Cuptor cu vatră deschisă - echipament pentru topirea oțelului de o anumită compoziție și calitate din fier vechi și fontă brută. Cuptorul cu vatră deschisă și-a primit numele de la numele inventatorului - inginerul francez Pierre Martin, care l-a dezvoltat în 1864.
Tehnologie
Cheia tehnologiei de conversie a fontei în oțel este reducerea concentrației de carbon și a impurităților. Pentru a atinge acest obiectiv, se folosește o metodă pentru oxidarea lor selectivă și îndepărtarea în zgură și gaze în timpul topirii. Topirea oțelului are loc în următoarele etape: topirea unui amestec pentru topire, constând din resturi, cărbune, fluxuri (încărcare) și încălzirea unei băi de metal lichid. Scopul principal este îndepărtarea fosforului. Etapa are loc la o temperatură relativ scăzută. Următoarea etapă este fierberea băii metalice. Are loc la temperaturi mai mari de aproximativ 2000 de grade. Scopul este de a elimina excesul de carbon. Și, în cele din urmă, dezoxidarea oțelului, reducerea oxidului de fier.
Durata întregului proces de topire este de 3 - 6 ore, pentru combustibil se folosește gaz natural sau păcură.
Câteva fapte din istorie
Procesele de conversie pentru producția de oțel turnat care existau la sfârșitul secolului al XIX-lea nu permiteau producerea oțelului în volume mari și să ofere caracteristicile specificate. Stocurile uriașe de resturi ieftine de fier acumulate până atunci în industrie i-au împins pe metalurgiști să caute o tehnologie mai productivă și mai ieftină pentru prelucrarea fierului vechi, precum și a fontei în oțel.
Această problemă a fost rezolvată cu succes de inginerul metalurgic ereditar Pierre Martin, care a primit oțel turnat într-un cuptor ars la o fabrică din Sireil francez în 1864. Ideea a fost de a obține oțel lichid topind resturi și fontă pe vatra unui cuptor reverberator. Succesul a fost facilitat de aplicarea invenției fraților Williams și Friedrich Siemens privind recuperarea căldurii din gazele de eșapament. Metoda de recuperare a căldurii a constat în faptul că căldura produselor de ardere care trec prin regeneratoare a fost acumulată în duze și, împreună cu aerul ventilatorului, a revenit în zona de lucru a cuptorului. Recuperarea căldurii produselor de ardere a făcut posibilă creșterea temperaturii în cuptor la valorile necesare pentru topirea oțelului lichid.
Succes la nivel mondial
Procesul de vatră deschisă a fost introdus rapid în industrie de toate țările dezvoltate industrial din acea vreme. Metoda cu focar deschis a ocupat o poziție de lider datorită flexibilității sale tehnologice, scalabilității, controlabilității și posibilității de a obține toate clasele de oțel cunoscute atunci. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de prelucrare a fontelor cu conținut ridicat de fosfor, importanța sa a crescut și mai mult.
Desigur, primele cuptoare cu vatră deschisă aveau un design imperfect. Bolțile erau fragile. Vatrele cuptoarelor au avut o durată de viață foarte scurtă. Spațiul de lucru nu era suficient de lung, băile erau prea adânci. În timp, bolțile au început să fie făcute mai drepte, ceea ce a sporit rezistența la uzură a cuptoarelor.
