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发表于 2023-12-10 10:32:07
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平炉炼钢法——西门子-马丁炉
在贝塞麦公布发明转炉炼钢法的同一年,一位德裔英国人F.西门子(Frederick Siemens,1826-1904)因他的蓄热法新发明而取得了一项英国专利。蓄热原理是F.西门子和他哥哥 C.W.西门子(Charles
William Siemens,1823-1883)发明的平炉炼钢工艺的本质特征。
1861年,西门子发明一种与炼钢炉完全分离的煤气发生器,从而把固体燃料转换为气体燃料——这是至关重要的一步:用煤气代替焦炭作燃料。
1864年,在西门子指导下,法国人马丁改造了炉体,用废气预热的蓄热炉将空气和燃料进行预热以提高炉温,将生铁和废钢炼成了优质钢。
由于其炉体形状低平,又有一个比较平展的熔池,故常被称为“平炉”,亦称“西门子—马丁炉”。平炉炼钢法也因此被称为西门子-马丁炼钢法。
平炉炼钢法可以看成是搅炼法的升级:
第一,平炉使用煤气取代煤炭作为燃料,减少了煤炭中有害元素对炼钢的污染。
第二,进入平炉燃烧的气体经过预热,燃烧后达到的温度大大高于搅炼炉,使得平炉内的钢水可以一直保持液态。
由于燃料气体经过预热,炉内火焰的温度大大上升,高达1650℃左右。
平炉炼钢法的优点:
1、炼钢过程的可控程度高。平炉炼钢法一直保持高温,使金属在整个冶炼过程中总是处于熔融状态。
2、平炉炼钢可以使用废钢和廉价的低质煤,显著降低了生产成本。
3、生产规模大:平炉炼钢单次的装料量最初就有几十吨,此后不断增长,最大可达五六百吨。平炉炼钢法的冶炼时间较长,最初每炉约需24小时。
但是平炉的熔池大,每炉可产上百吨钢水,故产量高。此外,它所用原料既可用生铁、铁水,也可用废钢、铁屑、熟铁和矿石,便于废钢铁的回收。平炉炼出的钢均匀,质量稳定,可生产优质钢。
平炉炼钢法取得了巨大的成功!
1900年以后不久,西门子-马丁炼钢法在生产中的应用已大大超过了贝塞麦炼钢法。
以平炉为主,转炉为辅的炼钢体系在世界各地迅速得到发展。
平炉炼钢自1864年法国人P.马丁利用有蓄热室的火焰炉,用废钢、生铁成功地炼出钢液起,直到1960年一直是世界上的主要炼钢方法 ,从60年代起平炉逐渐被氧气转炉和电炉炼钢所代替。
全球钢产量的快速增长
随着转炉炼钢法和平炉炼钢法的发明,全球的钢产量开始快速发展,钢取代了铁成为广泛使用的材料。
19世纪70年代是炼钢方面的所有重要技术取得全面进展的时期,是影响全世界钢铁工业的产业变化时期。最引人注目的特征是19世纪最后的30年中,世界的钢产量出现了巨大的增长。
1870年,全世界钢的年产量略多于50万吨,而到1900年几乎增加到了2800万吨。
美国钢产量的增长比其他任何地方都更为令人瞩目。
1867年,美国的炼钢工业刚刚开始发展,那时的年产量大约为2.2万吨。
1873年,美国的钢产量不足20万吨,而英国则为65万吨,是美国的3倍多。从1889年起,美国的钢铁生产在世界上就处于领先地位,并且从此以后一直大大超过英国。
1900年,美国的钢产量增长到1140万吨,英国的钢产量仅仅增长到490万吨左右,不到美国年产量的一半。
从那时起,另一个超过英国而成为世界上第二大产钢国的国家是德国。当时,德国钢的年产量达到了800万吨以上。这种增长速度非常引人注目,因为在1850年,德国的钢产量还不足1.2万吨。(来源:技术史-第5卷,19世纪下半叶) |
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