Металлургическая печь , часто называемая просто печью , когда контекст известен, — это промышленная печь, используемая для нагрева , плавки или иной обработки металлов . Печи были центральным элементом оборудования на протяжении всей истории металлургии ; обработка металлов с помощью тепла даже является собственной инженерной специальностью, известной как пирометаллургия .
Одним из важных применений печи, особенно в производстве железа и стали , является плавка , где металлические руды восстанавливаются при высокой температуре для отделения металлического содержимого от минеральной пустой породы . Тепловая энергия для питания печи может подаваться непосредственно за счет сжигания топлива или электричества . Различные процессы и уникальные свойства определенных металлов и руд привели к появлению множества различных типов печей. [1]
Многие конструкции печей для плавки объединяют руду, топливо и другие реагенты, такие как флюс, в одной камере. Механизмы, такие как мехи или моторизованные вентиляторы, затем подают в камеру потоки воздуха под давлением. Эти потоки заставляют топливо гореть горячее и запускают химические реакции.
К печам этого типа относятся:
Даже меньшие, доиндустриальные кричники обладают значительной тепловой массой . Подъем холодной печи до необходимой температуры для выплавки железа требует значительного количества энергии, независимо от современных технологий. По этой причине металлурги будут стараться изо всех сил поддерживать непрерывность работы доменных печей, а остановка печи рассматривается как досадное событие.
Напротив, запуск новой печи или той, которая была временно остановлена, часто является особым событием. В традиционных кричах несколько раундов топлива должны были сгореть, прежде чем печь была готова принять загрузку руды. В английском языке этот процесс стал известен как «продувка» печи, в то время как печь, которую пришлось закрыть и охладить, была «продута» — термины, которые до сих пор применяются к современным доменным печам. [2]
Отражательная печь по -прежнему подвергает реакционную камеру, где металл или руда соединяются с реагентами, воздействию потока отходящих газов. Однако топливо не добавляется непосредственно в камеру, а горение происходит в отдельной камере. Печи этого типа включают:
В металлургии печи, используемые для дальнейшей переработки металлов, в частности железа в сталь, также часто называют конвертерами :
Так же, как и другие отрасли промышленности тяготели к электрификации , электрические печи стали преобладать в металлургии. Однако, хотя теоретически любая печь может использовать электрический нагревательный элемент , специфика процесса в основном ограничивает этот подход печами с более низкими требованиями к мощности.
Вместо этого, электрометаллургические печи часто применяют электрический ток непосредственно к партиям металла. Это особенно полезно для переработки (все еще относительно чистого) металлолома или переплавки слитков для литья в литейных цехах . Отсутствие какого-либо топлива или выхлопных газов также делает эти конструкции универсальными для нагрева всех видов металлов. [a] Такие конструкции включают в себя:
Другие металлургические печи имеют особые конструктивные особенности или применение. Одной из функций является нагрев материала до плавления, чтобы выполнить термическую обработку или горячую обработку . Основные печи, используемые таким образом, включают:
Другой класс печей изолирует материал от окружающей атмосферы и загрязняющих веществ, позволяя применять передовые методы термической обработки и другие технологии: