Что такое пудлинговая печь

1784 г. Пудлинговая печь Корта

Пудлинговая печь конца 18 века: 1 – топка; 2 – каменный порог; 3 – под печи; 4 – рабочее пространство печи; 5 и 6 – трубы.

До конца 18 века передел чугуна в мягкое ковкое железо происходил только в кричных горнах. Этот способ, однако, был неудобен во многих отношениях. Получавшееся в ходе него металл был неоднородным – местами приближался по своим качествам к ковкому железу, местами – к стали. Кроме того работа требовала больших затрат времени и физических сил. Так как топливо (уголь) находилось в непосредственном соприкосновении с железом, к нему предъявлялись очень высокие требования, ведь любые примеси влияли на качество конечного продукта. Расход угля был очень велик (в среднем, на восстановление 1 кг железа уходило до 4 кг угля). В самых крупных горнах можно было за 24 часа получить не более 400 кг железа. Между тем, рынок требовал все больше железа и стали. Для удовлетворения этих запросов необходимо было найти более совершенный способ переделки чугуна.

Значительным шагом вперед на этом пути стал, предложенный в 1784 г. англичанином Кортом, процесс пудлингования в специально созданной для этого печи.

Принципиальное устройство пудлинговой печи состояло в следующем. В топке сжигали топливо. Продукты горения через каменный порог попадали в рабочее пространство печи, где на поду находился загруженный чугун с железистыми шлаками. Шлаки под действием пламени переходили в тестообразное состояние и частично расплавлялись. С повышением температуры чугун начинал плавиться и примеси его выгорали за счет кислорода, заключенного в шлаках. Таким образом чугун обезуглероживался, то есть превращался в крицу губчатого железа. Важное отличие пудлинговой печи от кричного горна заключалось в том, что она допускала использовать в качестве горючего любое топливо, в том числе и дешевый неочищенный каменный уголь, а объем ее был значительно больше. Благодаря пудлинговым печам железо стало дешевле. Вместе с тем, в отличие от кричных горнов, печь Корта не требовала принудительного вдувания. Доступ воздуха и хорошая тяга достигались благодаря высокой трубе. Это была одна из причин, почему пудлинговые печи получили широкое распространение во всем мире. Однако существенным недостатком этих печей было то, что воздух обувал только верхнюю часть чугуна. Для того, чтобы восстановление железа шло равномерно и по всему объему, приходилось периодически открывать печь и перемешивать чугун. Это был тяжелый ручной труд. Кроме того, поскольку силы и возможности рабочего были ограничены, печь не могла быть слишком большой. (Чтобы допустить помешивание Корт предусмотрел две трубы, из которых одна находилась над топкой, а вторая – в конце печи. Ее открывали в тот момент, когда требовалось снизить температуру.)

Источник

Пудлингование

Полезное

Смотреть что такое «Пудлингование» в других словарях:

ПУДЛИНГОВАНИЕ — способ переработки чугуна в железо выжиганием из него угля или обезуглероживания в особых печах (см. ПУДЛИНГОВАЯ ПЕЧЬ). Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907. пудлингование (англ. puddling puddle… … Словарь иностранных слов русского языка

ПУДЛИНГОВАНИЕ — (англ. puddling от puddle перемешивать), передел чугуна в малоуглеродистое тестообразное железо на поду т. н. пудлинговой печи. Металл и шлак перемешивали и накатывали в крицу. Пришло на смену кричному переделу (2 я пол. 18 в.). С появлением… … Большой Энциклопедический словарь

ПУДЛИНГОВАНИЕ — ПУДЛИНГОВАНИЕ, пудлингования, мн. нет, ср. (англ. puddle перемешивать) (тех.). Переработка чугуна в сварочное железо путем расплавления в особых пламенных печах. Пудлингование дает железо невысокого качества. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков … Толковый словарь Ушакова

пудлингование — переплавка, получение Словарь русских синонимов. пудлингование сущ., кол во синонимов: 3 • переплавка (4) • … Словарь синонимов

пудлингование — Перемешивание цементного раствора с целью удаления пузырьков воздуха [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN puddling … Справочник технического переводчика

Пудлингование — Пудлинговая печь. А рабочий объём печи, С труба с клапаном для регулирования силы тяги, D порог, отделяющий металл в рабочем объёме от топлива, F колосниковая решётка, на которой находится горящее топливо (уголь) … Википедия

Пудлингование — [puddling] пирометаллургический передел чугуна в мягкое железо с низким содержанием углерода, полученный в тестообразном состоянии на поду пламенной отражательной (пудлинговой) печи. Пудлингование, пришедшее на смену кричному переделу (Смотри… … Энциклопедический словарь по металлургии

пудлингование — (англ. puddling, от puddle перемешивать), передел чугуна в малоуглеродистое тестообразное железо на поду так называемой пудлинговой печи. Металл и шлак перемешивали и «накатывали» в крицу. Пришло на смену кричному переделу (вторая половина… … Энциклопедический словарь

Пудлингование — см. Железо … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Пудлингование — ср. Устаревший способ переработки чугуна в сварочное железо посредством плавления в особых печах, где расплавленный чугун перемешивается с железистым шлаком. Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

Источник

ПУДЛИНГОВАЯ ПЕЧЬ

пламенная отражат. печь, применяемая для произ-ва жел. крицы из чугуна способом пудлингования. С появлением во 2-й пол. 19 в. конвертерных способов передела чугуна и мартеновского произ-ва П. п. потеряли пром. значение.

Смотреть что такое «ПУДЛИНГОВАЯ ПЕЧЬ» в других словарях:

ПУДЛИНГОВАЯ ПЕЧЬ — железоделательная печь, приспособленная к топке горючими газами, вырабатываемыми в особых генераторах. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка

Пудлингование — Пудлинговая печь. А рабочий объём печи, С труба с клапаном для регулирования силы тяги, D порог, отделяющий металл в рабочем объёме от топлива, F колосниковая решётка, на которой находится горящее топливо (уголь) … Википедия

Железо — (техн.) Ж. есть наиболее распространенный и наиболее употребительный из металлов. Ж. было известно еще египтянам во время постройки пирамид; у греков упоминается о нем в Илиаде Гомера, причем о нем говорится, как о трудно обрабатываемом металле,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Баташевы — семья горнозаводчиков. Родоначальник ее, Иван Тимофеевич, «Тульския оружейныя слободы кузнец», ум. в 1734 г. В 1700 г. он находился при постройке Липецких чугуноплавильных заводов, а потом стал покупать в окрестностях Тулы земли и… … Большая биографическая энциклопедия

ПУДЛИНГОВЫЙ — ПУДЛИНГОВЫЙ, пудлинговая, пудлинговое (тех.). прил. к пудлингование; служащий для пудлингования. Пудлинговый способ. Пудлинговая печь. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

НИЖНЕИСЕТСКИЙ ЖЕЛЕЗОДЕЛАТЕЛЬНЫЙ ЗАВОД — действовал в 1798 1915. Располагался на р.Исеть в Екат. Принадлежал казне, с 1906 в аренде у артели раб. Первонач. предполагалось построить отд ние Екат. монетного двора, для чего в 1788 была сооружена плотина и производственные здания. Плотина… … Екатеринбург (энциклопедия)

Эшлиман, Александр Карлович — В Википедии есть статьи о других людях с такой фамилией, см. Эшлиман. Александр Карлович Эшлиман (11 сентября 1839 после 1897) российский учёный механик швейцарского происхождения. Биография Гражданин Швейцарии Александр Карлович… … Википедия

Баташёвы — крупные русские рудопромышленники и заводчики 18 19 вв. Происходили из кузнецов тульской оружейной слободы. Основатель фамилии: Иван Тимофеевич Б. (ум. 1734) в течение 1711 21 построил несколько заводов, на которых в 1720 было получено… … Большая советская энциклопедия

ПУДИНГ — муж., англ. тертый хлеб, с разными приправами, сваренный в узле или мешке в один ком. | горн. камень, слежавшийся из кремнистых галек и отверделой в одно целое связки. Пудинговый камень, то же. Пудинговая подлива. Пудлинговать железо, выделывать… … Толковый словарь Даля

Братья Баташевы — Памятник Ивану Баташеву в Выксе … Википедия

Источник

Ода пудлингованию

Думаю изрядная часть моих читателей (и вообще читателей альтернативок) не представляют себе что такое пудлинговый процесс. И в чем его революционность. В рамках своего историко-технического блога постараюсь изложить суть коротко и ясно и объяснить мою любовь к этому металлургическому процессу. (Чтобы ссылаться сюда если что)

Для начала общий план.

Железо продукт переработки руды при помощи угля и флюсов. Энергия для трансформации руды берется при сжигании древесного угля. Древесный уголь практически чист от примесей. Руда имеет разный состав. Есть ценные примеси типа марганца или молибдена, а есть крайне вредные типа серы и фосфора. Флюсы отчасти фосфор и серу удаляют, но лучше всего когда их нет в исходном материале. Такие чистые по примесям руды были в изобилии в Швеции и кое где в России. Там же и лесов было много. Так что древесный уголь был не проблемой.

В Англии руды грязные и древесина скоро кончилась. Что вынудило экономику острова подсесть на импорт железа.

Небольшое отступление. В некоторых источниках очень преувеличивается зависимость Англии от русского железа. На самом деле доля русского железа была сравнима с долей шведского. Шведское железо отличалось более высоким качеством, что сказывалось на разнице в цене (от 10 до 60 % в разное время) Шведское целиком шло на внутренние потребности Англии, тогда как русское очень часто перепродавалось английскими дельцами в другие страны. Тем не менее объемы экспорта железа двух стран постоянно нарастали до определенного момента. После изобретения процесса пудлингования Англия сама стала производить огромные количества железа. Если в 1720 г. в Англии получали 18 тыс. тонн железа и эта цифра мало увеличивалась весь 18-й век, то после распространения технологии в 1812 г.— 250 тыс. тонн, а в 1834 г.— уже около 700 тыс. тонн. На этом фоне экспорт русского железа практически прекратился. А шведское заняло нишу качественного сырья для инструментальных сталей.

Поэтому, когда в 1784 г. англичанин Корт изобрел пудлингование и обеспечил получение приличного по качеству железа при помощи обычного угля (не кокса), ДЕШЕВО, то тут то промышленная революция и началась.

Итак в чем суть метода.

Для начала посмотрите крохотный (всего 40 секунд) кусочек видео с процессом. Это единственное видео реального процесса, что мне удалось найти в ютубе. Потом, из описания, станет ясно что там делается.

Пудлинговая печь состояла из топочного пространства, где на колосниковой решётке размещался горючий материал, отделённого от ванны металла порогом, рабочего пространства и тру-бы, по которой удалялись отходящие газы.

Над ванной металла располагалось рабочее окно, через которое пудлинговщик осуществлял основные операции – загрузку и выгрузку материалов, а также перемешивание металла. На период плавки оно закрывалось металлической заслонкой для снижения жара.

Очень часто при пудлинговой печи за задним порогом устраивали помещение для предварительного прогрева чугуна, за счёт чего сокращалось время его плавления, снижался расход горючего, и увеличивалась производительность. Кроме того, большинство пудлинговых печей имело паровой котёл-утилизатор, отапливаемый отходящими горячими газами; этот пар использовался для приведения в действие обжимочного молота и прокатных вальцов. Устройство печи зависело от вида используемого топлива и его качества. Наиболее распространены были печи с подом длиною около 1,8 м, шириною около 1,2 м и высотою свода около 1,2 м. Садка их составлял 200-250 кг чугуна, однако существовали и небольшие печи на 150 кг чугуна.

Процесс пудлингования делился на несколько периодов:

За 2-3 часа до начала плавки чушки чугуна закладывали в подогревательное пространство (при его наличии), где они нагревались почти до температуры белого каления. После этого их переносили на подину, в рабочее пространство. Примерно через полчаса чугун начинал плавиться, и пудлинговщик щупал кочергой, не осталось ли где нерасплавленных кусков. Если таковые имели место, он перемещал их под струю пламени, так чтобы в конечном итоге весь металл перешел тестообразное состояние.
После этого было необходимо снизить температуру, чтобы металл не принял более жидкую консистенцию. Для этого горящее топливо «сбрасывали» с колосников, а металл охлаждали. На этом этапе были возможны несколько вариантов ведения процесса:

Далее пудлинговщик должен был обеспечить эффективное взаимодействие металла и шлака путём их перемешивания. При этом из металла выделялось большое количество монооксида углерода, который догорал в рабочем пространстве печи, так что рабочему приходилось постоянно остужать кочергу в холодной воде. По мере выгорания примесей вымешиваемый металл делается всё гуще («ссыхается»). При правильной работе (мешая каждой кочергой от 5 до 7 минут) уже на пятой кочерге наблюдают появление металлических частиц, отделяющихся от шлака, после чего процесс перемешивания становится очень трудным. Когда частиц железа становится много, температуру повышают, частицы слипаются и осаждаются на дно печи. Частицы свежевосстановленного железа обладают свойством прилипать друг к другу и к другим железным предметам.Когда металл загустевал так, что его нельзя уже было перемешивать кочергой, начинали «переборку» ломом или нагретой железной полосой. Цель операции состояла в том, что рабочий всю осевшую на подину печи железистую массу должен был поднят наверх ванны.

Затем приступали к формированию криц (шматов), для чего металл разделяли, в зависимости от величины садки, на 4 или 5 частей (кусков) и ломом каждую часть скатывали в виде кома массой до 50-80 кг. Крицы располагали вдоль задней стены печи, стремясь выжать из них часть шлака. Затем давали минут на пять сильный «сварочный» жар для лучшего сваривания отдельных частиц железа в крице, после которого, открыв рабочее окно, вытаскивали клещами передние крицы, а остальные поворачивали так, чтобы они равномерно подвергались действию проходящего через печь воздуха.
Дальше следовало выжать из крицы шлак и превратить её в плотный металл.

Корт прокатывал крицы в валках или проковывал их под молотом. Отжим шлака под молотом и в 50-х гг. XIX столетия считался наилучшим способом, но применялся далеко не везде. На Уэльских заводах крица отжималась в особых прессах, по форме напоминающих огромную пасть крокодила (американцы прозвали их потом «аллигаторами»). Пресс делал около 90 движений в минуту и требовал машины мощностью в 10-12 л.с. Один пресс обслуживал 10-16 пудлинговых печей. Обжатые крицы обрабатывались в прокатных валках. Они прокатывались в пудлинговую болванку сечением 4×1 дюйм – так называемый «пудль-барс».

Общая продолжительность пудлингового процесса составляла около 2-х часов. За это время перерабатывалось максимум 250 кг чугуна. Суточная производительность одной печи при непрерывной работе не превышала, таким образом, 2,5 т.

Пудлинговые печи были гениальным изобретением конца XVIII в., действительно открывшим широкие горизонты в то время, когда железо требовалось тоннами. Пудлинговое железо и изготавливаемая из него сталь были основными материалами, используемыми в машиностроении на протяжении почти всего XIX столетия, из него строили мосты и бурно разраставшуюся железнодорожную сеть. Но пудлинговая печь стала тормозом дальнейшего развития, когда железо стало потребляться сотнями и тысячами тонн. Несовершенство производственного агрегата уравновешивалось его количеством и доменные цеха середины XIX века, включавшие до 10 домен, окружали длинные ряды из сотен пудлинговых печей.

Однако при всех достоинствах пудлингования у него был принципиальный недостаток — невозможность получить плотную литую сталь. Для этого нужна более высокая температура, чем могли обеспечить кричные и пудлинговые печи.

Источник

Самая «мускульная» технология эпохи механизации

Пудлинговая печь состояла из топочного пространства, где на колосниковой решётке размещался горючий материал, отделённого от ванны металла порогом, рабочего пространства и тру-бы, по которой удалялись отходящие газы.

Движение горячих газов в пудлинговой печи

Движение газов происходило, как правило, по действием естественной тяги, однако применялись и конструкции печи с принудительным движением газов под действием вентилятора. Над ванной металла располагалось рабочее окно, через которое пудлинговщик осуществлял основные операции – загрузку и выгрузку материалов, а также перемешивание металла. На период плавки оно закрывалось металлической заслонкой для снижения жара.

В места, подверженные воздействию наиболее высоких температур, вставлялись чугунные элементы, охлаждаемые воздухом или водой. Очень часто при пудлинговой печи за задним порогом устраивали помещение для предварительного прогрева чугуна, за счёт чего сокращалось время его плавления, снижался расход горючего, и увеличивалась производительность. Кроме того, большинство пудлинговых печей имело паровой котёл-утилизатор, отапливаемый отходящими горячими газами; этот пар использовался для приведения в действие обжимочного молота и прокатных вальцов. Устройство печи зависело от вида используемого топлива и его качества. Наиболее распространены были печи с подом длиною около 1,8 м, шириною около 1,2 м и высотою свода около 1,2 м. Садка их составлял 200-250 кг чугуна, однако существовали и небольшие печи на 150 кг чугуна.

Процесс пудлингования делился на несколько периодов:

За 2-3 часа до начала плавки чушки чугуна (файнметалла) закладывали в подогревательное пространство (при его наличии), где они нагревались почти до температуры белого каления. После этого их переносили на подину, в рабочее пространство. Примерно через полчаса чугун начинал плавиться, и пудлинговщик щупал кочергой, не осталось ли где нерасплавленных кусков. Если таковые имели место, он перемещал их под струю пламени, так чтобы в конечном итоге весь металл перешел тестообразное состояние.
После этого было необходимо снизить температуру, чтобы металл не принял более жидкую консистенцию. Для этого горящее топливо «сбрасывали» с колосников, а металл охлаждали. На этом этапе были возможны несколько вариантов ведения процесса:

Далее пудлинговщик должен был обеспечить эффективное взаимодействие металла и шлака путём их перемешивания. При этом из металла выделялось большое количество монооксида углерода, который догорал в рабочем пространстве печи, так что рабочему приходилось постоянно остужать кочергу в холодной воде. По мере выгорания примесей вымешиваемый металл делается всё гуще («ссыхается»). При правильной работе (мешая каждой кочергой от 5 до 7 минут) уже на пятой кочерге наблюдают появление металлических частиц, отделяющихся от шлака, после чего процесс перемешивания становится очень трудным. Когда частиц железа становится много, температуру повышают, частицы слипаются и осаждаются на дно печи. Частицы свежевосстановленного железа обладают свойством прилипать друг к другу и к другим железным предметам.
Когда металл загустевал так, что его нельзя уже было перемешивать кочергой, начинали «переборку» ломом или нагретой железной полосой. Цель операции состояла в том, что рабочий всю осевшую на подину печи железистую массу должен был поднят наверх ванны.

Основные элементы конструкции пудлинговой печи
Внешний вид пудлинговой печи

Затем приступали к формированию криц (шматов), для чего металл разделяли, в зависимости от величины садки, на 4 или 5 частей (кусков) и ломом каждую часть скатывали в виде кома массой до 50-80 кг. Крицы располагали вдоль задней стены печи, стремясь выжать из них часть шлака. Затем давали минут на пять сильный «сварочный» жар для лучшего сваривания отдельных частиц железа в крице, после которого, открыв рабочее окно, вытаскивали клещами передние крицы, а остальные поворачивали так, чтобы они равномерно подвергались действию проходящего через печь воздуха.
Дальше следовало выжать из крицы шлак и превратить её в плотный металл. Корт прокатывал крицы в валках или проковывал их под молотом. Отжим шлака под молотом и в 50-х гг. XIX столетия считался наилучшим способом, но применялся далеко не везде. На Уэльских заводах крица отжималась в особых прессах, по форме напоминающих огромную пасть крокодила (американцы прозвали их потом «аллигаторами»). Пресс делал около 90 движений в минуту и требовал машины мощностью в 10-12 л.с. Один пресс обслуживал 10-16 пудлинговых печей. Обжатые крицы обрабатывались в прокатных валках. Они прокатывались в пудлинговую болванку сечением 4×1 дюйм – так называемый «пудль-барс».

Общая продолжительность пудлингового процесса составляла около 2-х часов. За это время перерабатывалось максимум 250 кг чугуна. Суточная производительность одной печи при непрерывной работе не превышала, таким образом, 2,5 т.

Известный английский металлург Джон Перси писал о пудлинговании: «Нет производства, где бы мускульная сила человека была подвержена таким тяжелым усилиям и притом в столь изнуряющей обстановке. Удивительно ли, что пудлинговые мастера резко выражают нежелание приучать своих детей к этой работе, которая, вообще говоря, делает человека неспособным к ней около сорока пяти или пятидесяти лет жизни».

Основные различия способов фришевания и пудлингования чугуна состоят в следующем:

Пудлинговые печи были гениальным изобретением конца XVIII в., действительно открывшим широкие горизонты в то время, когда железо требовалось тоннами. Пудлинговое железо и изготавливаемая из него сталь были основными материалами, используемыми в машиностроении на протяжении почти всего XIX столетия, из него строили мосты и бурно разраставшуюся железнодорожную сеть. Но пудлинговая печь стала тормозом дальнейшего развития, когда железо стало потребляться сотнями и тысячами тонн. Несовершенство производственного агрегата уравновешивалось его количеством и доменные цеха середины XIX века, включавшие до 10 домен, окружали длинные ряды из сотен пудлинговых печей.

Источник