудованных регуляторами дав.дения газа, а особенно при автоматическом регулировании количества подаваемого воздуха, правильное слигание проверяется анализом дыма, а не по цвету пламени.

г. Э. т. VII.

Холодильные приборыстечением времени прогорают или лопаются; чаще других портятся фурмы, фурмовые и шлаковые амбразуры, в особенности при жесткой воде, а также в случае срабатывания железистых настылей со стенок печи. Порча холодильника обнаруживается или по просачиванию воды или по перебоям в струе воды в водоотводной трубке; в фурме струю воды молгно заметить через гляделку на остановке дутья. Попадание большого количества воды в печь отражается на шлаке и на воспламеняемости колошникового газа.

О работах у печи, имеющих более редкий и случайный характер, необходимо отметить следующее. Иногда не удается пробурить отверстие в летке вследствие нарастания лещади или застывания чугуна в неудачно забитой летке; в этом случае ее прожигают кислородом или ацетиленом. При подвисании печи, когда сильно повышается давление газов в горне при сильно сработанных стенках его, газы могут прорываться наружу через неплотности кладки и брони, при чем м. б. продуто иногда довольно значительн. отверстие, через к-рое начинает выходить шлак; в этом случае на выходящую струю шлака направляют струю воды, отчего он застывает, образуя в отверстии пробку. Места, где вырывается только газ-, по возможности замазывают глиной. Прорывы чугуна или шлака через разъеден, стенку горна и расплавлен, броню часто влекут взрывы с весьма тяне-лыми последствиями; в этих случаях приходится останавливать печь, иногда на много часов, разламывать вытекший чугун и все разрушения заделывать глиной и кирпичом.

Остановки и пуск в ход печей. Иногда бывает необходимо после предварительной подготовки остановить все или некоторые печи цеха для чистки газопроводов, производства не терпящих отлагательства ремонтов или вследствие непредвиденной за-дерлки в снабжении материа.пами. Если печь после остановки можно пустить на горячем дутье, то лше, чтобы кокс в ней совершенно потух. Подготовка состоит в том, что дают несколько холостых и облегченных колош, в расчете, чтобы они пришли в горн к моменту остановки печи. При остановке печей необходимо обращать особое внимание на следующее: 1) все отверстия в печи тотчас после ее остановки д. б. тщательно замазаны глиной, чтобы в печь не проходил воздух и не происходило подгорания кокса; 2) в колошник следует засыпать 154-30 ш гранулированного доменного шлака, оставив печь на 2--3 колоши не полной; 3) д. б. тщательно проверено, не поступает ли вода в печь через какой-либо прогоревший холодильник; 4) воздуходувки останавливают только после забивки фурм глиной; 5) на остановке газовщик должен следить, чтобы нигде не могла образоваться взрывчатая смесь газа и воздуха. При пуске после остановки всех печей цеха надо принимать меры к тому, чтобы не нолучпть взрыва или хлопка в газопроводах, что часто случается, в особенности при наличии длинных газопроводов или больших сухих газоочистителей. Для этого необходимо: 1) воздуходувки пустить раньше и в течение 10-!-15м.

продувать коупера и воздухопровод; 2) пускать печь на большом количестве воздуха и работать так 154-20 мин., пока не появится много газа; 3) принимать газ на газопровод только тогда, когда будет достаточное давление его на колошнике; 4) выдавливать газом воздух из газопроводов и газоочистителей вниз через нижние люки.

Выдувка печи. При выдувке печи стремятся как можно ниже опустить материалы, чтобы меньше было работы при его выгребании; при удачной выдувке материал м. б. опущен до уровня фурм. Главная опасность при выдувке - порча засыпного аппарата вследствие высокой температуры колошника. Чтобы шихта опускалась ровнее и не слишком падало давление, дают в печь 1004-150 т доменного шлака или известняка (последнее лучше, но дороже). Известняк, разлагаясь, дает много СО г в газах, вследствие чего они становятся не столь горячими и взрывчатыми.

Лит.: П а в л о в М. А., Металлургия чугуна. Сырые материалы, доменный процесс. Л., 1924; его т е, Металлургия чугуна, СПБ, 1910; его ж е, Альбомы чертежей по доменному производству, 1 изд., Екатеринослав, 1902, 2 изд., СПБ, 1908; Липин В. П., Металлургия чугуна, железа и стали, т. 3, ч. 1, Д., 1926; Ж е н д 3 я н С. В., Производство чугуна и устройство доменных печей, Харьков, 1927; ЖРМО , с 1910; Металлург -орган научно-технических кру.к-ков втузов СССР, Л., с 1926; Павлов М. А., Расчет доменных шихт, Л., 1923; тоже в переводе на франц. яз. с добавлением новейших данных: Р а w 1 о f f М., Calcul du lit dc fusion des liauts fourneaux, Paris, 1924; Johnson J. E., The Principles, Operation, and Products of the Blast Furnace, New York, 1919; О s a n n в., LehrbucJi der Eisenhilttenkunde, B. 1- Roheisenerzeugung, 2 Auflage, Leipzig, 1923; Johnson J. E., Blast Furnace Construction in America, New York, 1917. A. Новоспасский.

III. Доменный процесс.

Физико-химические явления. Сырые материалы Д. п.-железная руда, топливо (древесный уголь, кокс, антрацит) и флюс, или плавень (обыкновенно известняк, иногда доломит),-будучи загрунсены в доменную печь, непрерывно опускаются в ней, вследствие образования сгорающим топливом пустоты в горне. На своем пути вниз ма-териа.лы омываются восходящими газами и под влиянием теплоты изменяют свое физическое состояние, переходя в жидкое и газообразное; благодаря же восстановительному действию газов и раскаленного углерода топлива они испытывают сложные химические превращения.

1. Процесс удаления летучих веществ. Первым и простейшим по своей сущности процессом, совершающимся в верхних горизонтах доменной печи, является удаление летучих веществ-влаги, гидратной воды, углекислоты и продуктов сухой перегонки из обугленного при низкой 1° топлива. Вследствие плохой теплопроводности всех плавильных материалов, выделение из внутренних частей кусков этих материалов улетучивающихся газов происходит на таких горизонтах печи, где продукты горения и даже топливо в своих наружных частях имеют настолько высокую t°, что мелоду летучими веществами, газами и топливом могут происходить реакции, в результате которых из водяных паров и углекислоты получаются водород и окись углерода.

2. Процесс восстановления. Вслед за удалением летучих веществ, а в случае незначительного содержания воды в плавильных материалах одновременно с ним, начинается восстановительный процесс, т. е. получение из окислов руды- железа, а затем марганца, фосфора и кремния. Процесс этот начинается при низкой t° (ок. 200°) газами-окисью углерода и водородом, а затем продолжается и заканчивается (с 950° и выше) твердым углеродом топлива, точнее говоря, за счет твердого углерода. Восстановление усиливается по мере увеличения t° восстановителей, и т. к. передача тепла идет от поверхности кусков к сердцевине их, то во всякий данный люмент содержание кислорода во внутренних частях кусков руды будет выше, чем в наружных. Для железа, при восстановлении его окисью углерода, мы имеем ряд последовательно идущих реакций со следующим тепловым эффектом:

3Fe,0, + CO=2Fe,04 + CO, +16 619 Cal (1)

2Fe,0, + n С0 = 6 FeO +2COs+(n-2) CO -12 600 Cal (2) 6FeO +n CO =2Fe, + 6CO, + (n - 6) CO + 9 040 Cal (3) 3FeaO,+(2n+l)CO=2Fe8+9COj+(2n-8)CO +13059 Cal (4)

Складывая ур-ия (2) и (3), получим результирующее уравнение:

2Ге,04 + 2пСО = 2Ре, + 8С02+(2п-8)СО -3560 Cal,

имеющее самостоятельное значение, т. к. в пределах t° 300-1-570° магнитная окись восстанавливается непосредственно в железо; выше 570° восстановление проходит через закись железа, т. е. по ур-иям (2) и (3). Для восстановления водородом молено написать ряд аналогичных термохим. ур-ий, а именно:

ЗГегОа+Нг = 2Еез01+НгО + 6209 Gal(i)

2ЕезО + пИ2 = бЕеО+2НгО + (п-2)Н, -33422 Cal (2) 6FeO+ nHa = 2Fea+6HjO + (п-6)П2 - 53418 Gal (3)

3Fe203+(2n+l)H2=2Fe3+9HjO + (2n-8)IIa -80631 Gal (4)

Окись железа естественная, не подвергавшаяся нагреву выше 950°, начинает восстанавливаться окисью углерода при 200°, а водородом-при 260°; кристаллич. окись (не-лезный блеск) или аморфная прокаленная начинают восстанавливаться при 330°; естественный магнитный лелезняк-при 400- 450°. Металлическое железо получается из закиси при 600-650°. Тепловой эффект результирующих реакций (4 для восстановления окисью углерода-положительный, для водорода-отрицательный; это значит, что раз начатое восстановление окисью уг.перо-да может продолжаться без подвода тепла извне. Это обстоятельство истолковывалось многими неправильно: полагали, что восстановление СО исключительно способствует достижению наименьшего расхода горючего, но в вышеприведенных ур-иях при СО стоит коэфф-т п, а это указывает, что СО д. б. в избытке, для того чтобы получающаяся COg не могла окислять восстановленных продуктов (не считая в последних FegOi, к-рая не окисляется в FegOg ни парами воды ни углекислотой). Значения коэфф-та п для разных t°, т. е. соотношение между СО г и СО, при к-ром газовая смесь не может ни восстанавливать окисла пи окислять продукта восстановления (равновесная смесь), в настоящее время, после многолетних иссле-