Die Bildung und Entwicklung von Elektrometallurgie

An der Wende des XIX-XX Jahrhundert. in der Metallurgie für die höchsten Qualitätsstähle produziert und Nichteisenmetallen zunehmend beginnen, die Energie des elektrischen Stroms zu verwenden. Möglichkeit der elektrischen Schmelzen von Metallen wurde zuerst von dem russischen Physiker Vladimir Petrov gegründet. Im Jahr 1802 schuf er die größte während der galvanischen Batterie, bestehend aus 2100 Kupfer-Zink-Zellen. das Phänomen der Lichtbogen wurde unter Verwendung dieser Stromquelle entdeckt. Petrov zeigte zunächst von Metallen für Beleuchtung, elektrische Schmelzen und Elektroschweißen die Möglichkeit der praktischen Anwendung aus. Russischer Wissenschaftler untersuchten auch die Prozesse der Oxidation von Metallen und deren Rückgewinnung aus Erzen in einem elektrischen Lichtbogenzone.

Ein Patent für das erste elektro Ofen wurde im Jahre 1853 von dem Franzosen Pichon zurückgenommen. Die Konstruktion des Ofens bis zu einem gewissen Ausmaß, ein Prototyp des Elektrolichtbogenofens (Stassano E. et al.), Die praktische Anwendung am Ende des letzten Jahrhunderts gefunden.

Das Hauptelement Pichon Öfen waren zwei Paare von horizontal beabstandeten Elektroden, zwischen denen ein Lichtbogen angeregt wird. Das Gemisch aus Erz und Kohle werden durch Lichtbogenzone geleitet, wo Temperatur 3000 - 3500 ° C die Kohlenstoff-reduzierte Metall geschmolzen und geht zum Elektroofenherd. Jedoch nicht ausreichende Menge an Leistung zum Zeitpunkt der primitiven magnetoelektrischen Generatoren erzeugt wird, konnte nicht den normalen Verlauf des metallurgischen Prozesses sicherzustellen und Ofen Pichon hat nicht praktikabel gewesen.

Ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von elektro Geräte begann Experimente britischen Ingenieur W. Siemens erhielt in 1878 - 1879 gg. mehrere Patente auf ihre Struktur von Elektroöfen.

Eine dieser Strukturen war ein feuerfeste Tiegel, der durch den Boden der unteren Elektrode aus einem feuerfesten Metall läuft. Die zweite Metallelektrode, eine wassergekühlte, geleitet durch die Tiegelabdeckung. Zwischen den beiden durch einen elektrischen Lichtbogen angeregt Elektroden. Bei einer anderen Konstruktion wurde die untere Elektrode aus Eisen und gekühlt im Betrieb hergestellt und eine obere Elektrode aus Kohlenstoff gebildet ist. Der dritte Entwurf einen Tiegel mit zwei horizontalen Elektroden, stellen Sie einen gegen den anderen.

Der erste Elektrostahlerzeugung, in der Regel in Bereichen installiert, wo es möglich war, die billigste Strom mit Hilfe der Wasserkraft der Flüsse in der Nähe zu bekommen. Im Jahr 1898 nahm der italienische Ingenieur E. Stassano ein Patent für eine Besetzung in einem elektrischen Schmiedeeisen mit jedem Kohlenstoffgehalt aus. Sein Ofen wurde im Norden von Italien, die reich an Wasserressourcen installiert.

Im Jahr 1899 entwickelte der Franzose P. Héroult sein Design von Stahl-Öfen mit Elektroden über das Bad eingebracht. Der erste Ofen wurde im Alter von Savoyen, in den Ausläufern der Alpen gebaut. Diese Stadt im Südosten von Frankreich und ist heute eines der Zentren der Französisch Elektrometallurgie.

Im Jahr 1900 in Schweden wurde zunächst Induktion elektrische Cellini Design gestartet. Der große Vorteil eines Induktionsofens, im Vergleich mit anderen elektrischen Schmelz- und Erwärmungseinheiten ist, dass die Wärmeenergie in dem Material auftritt, durch die Energie des elektrischen Stromes erhitzt die Primärwicklung fließt. Die Induktionsöfen bietet die gleichmäßige Erwärmung des Metalls und eliminiert die schädlichen Wirkungen von Gasen in herkömmlichen Öfen hergestellt aus der Verbrennung von Brennstoff oder Kohlebogen.

Der erste Ofen E. Stassano in seinem Design war ähnlich dem Hochofen. Sie war mir, Schultern und von oben durch den Trichter geladen. Sein Horn wurde horizontal installiert zwei Kohlenstoff-Elektroden injiziert. In weiteren Konstruktionen Stassano aufgegeben Welle-Ofen. Von dem alten Design war eigentlich nur Horn. Der neue Ofen hatte drei Paare von Elektroden. Verursachung verbrennen ein, zwei oder alle drei Lichtbögen kann die Temperatur in dem Schmelzraum eingestellt werden. Einsatzstoffe für elektrische Schmelzen unterhalb der Verbrennungszone des Lichtbogens injiziert.

Einige Jahre später baute E. Stassano in Turin rotierenden elektrischen. In diesem Fall ist die Drehachse von der Vertikalen in einem bestimmten Winkel abgelenkt eine effektivere Vermischung des geschmolzenen Materials auf dem Herd zu gewährleisten. Stahlerzeugungseinheit Stassano Struktur gebaut dann in den verschiedenen Ländern, ihre optimale Kapazität liegt üblicherweise im Bereich von 0,5 bis 3 Tonnen.

Elektrolichtbogenöfen von Eru, Giraud, und eine Reihe von anderen Designern, werden direkt befeuerte Öfen genannt. In diesen elektrischen Strom an die vertikal angeordnet Kohlenstoffelektrode aufgebracht und das Metall auf dem Herd entfernt. Der elektrische Lichtbogen zwischen der Elektrode und dem Bad. Somit wird in Öfen mit direkter Beheizung Wärmeenergie aus zwei Quellen erhalten - von den Lichtbogen und Heizbädern wegen seiner Beständigkeit gegenüber dem elektrischen Strom, der. P. Héroult erhielt ein Patent für Ein- und Dreiphasen-Elektroofen konzipiert für Stahl und Eisen-Legierung Produktion.

Im Jahr 1912 P. Rennerfeldt (Schweden) etwas verändert und elektrische E. Stassano verbessert. Seine Ofen unter Verwendung von drei-Phasen-Strom, hatte drei Elektroden. Einer von ihnen wurde vertikal angeordnet und durch das Ofendach geleitet. Die anderen zwei wurden durch die Wände des Ofens mit einer leichten Neigung aus der horizontalen Zeile eingefügt. Beim Betrieb von Lichtbogenofen abweicht Verbrennungszone etwas vertikaler Richtung in der Elektrode-Bad, eine höhere Temperatur in den Oberflächenschichten des schmelzbaren Materials. Rennerfeldta Öfen sind für Eisen- und Stahlraffination und Verhüttung Kupferlegierungen, Nickel, Silber und Aluminium verwendet.

Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts. Professor der Kiewer Polytechnischen Institut VP Izhevsk vorgeschlagen, eine Reihe von Entwürfen von Laborofenanlagen zur Wärmebehandlung von Metallen und Schmelzen. Die erste derartige Ofen, im Jahre 1901 erbaut, wurde für eine kleine Menge von Eisenverhüttung soll mit Eisenschrott oder Zusatzstoffe Erz. Keramische Wand erwärmt elektrischen Strom, der durch die Elektroden in ihnen eingebettet. Ofenkapazität war nur 16,5 kg. Ofen ein homogenes Metall zu erhalten, es hat eine kompakte, in der Lage zu arbeiten, in der AC-und DC-Spannung unterschiedlich. In den folgenden Jahren arbeitete der Izhevsk Ofen (bis zu 100 kg Kapazität) auf einer Reihe von ukrainischen Pflanzen.

1909 kann der Beginn der industriellen Herstellung von Elektrostahl in Russland betrachtet werden. In diesem Jahr, SP Era der Lichtbogenofen, der an der Obuchow-Werk in St. Petersburg, 192 Tonnen Stahl begonnen wurden erschmolzen. Im Jahr 1911 hat sich dieser Ofen bereits 1122 Tonnen Metall hergestellt. Im Jahre 1913 an den russischen Fabriken arbeiteten vier elektrischen Ofen im Jahr 3500 Tonnen Stahl zu schmelzen.

Im Jahr 1915 in Perm auf Motovilikhinsky Anlage wurde die erste Single-Phasen-Widerstandsofen Stahlerzeugungs mit Bad von Kohle über den Stäben zu erwärmen einen elektrischen Schlag gelegen erhitzt in Auftrag gegeben. Dieser Ofen wurde von russischen Ingenieure SS Stein Berg und AF Gramolin entwickelt. In der Zukunft in den Ofen, ähnlich mit einer Kapazität von 0,75 - 1 m wurden bei Zlatoust, Nadezhda und andere Ural Fabriken erfolgreich installiert und militärische Aufträge während des Ersten Weltkrieges durchgeführt.

Der Gründer der Schaffung von qualitativ hochwertigen Stahl Elektrometallurgie in unserem Land sollte als eminent Metallurge NI Belyaev-1916 eine kleine Gießerei in der Nähe der Stadt Bogorodsk (jetzt Noginsk, Moskau. Reg.) Angesehen werden, bekam er seinen ersten Elektrostahllegierung. Unter der Leitung von NI Belyaev begann mit dem Bau einer großen Anlage aus hochwertigem Stahl mit vier Lichtbogenöfen der direkten Aktion. Im November 1917 wurde die erste elektrische Kapazität von 1,5 Tonnen in Betrieb genommen. Plant "Electrostal" ist das erste Großunternehmen, die unter dem Sowjetregime gestartet wurde.

Von Anfang an, den Einsatz von Elektro-Industrie in ihren Nutzen niemand in Zweifel. In dem elektrischen Ofen erreicht eine höhere Temperatur als die anderen Stahl Aggregate Schrott legierte Stähle leicht umgeschmolzen könnten qualitativ hochwertige spezielle feuerfeste Legierungen mit Legierungselementen mit einer minimalen Menge an schädlichen Verunreinigungen erzeugen. Daher erlaubt, wo immer die Möglichkeit, eine ausreichende Menge an elektrischer Leistung zu erhalten, durch die Kraft entwickelt Elektrometallurgie.

Im Jahr 1910, 114 Elektroöfen arbeitete auf der ganzen Welt. Im Jahr 1915 gab es bereits 213, und von Anfang 1920 verhüttet Stahlöfen im Jahr 1025 und 362 Einheiten sind in den Prozess der Installation und Inbetriebnahme. Auf einmal entwickelten Ländern, die reich Strom, der Elektrostahlproduktion wuchs besonders schnell. die Produktion von Stahl in Elektro nur für 4 Jahre in den USA, zum Beispiel, von 1914 bis 1918 erhöhte sich von 24 bis 800.000. T, t. E. 33 mal. Ein ähnliches Muster wurde in Deutschland und in Kanada beobachtet. Zur gleichen Zeit verwendet die elektrische weithin ferro Schmelzen Nichteisenmetallen, sowie in der chemischen Industrie zur Herstellung von - für die Herstellung von Calciumcarbid, Phosphor und andere Bestandteile.

Shukhardin S. "Technologie in seiner historischen Entwicklung"